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Membrane schneller als Schall
 
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Kurt_b
Gast
Beitrag Kurt_b Verfasst am: 30. Jul 2021 20:13    Titel: Membrane schneller als Schall Antworten mit Zitat
Meine Frage:
Membrane, irgendwie in der Art eines Lautsprechers, bewegt sich teilweise schneller als Schall (Sinusartige Bewegung).
Was passiert mit der Luft?
Entsteht da ein Vakuum oder wie läuft das ab?


Meine Ideen:
Wohl so eine Art Kavitation.
Steffen Bühler
Moderator


Anmeldungsdatum: 13.01.2012
Beiträge: 7462
Beitrag Steffen Bühler Verfasst am: 05. Aug 2021 14:26    Titel: Antworten mit Zitat
Ein Lautsprecher, dessen Membran eine sinusförmige Schwinggeschwindigkeit von 333000 mm/s hat, würde in Luft einen theoretischen Schalldruck von mehr als 130kPa erzeugen, das sind knapp 200dB(A). Der normale Luftdruck von etwa 100kPa vor der Membran würde also periodisch zwischen Null (negativ geht ja nicht) und 230kPa schwanken, falls es die Membran nicht eh sofort zerreißt.
Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 899
Wohnort: Bayern
Beitrag Kurt Verfasst am: 08. Aug 2021 12:42    Titel: Antworten mit Zitat
Steffen Bühler hat Folgendes geschrieben:
Ein Lautsprecher, dessen Membran eine sinusförmige Schwinggeschwindigkeit von 333000 mm/s hat, würde in Luft einen theoretischen Schalldruck von mehr als 130kPa erzeugen, das sind knapp 200dB(A). Der normale Luftdruck von etwa 100kPa vor der Membran würde also periodisch zwischen Null (negativ geht ja nicht) und 230kPa schwanken, falls es die Membran nicht eh sofort zerreißt.

Die Membrane ist als "unzerstörbar" angenommen.

Was passiert/läuft ab wenn die Membrane so schnell/schneller als der Schall ist, entsteht dann ein Vakuum?
Vor der Membrane (in Bewegungsrichtung) kann die Luft ja zusammengedrückt werden, aber dahinter?

Kurt
DrStupid



Anmeldungsdatum: 07.10.2009
Beiträge: 5740
Beitrag DrStupid Verfasst am: 08. Aug 2021 14:03    Titel: Antworten mit Zitat
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Was passiert/läuft ab wenn die Membrane so schnell/schneller als der Schall ist, entsteht dann ein Vakuum?


Nein. Das würde voraussetzen, dass sich die Gasmoleküle maximal mit Schallgeschwindigkeit bewegen. Das ist aber nicht der Fall (siehe Maxwell-Boltzmann-Verteilung).
Kurt



Anmeldungsdatum: 20.06.2021
Beiträge: 899
Wohnort: Bayern
Beitrag Kurt Verfasst am: 08. Aug 2021 15:21    Titel: Antworten mit Zitat
DrStupid hat Folgendes geschrieben:
Kurt hat Folgendes geschrieben:
Was passiert/läuft ab wenn die Membrane so schnell/schneller als der Schall ist, entsteht dann ein Vakuum?


Nein. Das würde voraussetzen, dass sich die Gasmoleküle maximal mit Schallgeschwindigkeit bewegen. Das ist aber nicht der Fall (siehe Maxwell-Boltzmann-Verteilung).

Das bedeutet das sich Materie unabhängig ihrer Mediumsgeschwindigkeit bewegen kann. Die Mediumsgeschwindigkeit nur eine (unabhängige) Eigenschaft des Mediums, hier Luft, ist.

Kavitation tritt also nur deswegen auf weil die entsprechende Materie zur Vermeidung des Unterdrucks auf der "Unterdruckseite" nicht schnell genug nachgeliefert werden kann/nachgeliefert wird.


Kurt
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