în domeniul fizicii, există anumite bariere pe care ființele umane au ajuns să le recunoască. Cea mai cunoscută este viteza luminii, viteza maximă la care poate călători toată materia convențională și toate formele de informații din Univers. Aceasta este o barieră pe care umanitatea nu o poate depăși niciodată, în principal pentru că acest lucru încalcă una dintre cele mai fundamentale legi ale fizicii – Teoria Relativității Generale a lui Einstein.dar cum rămâne cu viteza sunetului?, Aceasta este o altă barieră în fizică, dar una pe care umanitatea a reușit să o rupă (de mai multe ori de fapt). Și când vine vorba de ruperea acestei bariere, oamenii de știință folosesc ceea ce este cunoscut ca un număr Mach pentru a reprezenta limita fluxului dincolo de viteza locală a sunetului. Cu alte cuvinte, împingerea dincolo de bariera sonoră este definită ca Mach 1. Cât de repede trebuie să faci asta?
definiție:
când auzim termenul Mach 1 este ușor să presupunem că este viteza sunetului prin atmosfera Pământului. Cu toate acestea, acest termen este mai încărcat decât ați putea crede., Adevărul este că un număr Mach este mai degrabă un raport decât o măsurare directă reală a vitezei. Și acest raport se datorează faptului că viteza sunetului variază de la o locație la alta, datorită diferențelor de temperatură și densitate a aerului.
din punct de vedere Matematic, aceasta poate fi definită ca M = u/c, unde M este numărul Mach, u este viteza de curgere cu privire la limitele (de exemplu,, viteza obiectului care se deplasează prin mediu), iar c este viteza sunetului în acel mediu (adică atmosferă locală, apă etc.).când viteza sunetului este întreruptă, acest lucru duce la ceea ce este cunoscut sub numele de „boom sonic”. Acesta este sunetul puternic, crăpat, care este asociat cu undele de șoc create de un obiect care călătorește mai repede decât viteza locală a sunetului. Exemple variază de o aeronavă de rupere bariera de sunet la brațe miniaturale cauzate de gloanțe de zbor de, sau crack de un bullwhip.,practic, viteza sunetului este distanța parcursă într-o anumită perioadă de timp de o undă sonoră, deoarece se propagă printr-un mediu elastic. După cum sa menționat deja, aceasta nu este o valoare universală, ci se reduce la compoziția mediului și la condițiile acelui mediu. Când vorbim despre viteza sunetului, ne referim la viteza sunetului din atmosfera Pământului. Dar chiar și asta este supus variației.cu toate acestea, oamenii de știință tind să se bazeze pe viteza sunetului măsurată în aer uscat (adică., umiditate scăzută) și la o temperatură de 20 °C (68 °F) ca standard. În aceste condiții, viteza locală a sunetului este de 343 de metri pe secundă (1,235 km/h; 767 mph) sau 1 kilometru în 2.91 s și 1 km în 4.69 s.
Clasificări:
Ca cu cele mai multe raporturi, sunt aproximări și categorii care sunt utilizate pentru a măsura viteza obiectului în raport cu bariera sunetului. Acest lucru ne oferă categoriile de subsonic, transonic, supersonic și hipersonic., Acest sistem de clasificare este adesea folosit pentru a clasifica aeronave sau nave spațiale, cerința minimă fiind ca majoritatea ambarcațiunilor clasificate să aibă capacitatea de a se apropia sau de a depăși viteza sunetului.
Pentru aeronave sau orice obiect care zboară la o viteză de mai jos bariera sunetului, clasificarea subsonic se aplică., Această categorie include cele mai multe avioane de navetiști și aeronave comerciale mici, deși unele excepții au fost observate (de exemplu, avioane comerciale supersonice, cum ar fi Concorde).deoarece aceste ambarcațiuni nu îndeplinesc sau depășesc niciodată viteza sunetului, vor avea un număr Mach care este mai mic de unul și, prin urmare, exprimat în formă zecimală – adică mai puțin de Mach 0.8 (273 m/s; 980 km/h; 609 mph). De obicei, aceste aeronave sunt propulsate de elice și tind să aibă aripi cu raport de aspect ridicat (subțiri) și caracteristici rotunjite.,denumirea de transonic se aplică unei condiții de zbor în care există o serie de viteze ale fluxului de aer în jurul și dincolo de aeronavă. Aceste viteze sunt concomitent de mai jos, de la, și mai presus de viteza sunetului, variind de la Mach 0.8-1.2 (273-409 m/s; 980-1,470 km/h; 609-914 mph). Aeronavele transonice aproape întotdeauna au măturat aripi, provocând întârzierea divergenței de tracțiune și sunt conduse de motoare cu reacție.următoarea categorie este aeronavele supersonice. Acestea sunt ambarcațiuni care se pot deplasa dincolo de compresia aerului care este ” bariera sonoră.,”Aceste nave au în general un Mach număr între 1 și 5 (410-1,702 m/s; 1,470–6,126 km/h; 915-3,806 mph). Aeronavele concepute pentru a zbura la viteze supersonice prezintă diferențe mari în designul lor aerodinamic datorită diferențelor radicale în comportamentul fluxurilor deasupra Mach 1.acestea includ muchii ascuțite, secțiuni subțiri ale aripilor și stabilizatori de coadă (aka. aripioare) sau canards (forewings), care sunt capabile să se adapteze. Ambarcațiunile care au de obicei această denumire includ avioane de luptă moderne, avioane spion (cum ar fi SR-71 Blackbird) și Concorde menționate mai sus.,
ultima categorie este hipersonic, care se aplică aeronavelor care pot depăși viteza de 5 Mach și poate atinge viteze de Mach 10 (1,702–3,403 m/s; 6,126–12,251 km/h; 3,806–7,680 mph). Foarte puține aeronave se pot deplasa la astfel de viteze și tind să fie propulsate de rachete (cum ar fi X-15), scramjets (cum ar fi X-43 sau HyperX) sau nave spațiale care sunt în proces de a părăsi atmosfera Pământului.un alt exemplu sunt obiectele care intră în atmosfera Pământului. Acestea pot lua forma unor nave spațiale care efectuează reintrarea sau meteoriți care au trecut și s-au rupt în atmosfera Pământului., De exemplu, meteoritul care a intrat în cer de mai sus de mai sus mic oraș din Chelyabinsk, Rusia, în februarie 2013 a fost călătoresc la o viteză de aproximativ 19.16 ± 0.15 m/s (68,436 – 69,516 km/h; 42,524 – 43,195 mph).cu alte cuvinte, meteoritul călătorea între Mach 55 și 56 când a lovit atmosfera noastră! Având în vedere viteza sa extraordinară, când meteorul a ajuns pe cerul de deasupra Chelyabinsk, a creat un boom sonic atât de puternic încât a provocat daune extinse mii de clădiri din șase orașe din regiune., Acest prejudiciu, care a inclus o mulțime de ferestre care explodează, a dus la rănirea a 1.500 de persoane.
deci, cât de repede este Mach One? Răspunsul scurt este că depinde de locul în care vă aflați. Dar, în general, este o viteză care depășește aproximativ 1200 km/h sau 750 mph. Dacă sunteți capabil să mergeți atât de repede, veți rupe bariera sonoră, iar oamenii de mile în jur vor auzi despre asta!
am scris multe articole interesante despre sound here Universe Today. Iată ce este sunetul?, Care este cel mai rapid Jet din lume?, Ce este rezistența la aer?. și cum sună NASA?,pentru mai multe informații, consultați articolul NASA despre numărul Mach și iată un link către o lecție despre numărul Mach.
am înregistrat un episod de astronomie exprimate totul despre naveta spațială. Ascultă aici, Episodul 127: naveta spațială americană.
