音の伝わる速さ（音速）

• 音を伝える物質（媒質）の中を、振動が移動していく速さのことです。
• 音速は物質の状態によって異なり、一般に分子の結びつきが強い固体が最も速く、次いで液体、気体の順に遅くなります。
• 空気中では気温の影響を受け、気温が1℃上がるごとに秒速0.6mずつ速くなる性質があります。

解説

音は物質の振動が次々と隣の分子に伝わっていく現象であり、この振動を伝える物質を媒質と呼びます。そのため、媒質が存在しない真空中では音は伝わりません。音の伝わる速さは媒質の密度や弾性に依存し、15℃の空気中では秒速約340mですが、水中では約1500m、鉄の中では約5000mと非常に高速になります。

空気中における音速 v は、気温 t（℃）を用いて v = 331.5 + 0.6t という式で算出できます。これは、温度が高いほど空気分子の熱運動が活発になり、衝突頻度が増えることで振動がより速く伝わるようになるためです。

また、モノコードを用いた実験では、音の「速さ」だけでなく「高さ（振動数）」についても学びます。弦が細いほど、短いほど、あるいは強く張る（おもりを増やす）ほど、1秒間に振動する回数が増えて音が高くなります。計算問題では、弦の太さを2倍にすると振動数が半分になるといった相関関係や、複数の条件（太さ・長さ・おもりの数）を同時に変化させた際の数値の変化を導き出す力が求められます。