Shpejtësia e tingullit është distanca që udhëton një valë zanore për një njësi kohe, përmes një mediumi të caktuar. Në ajër, në temperaturë dhome (rreth 20°C), shpejtësia e tingullit është afërsisht 343 metra për sekondë (m/s). Për ajrin e thatë në temperaturën 0°C (32 °F), vlera moderne për shpejtësinë e tingullit është 331,29 metra (1.086.9 këmbë) në sekondë. Shpejtësia e tingullit në ujë të lëngshëm në 8°C (46°F) është rreth 1.439 metra (4.721 këmbë) në sekondë.
Tingulli, si të gjitha valët, udhëton me një shpejtësi të caktuar dhe ka vetitë e frekuencës dhe gjatësisë së valës. Ju mund të vëzhgoni dëshmi të drejtpërdrejta të shpejtësisë së tingullit ndërsa shikoni një shfaqje fishekzjarresh. Ju e shihni shkrepjen e një shpërthimi shumë para se të dëgjoni tingullin e tij dhe ndoshta të ndjeni valën e presionit, duke nënkuptuar si tingulli udhëton me një shpejtësi të kufizuar dhe se është shumë më i ngadaltë se drita.
Më thjesht, shpejtësia e tingullit është se sa shpejt udhëtojnë vibrimet ose lëkundjet nëpër mediume të ngurta, gaze ose lëngje.
Në 20 °C (68 °F), shpejtësia e tingullit në ajër, është rreth 343 m/s (1.125 ft/s; 1.235 km/h; 767 mph; 667 kn), ose 1 km në 2.91 s ose një milje në 4.69 s. Varet fort nga temperatura si dhe nga mediumi përmes të cilit po përhapet një valë zanore (tingullore).1
Kjo shpejtësi mund të ndryshojë në varësi të temperaturës, presionit dhe densitetit të mediumit përmes të cilit kalon zëri. Për shembull, në ujë, shpejtësia e tingullit është rreth 1,484 m/s, ndërsa në materialet e ngurta si metali, mund të jetë edhe më e lartë.
Shpejtësia e tingullit varet nga mediumi me të cilin përhapet (të ngurta, gaze ose lëngje). Në përgjithësi, shpejtësia e tingullit është më e madhe në lëndë të ngurta sesa në lëngje dhe më e madhe në lëngje sesa në gazra. Kjo ndodh sepse sa më e lartë të jetë kohezioni i lidhjeve atomike ose molekulare, aq më e fortë është substanca.
Shpejtësia e përhapjes së një valë zanore varet nga karakteristikat e mediumit në të cilin përhapet, jo nga karakteristikat e valës ose forca që e prodhon atë. Kjo shpejtësi e përhapjes së valëve të tingullit apo zërit quhet gjithashtu shpejtësia e tingullit. Shih: Dallimet mes Tingullit Dhe Zërit.
Shpejtësia e tingullit ndryshon me mediumin e përhapjes dhe mënyra se si përhapet në medium ndihmon për të kuptuar më mirë disa karakteristika të mediumit transmetues. Kur temperatura e mjedisit të përhapjes ndryshon, shpejtësia e tingullit (zërit) gjithashtu do të ndryshojë. Kjo për shkak se rritja e temperaturës çon në një rritje të frekuencës së ndërveprimeve midis grimcave që bartin dridhje, që përkthehet në rritje të shpejtësisë së valës.
Llogaritja e shpejtësisë së tingullit
Shpejtësia e tingullit në të ngurtë
Shpejtësia2 e një vale longitudinale (gjatësore) në trupa të ngurtë (solide) varet nga elasticiteti dhe dendësia, shprehet me formulën si:
E – Moduli i elasticitetit të Youngut, ρ– Dendësia e substancës
–
Shpejtësia e tingullit në lëngje
Në lëngje, shpejtësia e tingullit (zërit) varet nga Koeficienti i kompresueshmërisë χ dhe dendësia ρ.
Koeficienti i kompresueshmërisë χ është reciprok i modulit të elasticitetit (χ=1/E). Ajo korrespondon me ndryshimin relativ të vëllimit në varësi të ndryshimit të presionit.3
Shpejtësia e tingullit në ajër është e ulët, sepse ajri është lehtësisht i kompresueshëm. Duke qenë se lëngjet dhe të ngurtat janë relativisht të ngurtë dhe shumë të vështirë për t’u kompresuar, shpejtësia e zërit në media të tilla është përgjithësisht më e madhe se në gaze.
Në përgjithësi, sa më i ngurtë (ose më pak i kompresueshëm) të jetë mediumi, aq më i shpejtë është shpejtësia e tingullit.
–
Shpejtësia e tingullit në gazra
ku: p – presioni i gazit, ρ – dendësia e trupit ose gazit, X – koeficienti adiabatik i gazit, (χ=1/E), E – moduli i elasticitetit.
Moduli i elasticitetit të Youngut është raporti i tensionit me ndryshimin relativ të gjatësisë së mostrës së shkaktuar nga veprimi i forcës tensile mbi një trup të ngurtë elastik të zgjatur.
–
Shpejtësia e tingullit (zërit) varet edhe nga temperatura e mediumit.4
Termi që përshkruan varësinë e shpejtësisë së tingullit, zërit në ajër, në varësi të temperaturës t (°C) është:
Shpejtësia e tingullit o zërit në ajër në kushte standarde (0°C dhe 101325 Pa) është 331 ms-1.
–
A mund të përhapen valët e zërit përmes vakumit?
Tingulli ka nevojë për grimca të lëndës për t’u prërhapur, të cilat do të transmetojnë një valë zanore duke u lëkundur. Nuk ka grimca në vakum, kështu që tingulli nuk mund të përhapet.
Shpejtësia e tingulli në disa mediume, vlerat e përafërta:
| Mediumi (Materiali) | Shpejtësia e tingullit (υ në m/s) |
| Gazet | – |
| Ajër (0°C) | 331.6 m/s |
| Ajër (20°C) | 343 m/s |
| Hidrogjen (H) | 1280 m/s |
| Dioksid karboni (CO2) | 260 m/s |
| Helium | 965 m/s |
| Lëngje | – |
| Ujë (H2O) (0°C) | 1450 m/s |
| Ujë (20 °C) | 1497 m/s |
| Ujë (25 °C) | 1498 m/s |
| Ujë deti (20 °C) | 1454 m/s |
| Ujë deti (25 °C) | 1530 m/s |
| Vajguri (nafta) | 1300 m/s |
| Ngurtë | – |
| Bakër (Cu) (0°C) | 3800 m/s |
| Bakër (Cu) (20°C) | 4700 m/s |
| Plumb (Pb) (20°C) | 1228 m/s |
| Argjend (Ag) (20°C) | 3620 m/s |
| Ari (Au) (20°C) | 1743 m/s |
| Hekur (Fe) | 4900 m/s |
| Hekur i fërguar (Fe)^ (20°C) | 4986 m/s |
| Çelik (20°C) | 5110 m/s |
| Qelq | 5600 m/s |
| Dru pishe | 4800 m/s |
| Tapë | 430-530 m/s |
| Alumin | 6420 m/s |
| Hekur dhe qelq | 5950 m/s |
| Ari | 5240 m/s |
| Druri | 5000 m/s |
| Najlon | 2620 m/s |
| Kauçuk | 1550 m/s |
| Plutonium | 500 m/s |
–
Referenca
