Geluidssnelheid is het tempo waarmee geluidstrillingen of geluidsgolven zich voortplanten door de lucht en allerlei andere materialen. Deze snelheid hangt af van de vastheid, temperatuur en samenstelling van deze stoffen. Door lucht en bij kamertemperatuur is dat ca. 340 meter per seconde; bij droge lucht (met relatief weinig waterdamp) met een temperatuur van 0ºC is dat 331 m/s. Dat is gelijk aan 1194 km/uur. In vloeistoffen en vaste stoffen is dat meestal hoger. In water bijvoorbeeld plant geluid zich voort met een snelheid van ca. 1500 m/s; in hout is dat ca. 3300 m/s; in staal is dat ca. 5800 m/s; bij de hardste metalen kan de snelheid oplopen tot 43.000 km/uur.

Geluidssnelheid is afhankelijk van de natuurlijke elasticiteit van de moleculen waaruit het ‘medium’ waarin het zich voortplant bestaat, hun vermogen heen en terug te veren.

De hoogste geluidssnelheid door de lucht bij een temperatuur van 0ºC is 740 mijl (ca. 1180 km) per uur. Wanneer een vliegtuig sneller vliegt dan zijn eigen geluid treedt een effect op dat men ‘het doorbreken van de geluidsbarrière’ noemt.

De eenheid van geluidssnelheid, het Machgetal is hiervan afgeleid. Naamgever daarvan was de Oostenrijkse natuurkundige Ernst Mach.

Geluidssnelheid in lucht

Een benaderingsformule om de geluidssnelheid in lucht uit te rekenen is:

c = 20*sqrt(273 + T), T is de temperatuur in Celsius, c is de geluidssnelheid in meters/sec.

Omdat de snelheid toeneemt als de temperatuur hoger wordt is de geluidssnelheid ongeveer 12 m/s groter bij 20oC. De geluidssnelheid is vrijwel onafhankelijk van de frequentie van het geluid, en ook van de luchtdruk, maar de geluidssnelheid ten opzichte van de grond kan wel beïnvloed worden door de snelheid van de wind.

Een goede benadering voor de geluidssnelheid in andere gassen dan lucht, maar wel bij standaard temperatuur en druk, kan berekend worden uit:

c = sqrt (gamma x P / rho)

gamma is the verhouding van de soortelijke warmte, P is 1.013*105 Pascal. Rho is de dichtheid van het gas.

Geluidssnelheid in water

De geluidssnelheid in water is ongeveer 1500 m/s, veel hoger dan in lucht. Het is mogelijk om veranderingen van de temperatuur van de oceaan te meten door te kijken hoe de geluidssnelheid over grote afstanden veranderd. De geluidssnelheid in een oceaan is bij benadering:

c = 1449.2 + 4.6T – 0.055T2 + 0.00029T3 + (1.34-0.01T)(S-35) + 0.016z

T is de temperatuur in 0Celsius, S is de zoutconcentratie in deeltjes per duizend, z is de diepte in meters.

Gamma is the verhouding van de soortelijke warmte, P is 1.013*105 Pascal. Rho is de dichtheid van het gas.