Miért nem lehet a hang sebességét megváltoztatni azonos közegen belül?

Nos, lehet.

Azzal, hogy az adott közeg esetleg nem homogén. A sűrűség (igazán csak légnemű közegnél van értelme a dolognak ,tehát a nyomás változásáról beszélünk egyben) változása változtatja a hang sebességét is.

Ennek mértéke tényleg nagyon kicsi, de ettől még létezik.

Más módon tényleg nem, de nem értem, ezzel mi a baj.

A fizika törvényeit nem lehet hajlítgatni.

"De ha a hang sebessége állandó, akkor hiába rántom meg a molekulát gyorsabban vagy lasabban, akkor is ugyanolyan sebeséggel fogja a szomszédját megbökni."

A hangnak nem csak sebessége van, hanem erőssége is, vagyis a hullámnak nem csak hullámterjedési sebessége, hanem hullámmagassága is, amplitúdója.

A "gyorsabb" lökés az amplitúdót emeli. A lökés erősebb, de az átadási sebessége változatlan.

A magyarázat abban keresendő, hogy a hangsebesség a közegre jellemző állandó érték.

Nyomással, hőmérséklettel persze lehet variálni, de a hang sebessége akkor is konstans lesz az adott termodinamikai paraméterek mellett. Pl. a hőmérséklet gyökével egyenesen arányos a hangsebesség.

A válasz lényege valahol a rugó erőtörvényében keresendő. Amikor egy rugóra akasztott testet mozgásba hozol, ott sem függ a rezgés periódusideje attól, hogy milyen nagy sebességgel mozdítottad meg a testet. Vagy hogy milyen távolra térítetted ki az egyensúlyból.

Ugyanez van az ingánál is. Ha az inga elég hosszú, és mondjuk 1 cm-re téríted ki, akkor ugyanannyi idő alatt fog megtenni egy teljes lengést, mint a 10 cm-re kitérített inga.

Hogy ez hogy lehet, az valahol érezhető. Hiszen ha jobban kitéríted az ingát, akkor igaz, hogy nagyobb utat kell megtegyen, de sokkal jobban be is gyorsul. A két hatás pedig kompenzálja egymást. A megfelelő mozgásegyenlet megoldásával ez pontosan belátható.

És hogy mi köze a gáznak és a hangsebességnek a rugóhoz? Az, hogy a gázban is hasonló rugalmas kölcsönhatás révén terjed a hang, illetve a nyomás. Amikor a gázmolekulák meglökik egymást, akkor az nem egy pillanat alatt történik, hanem mint két kis gumilabda esetén: összenyomódnak, majd szétlökődnek. És ennek a folyamatnak az ideje fogja megszabni a hang terjedési sebességét.

Mindegy, hogy a molekulák milyen sebességgel ütköztek össze, az összenyomódás és visszalökődés nagyjából ugyanannyi idő alatt megy végbe, ahogy a rugónál is.

Félreérted a jelenséget kérdező.

"ha megrántok egy molekulát" - már ez sajátos kép a hang keletkezéséről. De hagyjuk.

Szóval kérdező, hallottál arról, hogy a hang erősebb, meg gyengébb? Ha jobban rángatod a molekulát, akkor hangosabban szól. Tehát nem igaz, hogy semmi hatása. Nagyonis van. A sebesség egy máik tészta. Az nem a rángatáson múlik. Ha a sebességet akarod módosítani, akkor az anyag szerkezetét kell megváltoztatnod. Rángatni fölösleges, az az erőviszonyokat változtatja.

Ha nem tetszik például, hogy a hang lassú a levegőben, cseréld le azt vízre. Rögtön ötször akkora lesz a sebessége, és hozzá se kell nyúlnod.

"Amikor egy rugóra akasztott testet mozgásba hozol, ott sem függ a rezgés periódusideje attól, hogy milyen nagy sebességgel mozdítottad meg a testet"

A példa rossz! A folyamatot kétfelé kell választani: tranziensre és stacioner állapotra.

A megállapításod csak az állandósult állapotra igaz. EZ mondjuk a differenciálegyenlethez tartozó trajektóriákból is látható.

"Ha az inga elég hosszú, és mondjuk 1 cm-re téríted ki, akkor ugyanannyi idő alatt fog megtenni egy teljes lengést, mint a 10 cm-re kitérített inga."

Ez hülyeség! A feltevés csak lineáris lengőrendszerre működik!

Az inga nem lineáris rendszer!

"Mindegy, hogy a molekulák milyen sebességgel ütköztek össze, az összenyomódás és visszalökődés nagyjából ugyanannyi idő alatt megy végbe, ahogy a rugónál is."

Ez csak lineáris gázelméletnél van így!