Задачей экспериментального исследования является определение скоростей прохождения сигналов в резине.
При проведении опытов использовались два метода:
а) замер длины волны частотного сигнала на ненапряженном образце резины;
б) прямой замер времени прохождения механического импульса между двумя датчиками в ненапряженном образце резины.
В первой серии экспериментов (рис. 1) в качестве образца используется резиновый шнур диаметром 10 мм и длиной 10 м, к которому подводится вибратор, а второй его конец срезан под углом 45 град. (для уменьшения влияния отраженного сигнала).
Один датчик неподвижен, а второй перемещается вдоль оси шнура до тех пор, пока сигналы на осциллографе не совпадут по фазе. Расстояние между датчиками и есть длина волны частотного сигнала. Скорость распространения частотного сигнала V равна произведению длины волны λ на частоту ω:
Исследовались образцы разных по составу и степени вулканизации резин.
В результате экспериментов было установлено, что скорость распространения частотного сигнала не зависит от состава резины и степени вулканизации и составляет около 1500 м/с.
Во второй серии экспериментов (рис. 2) использовались те же образцы резин, что и в первой серии.
Оба датчика неподвижны и расположены на расстоянии S. При нанесении на образец единичного механического импульса, фронт волны от него достигает первого датчика. Возникаемый в датчике сигнал усиливается и подается на электронные часы, включая отсчет времени. При достижении фронтом волны второго датчика, возникает сигнал, выключающий отсчет времени. Скорость прохождения импульса υ определяется как
В результате второй серии экспериментов было выявлено, что скорость распространения фронта волны от единичного механического импульса в резинах составляет диапазон от 37 до 50 м/с в зависимости от состава резины и степени вулканизации — т. е. от эластичности.
Это не «скорость звука в резине», а скорость распространения волны высокоэластической деформации резины, причем для каждой резины своя. Кстати, в справочнике [1] приводится скорость звука в эбоните — 1560 м/с, а ведь эбонит по своему химическому составу — та же резина, только с большим содержанием серы и поэтому не обладает эластичностью.