「音の伝わり方」＆「音の速さ」 ⇒ 秒速“約”340m の意味！

中１です。「音の速さ」に納得できません…。

　
中学生から、こんなご質問をいただきました。

「音の速さなのですが、

　空気中では
　なぜ“秒速約３４０ｍ”を使うのですか。

　天気によって変わるのでは？」

すごくいい質問ですね！

おっしゃる通りで、

気温・気圧によって、
音の速さは少しずつ変わります。

３４０ m の前に「約」が付いているのは
そうした事情もあるんです。

テストでは、ある理由で

・秒速３４０m で計算しなさい

と言われることが多いですが、

実際には気象条件によって
誤差が出ること、

これを知っていることは、

今後、高校・大学と進んでいく中で
本当の理解につながります。

「なぜそうなるのか？」

と考える習慣は、

理科の力をグンと伸ばす鍵なので、

この記事では、“秒速約３４０ｍ”の
背景をお話します。

理解が深まり、忘れにくくなりますよ！

■「音の伝わり方」とは？

まずは、基本のお話から。

音は、ある物体（音源）が
振動することで発生します。

その音は、空気中を伝わって、
私たちの耳に入ってきます。

音源から私たちの耳までの間に、

◇気体（空気）

◇液体（水）

◇固体（氷や壁）　など、

何か物質があれば、音が伝わります。

一方で、宇宙や真空中では、

伝える物質がないため
音は伝わりません。

音が「伝わる」「伝わらない」という話も、

中学生のテストに出るので、

この法則を押さえるのがコツですね。

■音の速さは、なぜ“秒速約３４０ｍ”？

では本題です。

実は、ここからの話は
教科書にあまり出てきません。

でも、中１理科が得意になるコツ、

★背景知識の充実

につながるので、おすすめ情報です。

「へー、そうなんだ」という感じで
読んでみてくださいね。

秒速約３４０m という数値が、

より印象深く、しっかりと
記憶に残るでしょう。

空気中を伝わる音の速さは、

◇１気圧で、気温が０℃

という条件なら、毎秒３３１．５ｍです。

そして、

気温が１℃上がるごとに

毎秒０．６ｍずつ速さが増していく

という実験データがあります。

式で書くと、

◇音の速さ＝３３１．５＋０．６×［気温］（ｍ／ｓ）

※“ｍ／ｓ”は“メートル毎秒”と読み、

　１秒間に進む速さを表す単位です。

空気が温かくなるほど、
速さも増すのですね。

ただし、

現実の世界の「天気」は、
場所によって細かく違います。

音が１秒間に３００ｍ以上
進むといっても、

この約３００ｍの間、

「空気の状態」がずっと同じとは
限らないのです。

途中で、風が吹くこともあるでしょう。

日なたや日陰があって、
気温の違いもあるでしょう。

ですから、現実には、

速さは一定ではありません。

しかしながら――

一定ではないからといって、

“計算できない”とあきらめるのは
良くないですし、

ここで工夫をするのが科学です。

多少のずれはあるという前提で、

なるべく正確な値に近づくよう、
科学者たちは考えたのです。

（この点では、「円周率」と同じです。

　円周率はおそらく無限に終わらない
　小数なのですが、

　だいたいの値、「３．１４」を
　用いることで、

　円の計測に役立っていますね。）

計算をシンプルにするために、

こんな習慣が生まれました。

・風の影響はいったん無視し、
　音が伝わる間は「すべて同じ状態」と考えよう

・気温は、地球の平均気温である「１５℃」
　という設定にしよう

これにより――

　３３１．５＋０．６×１５

＝３４０．５（ｍ／ｓ）

「音の速さは秒速約３４０ｍ」となったのです。

「約」がついているのも、
実は深い意味がありますね。

ただ単純に、

△「３４０．５の、小数を切り捨てて約３４０」

というだけではないんです。

○「空気中の気温や圧力によって、
　　音の速さは微妙に変わりますが」

という意味もこめた「約」です。

言葉の深さを知ることも、
実力アップのコツですよ！

…

＜まとめ＞

中１理科では、

◇「音の速さは秒速約３４０ｍ」

としか習わないのですが、

こうした背景を知ると、

中１生の理解も深まり、
忘れにくくなるはずです。

“分かったぞ！”という楽しみは、

中学生にとって、
本当に大切なものなんです。

小学校で初めて実験をした時の
ワクワク感を、

いつまでも大事にしてくださいね！

“どうしてだろう”と色々考えて、

“分かったぞ！”と納得すれば、

視野がどんどん広がっていきます。

「頭が良くなる」「心が成長する」

と言われていることは、

こうした点でつながっているのです。
　