* Proprietà materiali: Il modulo Young (una misura di rigidità) e densità del solido influisce significativamente sulla velocità del suono. I materiali più rigidi e più densi hanno generalmente velocità sonore più elevate.
* Modalità di vibrazione: Il suono nei solidi può viaggiare in diverse modalità, come longitudinali (onde di compressione) e trasversali (onde di taglio). Ogni modalità ha una velocità diversa e quindi una frequenza diversa per una determinata lunghezza d'onda.
* Forma e dimensione del solido: La geometria dell'oggetto può influenzare le frequenze di risonanza (frequenze naturali a cui l'oggetto vibra facilmente).
Ecco un guasto:
* Onde longitudinali: Questi viaggiano attraverso la compressione e l'espansione del materiale. La velocità delle onde longitudinali in un solido è data da:
* v =√ (e/ρ)
* dove v è la velocità, e è il modulo di Young e ρ è densità.
* Onde trasversali: Questi viaggiano attraverso il taglio o lo spostamento di particelle di materiale perpendicolari alla direzione della propagazione delle onde. La velocità delle onde trasversali è data da:
* v =√ (g/ρ)
* dove g è il modulo di taglio e ρ è densità.
La frequenza del suono (f) è correlata alla velocità (v) e alla lunghezza d'onda (λ) di:
* f =v/λ
Pertanto, la frequenza del suono nei solidi è determinata dalle proprietà del materiale, dalla modalità di vibrazione e dalla lunghezza d'onda specifica dell'onda sonora.
Esempi:
* Il suono viaggia più velocemente in acciaio che in gomma perché l'acciaio ha un modulo e una densità di un giovane superiore.
* Un'asta di acciaio lunga e sottile avrà frequenze risonanti diverse rispetto a un'asta di acciaio corta e spessa a causa delle loro diverse geometrie.
Nota:
* Il concetto di "frequenza del suono nei solidi" non è semplice come la frequenza del suono nell'aria, poiché i solidi possono supportare più modalità di vibrazione.
* Per applicazioni specifiche, è necessario considerare le proprietà del materiale specifiche e la modalità di vibrazione desiderata.
