سرعت صوت در هوا در دماهای مختلف سرعت امواج صوتی در محیط های شیمیایی مختلف آیا صدا می تواند مانند نور از اجسام خارج شود؟

اولین تلاش ها برای درک ماهیت منشاء صدا بیش از دو هزار سال پیش انجام شد. در آثار بطلمیوس و ارسطو، دانشمندان یونان باستان، فرضیات درستی وجود دارد که صدا از ارتعاشات بدن ایجاد می شود. علاوه بر این، ارسطو استدلال کرد که سرعت صوت یک کمیت قابل اندازه گیری و محدود است. البته در یونان باستان هیچ قابلیت فنی برای اندازه گیری دقیق وجود نداشت، بنابراین سرعت صوت فقط در قرن هفدهم به طور نسبتا دقیق اندازه گیری شد. برای این منظور از روش مقایسه ای بین زمان تشخیص فلاش از شلیک و زمانی که پس از آن صدا به ناظر می رسد استفاده شد. در نتیجه آزمایش های متعدد، دانشمندان به این نتیجه رسیدند که صدا با سرعت 350 تا 400 متر در ثانیه در هوا حرکت می کند.

محققان همچنین دریافتند که سرعت انتشار امواج صوتی در یک محیط خاص به طور مستقیم به چگالی و دمای این محیط بستگی دارد. بنابراین، هر چه هوا رقیق‌تر باشد، صدای آهسته‌تری از آن عبور می‌کند. علاوه بر این، هر چه دمای محیط بالاتر باشد، سرعت صوت نیز بیشتر می شود. امروزه به طور کلی پذیرفته شده است که سرعت انتشار امواج صوتی در هوا در شرایط عادی (در سطح دریا در دمای 0 درجه سانتیگراد) 331 متر در ثانیه است.

عدد ماخ

در زندگی واقعی، سرعت صوت یک پارامتر مهم در هوانوردی است، با این حال، در ارتفاعاتی که در آن معمول است، ویژگی های محیطی بسیار متفاوت از نرمال است. به همین دلیل است که هوانوردی از یک مفهوم جهانی به نام عدد ماخ استفاده می کند که به نام ارنست ماخ اتریشی نامگذاری شده است. این عدد نشان دهنده سرعت جسم تقسیم بر سرعت محلی صوت است. بدیهی است که هرچه سرعت صوت در محیطی با پارامترهای خاص کمتر باشد، عدد ماخ بیشتر خواهد بود، حتی اگر سرعت خود جسم تغییر نکند.

کاربرد عملی این عدد به این دلیل است که حرکت در سرعت های بالاتر از سرعت صوت تفاوت قابل توجهی با حرکت در سرعت های مادون صوت دارد. این عمدتاً به دلیل تغییر در آیرودینامیک هواپیما ، بدتر شدن قابلیت کنترل آن ، گرم شدن بدنه و همچنین مقاومت در برابر امواج است. این اثرات تنها زمانی مشاهده می شوند که عدد ماخ از یک تجاوز کند، یعنی جسم دیوار صوتی را بشکند. در حال حاضر، فرمول هایی وجود دارد که به شما امکان می دهد سرعت صدا را برای پارامترهای خاص هوا محاسبه کنید، و بنابراین، عدد ماخ را برای شرایط مختلف محاسبه کنید.

ویدیو در مورد موضوع

منابع:

• فرکانس لرزش چنگال تنظیم 440 هرتز

اجسام فیزیکی مختلفی که در حالت جامد، مایع یا گاز هستند می توانند صدا کنند. به عنوان مثال، یک رشته ارتعاشی یا یک جریان هوا که از یک لوله دمیده می شود.

صدا ارتعاشات موجی محیط است که توسط گوش انسان درک می شود. منابع بدن های فیزیکی مختلف هستند. ارتعاش منبع باعث تحریک ارتعاشات در محیط می شود که در فضا منتشر می شوند. امواج صوتی محدوده فرکانسی بین 20 هرتز تا 20 کیلوهرتز، بین مادون صوت و اولتراسوند را اشغال می کنند.

ارتعاشات مکانیکی فقط در جایی رخ می دهد که ارتعاش الاستیک وجود داشته باشد، بنابراین صدا نمی تواند در خلاء حرکت کند. سرعت صوت سرعتی است که موج صوتی به دور منبع صوت حرکت می کند.

صدا در میان گازها، مایعات و جامدات با سرعت های متفاوتی حرکت می کند. صدا در آب سریعتر از هوا حرکت می کند. در جامدات سرعت صوت بیشتر از . برای هر ماده، سرعت انتشار صوت ثابت است. آن ها سرعت صوت به چگالی و کشش محیط بستگی دارد و نه به فرکانس موج صوتی و دامنه آن.

صدایی که فرد می تواند مانعی را که با آن روبرو می شود دور بزند. به این می گویند پراش. صداهای پایین پراش بهتری نسبت به صداهای بلند دارند. اینجا

اکثر مردم به خوبی درک می کنند که صدا چیست. با شنوایی مرتبط است و با فرآیندهای فیزیولوژیکی و روانی مرتبط است. مغز احساساتی را که از طریق اندام های شنوایی می آید پردازش می کند. سرعت صدا به عوامل زیادی بستگی دارد.

صداهای متمایز توسط مردم

صدا در معنای عام کلمه یک پدیده فیزیکی است که بر اندام های شنوایی اثر می گذارد. به شکل امواج طولی با فرکانس های مختلف است. مردم می توانند صدایی را بشنوند که فرکانس آن بین 16 تا 20000 هرتز است. این امواج طولی کشسان که نه تنها در هوا، بلکه در رسانه های دیگر نیز منتشر می شوند و به گوش انسان می رسند، باعث ایجاد حس های صوتی می شوند. مردم نمی توانند همه چیز را بشنوند. امواج الاستیک با فرکانس کمتر از 16 هرتز مادون صوت و امواج بالای 20000 هرتز اولتراسوند نامیده می شوند. گوش انسان نمی تواند آنها را بشنود.

ویژگی های صدا

دو ویژگی اصلی صدا وجود دارد: حجم و زیر و بم. اولین مورد مربوط به شدت موج صوتی الاستیک است. شاخص مهم دیگری نیز وجود دارد. کمیت فیزیکی که ارتفاع را مشخص می کند، فرکانس نوسان موج الاستیک است. در این مورد، یک قانون اعمال می شود: هر چه بزرگتر باشد، صدا بالاتر است و بالعکس. ویژگی مهم دیگر سرعت صوت است. در محیط های مختلف متفاوت است. نشان دهنده سرعت انتشار امواج صوتی الاستیک است. در یک محیط گازی این رقم کمتر از مایعات خواهد بود. سرعت صوت در جامدات بالاترین سرعت است. علاوه بر این، برای امواج طولی همیشه بیشتر از امواج عرضی است.

سرعت انتشار امواج صوتی

این شاخص به چگالی محیط و کشش آن بستگی دارد. در محیط های گازی تحت تأثیر دمای ماده قرار می گیرد. به عنوان یک قاعده، سرعت صوت به دامنه و فرکانس موج بستگی ندارد. در موارد نادری که این ویژگی ها تأثیر دارند، به اصطلاح از پراکندگی صحبت می کنند. سرعت صوت در بخارات یا گازها بین 150-1000 متر بر ثانیه است. در محیط مایع در حال حاضر 750-2000 متر بر ثانیه و در مواد جامد - 2000-6500 متر بر ثانیه است. در شرایط عادی سرعت صوت در هوا به 331 متر بر ثانیه می رسد. در آب معمولی - 1500 متر بر ثانیه.

سرعت امواج صوتی در محیط های شیمیایی مختلف

سرعت انتشار صوت در محیط های شیمیایی مختلف یکسان نیست. بنابراین، در نیتروژن 334 متر بر ثانیه، در هوا - 331، در استیلن - 327، در آمونیاک - 415، در هیدروژن - 1284، در متان - 430، در اکسیژن - 316، در هلیم - 965، در مونوکسید کربن - است. 338، در دی اکسید کربن - 259، در کلر - 206 متر بر ثانیه. سرعت موج صوتی در محیط گازی با افزایش دما (T) و فشار افزایش می یابد. در مایعات، اغلب با افزایش T چند متر در ثانیه کاهش می یابد. سرعت صوت (m/s) در محیط مایع (در دمای 20 درجه سانتیگراد):

آب - 1490;

اتیل الکل - 1180;

بنزن - 1324;

تیر - 1453;

تتراکلرید کربن - 920;

گلیسیرین - 1923.

تنها استثناء قاعده فوق آب است که در آن با افزایش دما سرعت صوت افزایش می یابد. زمانی که این مایع تا دمای 74 درجه سانتیگراد گرم شود به حداکثر می رسد. با افزایش بیشتر دما، سرعت صوت کاهش می یابد. با افزایش فشار، 0.01٪ / 1 Atm افزایش می یابد. در آب شور دریا با افزایش دما، عمق و شوری، سرعت صوت افزایش می یابد. در محیط های دیگر، این شاخص به طور متفاوتی تغییر می کند. بنابراین، در مخلوط مایع و گاز، سرعت صوت به غلظت اجزای آن بستگی دارد. در یک جامد ایزوتوپی، با چگالی و مدول الاستیک آن تعیین می شود. امواج الاستیک عرضی (برشی) و طولی در محیط های متراکم نامحدود منتشر می شوند. سرعت صوت (m/s) در جامدات (امواج طولی / عرضی):

شیشه - 3460-4800/2380-2560;

کوارتز ذوب شده - 5970/3762;

بتن - 4200-5300/1100-1121;

روی - 4170-4200/2440;

تفلون - 1340/*;

آهن - 5835-5950/*;

طلا - 3200-3240/1200;

آلومینیوم - 6320/3190;

نقره - 3660-3700/1600-1690;

برنج - 4600/2080;

نیکل - 5630/2960.

در فرومغناطیس ها، سرعت موج صوتی به شدت میدان مغناطیسی بستگی دارد. در تک بلورها، سرعت موج صوتی (m/s) به جهت انتشار آن بستگی دارد:

• یاقوت (موج طولی) - 11240؛
• سولفید کادمیوم (طولی / عرضی) - 3580/4500;
• لیتیوم نیوبات (طولی) - 7330.

سرعت صوت در خلاء صفر است، زیرا به سادگی در چنین محیطی منتشر نمی شود.

تعیین سرعت صوت

همه چیز مربوط به سیگنال های صوتی هزاران سال پیش به اجداد ما علاقه مند بود. تقریباً همه دانشمندان برجسته جهان باستان برای تعیین ماهیت این پدیده تلاش کردند. حتی ریاضیدانان باستانی ثابت کردند که صدا در اثر حرکات نوسانی بدن ایجاد می شود. اقلیدس و بطلمیوس در این باره نوشتند. ارسطو ثابت کرد که سرعت صوت مقدار محدودی دارد. اولین تلاش برای تعیین این شاخص توسط F. Bacon در قرن 17 انجام شد. او سعی کرد با مقایسه فواصل زمانی بین صدای شلیک گلوله و فلش نور، سرعت را تعیین کند. بر اساس این روش، گروهی از فیزیکدانان آکادمی علوم پاریس ابتدا سرعت موج صوتی را تعیین کردند. تحت شرایط مختلف آزمایشی 350-390 متر بر ثانیه بود. توجیه نظری سرعت صوت برای اولین بار توسط آی نیوتن در "اصول" مورد توجه قرار گرفت. P.S توانست این شاخص را به درستی تعیین کند. لاپلاس.

فرمول های سرعت صدا

برای محیط‌های گازی و مایعاتی که در آنها صدا معمولاً به صورت آدیاباتیک منتشر می‌شود، تغییر دمای مرتبط با کشش و فشرده‌سازی در یک موج طولی نمی‌تواند به سرعت در یک دوره زمانی کوتاه یکسان شود. بدیهی است که این شاخص تحت تأثیر عوامل متعددی است. سرعت موج صوتی در یک محیط گازی یا مایع همگن با فرمول زیر تعیین می شود:

که β تراکم پذیری آدیاباتیک است، ρ چگالی محیط است.

در مشتقات جزئی، این مقدار با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

c 2 = -υ 2 (δρ/δυ) S = -υ 2 Cp/Cυ (δρ/δυ) T،

جایی که ρ، T، υ - فشار محیط، دما و حجم خاص آن. S - آنتروپی؛ Cp - ظرفیت حرارتی ایزوباریک. Cυ - ظرفیت گرمایی ایزوکوریک. برای رسانه های گازی این فرمول به صورت زیر خواهد بود:

c2 = ζkT/m= ζRt/M = ζR(t + 273.15)/M = ά2 T،

که در آن ζ مقدار آدیاباتیک است: 4/3 برای گازهای چند اتمی، 5/3 برای گازهای تک اتمی، 7/5 برای گازهای دو اتمی (هوا). R - ثابت گاز (جهانی)؛ T - دمای مطلق، اندازه گیری شده در کلوین؛ k ثابت بولتزمن است. t - درجه حرارت در درجه سانتیگراد؛ M - جرم مولی؛ m - وزن مولکولی؛ ά 2 = ζR/ M.

تعیین سرعت صوت در جامدات

در یک جامد همگن، دو نوع موج وجود دارد که در قطبش ارتعاشات نسبت به جهت انتشار آنها متفاوت است: عرضی (S) و طولی (P). سرعت اولی (C S) همیشه کمتر از دومی (C P) خواهد بود:

C P 2 = (K + 4/3G)/ρ = E(1 - v)/(1 + v)(1-2v)ρ.

C S2 = G/ρ = E/2(1 + v)ρ،

که در آن K، E، G مدول های فشار، جوان و برشی هستند. v - نسبت پواسون. هنگام محاسبه سرعت صوت در یک جامد، از مدول های الاستیک آدیاباتیک استفاده می شود.

سرعت صدا در رسانه های چند فازی

در محیط های چند فازی، به دلیل جذب غیر کشسان انرژی، سرعت صوت مستقیماً به فرکانس ارتعاش وابسته است. در یک محیط متخلخل دو فاز، با استفاده از معادلات Bio-Nikolaevsky محاسبه می شود.

نتیجه

اندازه گیری سرعت موج صوتی برای تعیین خواص مختلف مواد مانند مدول الاستیسیته یک جامد، تراکم پذیری مایعات و گازها استفاده می شود. یک روش حساس برای تشخیص ناخالصی ها اندازه گیری تغییرات کوچک در سرعت موج صوتی است. در جامدات، نوسان این شاخص به فرد امکان می دهد تا ساختار نواری نیمه هادی ها را مطالعه کند. سرعت صوت کمیت بسیار مهمی است که اندازه گیری آن به ما امکان می دهد تا در مورد طیف گسترده ای از رسانه ها، بدن ها و سایر اشیاء تحقیقات علمی چیزهای زیادی بیاموزیم. بدون توانایی تعیین آن، بسیاری از اکتشافات علمی غیرممکن خواهد بود.

برای بسیاری، حتی سال ها پس از فارغ التحصیلی از مدرسه، هنوز مشخص نیست که سرعت واقعی صوت در هوا چقدر است. برخی به دقت به معلم گوش نکردند، در حالی که برخی دیگر به سادگی مطالب ارائه شده را به طور کامل درک نکردند. خب، شاید وقت آن رسیده که این شکاف دانش را پر کنیم. امروز ما فقط اعداد "خشک" را نشان نمی دهیم، بلکه مکانیسمی را توضیح خواهیم داد که سرعت صوت را در هوا تعیین می کند.

همانطور که می دانید هوا مجموعه ای از گازهای مختلف است. کمی بیشتر از 78 درصد نیتروژن، تقریبا 21 درصد اکسیژن، مابقی دی اکسید کربن است و بنابراین در مورد سرعت انتشار صوت در محیط گازی صحبت خواهیم کرد.

ابتدا بیایید آن را تعریف کنیم. در واقع، برای مثال، پخش کننده یک بلندگوی بازتولید کننده صدا با فرکانس خاصی می لرزد که توسط سمعک انسانی به عنوان صدا طبقه بندی می شود. یکی از قوانین فیزیک می گوید که فشار در گازها و مایعات بدون تغییر در همه جهات پخش می شود. بنابراین در شرایط ایده آل سرعت صوت در گازها یکنواخت است. البته در واقعیت یک تضعیف طبیعی وجود دارد. شما باید این ویژگی را به خاطر بسپارید، زیرا این ویژگی است که توضیح می دهد که چرا سرعت می تواند تغییر کند. اما ما کمی از موضوع اصلی پرت شده ایم. بنابراین، اگر صدا ارتعاش است، پس ارتعاش دقیقا چیست؟

هر گاز مجموعه ای از اتم ها با یک پیکربندی خاص است. بر خلاف جامدات، فاصله نسبتاً زیادی بین اتم های موجود در آنها وجود دارد (مثلاً در مقایسه با شبکه کریستالی فلزات). قیاسی را می توان با نخود فرنگی که روی ظرفی با جرم ژله ای توزیع شده است، انجام داد. نوسانات به اتم های گاز نزدیک حرکت می دهند. آنها به نوبه خود مانند توپ های روی میز بیلیارد، به توپ های همسایه ضربه می زنند و این روند تکرار می شود. سرعت صوت در هوا دقیقاً شدت تکانه علت اصلی را تعیین می کند. اما این تنها یک جزء است. هر چه اتم های یک ماده متراکم تر باشد، سرعت انتشار صوت در آن بیشتر است. به عنوان مثال، سرعت صوت در هوا تقریبا 10 برابر کمتر از گرانیت یکپارچه است. درک این بسیار آسان است: برای اینکه یک اتم در گاز به همسایه خود برسد و انرژی تکانه را به آن منتقل کند، باید بر فاصله مشخصی غلبه کند.

نتیجه: با افزایش دما، سرعت انتشار موج افزایش می یابد. علیرغم اینکه سرعت خود اتم ها بیشتر است، آنها به طور آشفته حرکت می کنند و بیشتر با هم برخورد می کنند. همچنین درست است که گاز فشرده صدا را بسیار سریعتر هدایت می کند، اما قهرمان هنوز به صورت مایع در می آید. در واقع، همه اینها از موارد فوق ناشی می شود.

با این حال، سرعت صوت در هوا چقدر است؟ بسیاری قبلا حدس زده اند که نمی توان پاسخ قطعی داد. در اینجا فقط برخی از داده های اساسی وجود دارد:

در نقطه صفر در نقطه صفر (سطح دریا)، سرعت صوت حدود 331 متر بر ثانیه است.

با کاهش دما به -20 درجه سانتیگراد، می توانید امواج صوتی را تا 319 متر بر ثانیه "کاهش دهید"، زیرا در ابتدا اتم ها در فضا آهسته تر حرکت می کنند.

افزایش آن به 500 درجه، انتشار صدا را تقریباً یک و نیم برابر - تا 550 متر بر ثانیه - تسریع می کند.

با این حال، داده های داده شده تقریبی هستند، زیرا علاوه بر دما، توانایی گازها برای هدایت صدا نیز تحت تأثیر فشار، پیکربندی فضا (اتاقی با اشیاء یا یک منطقه باز)، تحرک خود و غیره قرار می گیرد.

در حال حاضر، ویژگی جو برای هدایت صدا به طور فعال در حال بررسی است. به عنوان مثال یکی از پروژه ها امکان تعیین دمای لایه های هوا را با ثبت انعکاس (اکو) فراهم می کند.

احتمالاً بسیاری از شما در مورد مفهومی مانند سرعت صوت شنیده اید. امیدوارم اکثر شما بفهمید که این چیست. و حتی اگر نه، ما اکنون آن را کشف خواهیم کرد.

سرعت چیست؟

اول از همه، شما باید آن را درک کنید سرعتیک کمیت فیزیکی است که نشان می دهد یک جسم چقدر می تواند در واحد زمان طی کند. از این تعریف چنین برمی‌آید که خودرویی که با سرعت 70 کیلومتر در ساعت حرکت می‌کند، در 99 درصد موارد، می‌تواند 70 کیلومتر را در یک دور جهت عقربه‌های ساعت (یعنی در یک ساعت) طی کند. در 1٪ موارد، ما این واقعیت را که ممکن است در جاده خراب شود یا جاده به پایان برسد را نادیده می گیریم. ماشین روشن است. به جای ماشین، می توانید اشیاء دیگری بردارید: یک نفر در حال دویدن است، یک سنگ در حال پرواز است، یک جربوآ در حال پریدن است، و غیره. اما صدا سنگ یا هواپیما نیست، سرعتش را از کجا می آورد؟

مفهوم از دو کلمه تشکیل شده است. ما قبلاً به مورد اول پرداختیم. حالا بریم سراغ دوم. صدا چیست؟

صدا چیزی است که می توانیم بشنویم، یعنی یک پدیده فیزیکی است. این پدیده در نتیجه گسترش رخ می دهد موج صوتیدر محیط جامد، مایع یا گاز. موج صوتی بسیار شبیه به یک موج دریایی معمولی است که همه آن را به صورت زنده یا در تلویزیون دیده اند (بیهوده نیست که آنها را یکسان می نامیدند - موج). اما به طور دقیق تر، می توانید یک موج صوتی را به صورت دایره هایی روی آب تصور کنید که پس از پرتاب سنگریزه ظاهر می شوند. به هر حال، صدا در همه جهات به یک اندازه حرکت می کند! اگر سر یک لیوان آب فریاد بزنی، تو را به دیوانه خانه می برند. به صورت دایره هایی روی سطح آب.

به این معنا که موج صوتی- این اساساً ارتعاش اتم های محیطی است که صدا در آن منتشر می شود. به همین دلیل است که پنجره ها از موسیقی بلند می لرزند.

حالا می دانیم سرعت چیست و صدا چیست، پس بیایید این مفاهیم را با هم مرتبط کنیم!

سرعت صوت مقداری است که نشان می دهد یک موج صوتی در واحد زمان چقدر می تواند طی کند.

همانطور که قبلاً فهمیدیم، برای حرکت یک موج صوتی، لازم است (هوا، آب، جسم جامد) ارتعاش داشته باشد. به همین دلیل است که هیچ صدایی در فضا وجود ندارد! از آنجایی که هیچ اتمی در آنجا وجود ندارد (عملاً هیچ، تعداد کمی وجود دارد، اما بسیار کم است)!و جالب ترین چیز این است که صدا در هوا با سرعت 340 متر بر ثانیه، در آب با سرعت 1500 متر بر ثانیه و در مواد جامد با سرعت 3000-6000 متر بر ثانیه حرکت می کند. این تعجب آور نیست، زیرا هرچه فاصله بین اتم ها کمتر باشد، صدا سریعتر حرکت می کند.

هر چه آب گرمتر باشد سرعت صوت بیشتر می شود. هنگام غواصی در اعماق بیشتر، سرعت صوت در آب نیز افزایش می یابد. کیلومتر در ساعت (کیلومتر در ساعت) یک واحد غیر سیستمی اندازه گیری سرعت است.

و در سال 96 اولین نسخه سایت با محاسبات آنی راه اندازی شد. در حال حاضر در نویسندگان باستان نشانه ای وجود دارد که صدا ناشی از حرکت نوسانی بدن است (بطلمیوس، اقلیدس). ارسطو اشاره می کند که سرعت صوت دارای مقدار محدودی است و ماهیت صوت را به درستی تصور می کند.

سرعت صوت در گازها و بخارات

در محیط های چند فازی، به دلیل پدیده های جذب انرژی غیرکشسان، سرعت صوت، به طور کلی، به فرکانس نوسان بستگی دارد (یعنی پراکندگی سرعت مشاهده می شود). به عنوان مثال، تخمین سرعت امواج الاستیک در یک محیط متخلخل دو فازی را می توان با استفاده از معادلات نظریه Bio-Nikolaevsky انجام داد. در فرکانس های به اندازه کافی بالا (بالاتر از فرکانس Biot)، نه تنها امواج طولی و عرضی، بلکه یک موج طولی از نوع دوم نیز در چنین محیطی ظاهر می شود.

در آب خالص، سرعت صوت حدود 1500 متر بر ثانیه است (به آزمایش کولادون-استورم مراجعه کنید) و با افزایش دما افزایش می یابد. جسمی که با سرعت 1 کیلومتر در ساعت حرکت می کند، یک کیلومتر را در یک ساعت طی می کند. اگر خود را در لیست تامین کنندگان نمی بینید، متوجه خطا می شوید، یا داده های عددی اضافی برای همکاران در این موضوع دارید، لطفاً به ما اطلاع دهید.

اطلاعات ارائه شده در سایت رسمی نبوده و صرفا جهت اطلاع رسانی ارائه شده است. بر روی زمین، عبور موج ضربه ای به عنوان یک انفجار، شبیه به صدای شلیک گلوله درک می شود. هواپیما با تجاوز از سرعت صوت، از این ناحیه با تراکم هوای افزایش یافته عبور می کند، گویی آن را سوراخ می کند - دیوار صوتی را می شکند. برای مدت طولانی، شکستن دیوار صوتی یک مشکل جدی در توسعه هوانوردی به نظر می رسید.

پرواز اعداد ماخ M(∞)، کمی بالاتر از عدد بحرانی M*. دلیل آن این است که در اعداد M(∞) > M* یک بحران موجی رخ می دهد که با ظهور مقاومت موج همراه است. 1) دروازه ها در قلعه ها.

چرا در فضا تاریک است؟ آیا این درست است که ستاره ها سقوط می کنند؟ سرعتی که عدد ماخ آن از 5 تجاوز کند، هایپرسونیک نامیده می شود. سرعت مافوق صوت سرعت حرکت جسم (جریان گاز) بیش از سرعت صوت در شرایط یکسان است.

ببینید «سرعت SUPERSONIC» در فرهنگ‌های دیگر چیست:

صدا در جامدات بسیار سریعتر از آب یا هوا حرکت می کند. موج به تعبیری حرکت چیزی است که در فضا پخش می شود. موج یک فرآیند حرکت در فضای تغییر حالت است. بیایید تصور کنیم که امواج صوتی چگونه در فضا منتشر می شوند. این لایه ها فشرده می شوند که به نوبه خود دوباره فشار اضافی ایجاد می کند و بر لایه های همسایه هوا تأثیر می گذارد.

این پدیده در تشخیص عیوب اولتراسونیک فلزات استفاده می شود. جدول نشان می دهد که با کاهش طول موج، اندازه عیوب فلز (حفره ها، آخال های خارجی) که توسط پرتو اولتراسوند قابل تشخیص است کاهش می یابد.

واقعیت این است که هنگام حرکت با سرعت پرواز بالای 450 کیلومتر در ساعت، کشش موج شروع به اضافه شدن به مقاومت معمول هوا می کند که متناسب با مجذور سرعت است. با نزدیک شدن سرعت هواپیما به سرعت صوت، کشش موج به شدت افزایش می‌یابد، که چندین برابر بیشتر از درگ مرتبط با اصطکاک و تشکیل گرداب است.

سرعت صوت چقدر است؟

مقاومت امواج علاوه بر سرعت به شکل مستقیم بدن بستگی دارد. بنابراین، بال جارو شده به طور قابل توجهی کشش موج را کاهش می دهد. افزایش بیشتر زاویه حمله در حین مانور منجر به گسترش استال در کل بال، از دست دادن قابلیت کنترل و توقف هواپیما می شود. یک بال رو به جلو تا حدی از این عیب خالی است.

هنگام ایجاد یک بال رو به جلو، مشکلات پیچیده ای به وجود آمد که در درجه اول با واگرایی مثبت الاستیک (یا صرفاً با پیچش و تخریب بعدی بال) همراه بود. بال های ساخته شده از آلومینیوم و حتی آلیاژهای فولادی که از طریق لوله های مافوق صوت دمیده شده بودند، نابود شدند. در دهه 1980 بود که مواد کامپوزیتی پدید آمدند که می توانستند با استفاده از سیم پیچ های الیاف کربن با جهت گیری خاص، با پیچ خوردگی مقابله کنند.

برای انتشار صدا، یک محیط الاستیک مورد نیاز است. در خلاء، امواج صوتی نمی توانند منتشر شوند، زیرا چیزی برای ارتعاش وجود ندارد. در دمای 20 درجه سانتیگراد برابر با 343 متر بر ثانیه، یعنی 1235 کیلومتر در ساعت است. توجه داشته باشید که به این مقدار است که سرعت گلوله شلیک شده از اسلحه کلاشینکف در فاصله 800 متری کاهش می یابد.

صدا در گازهای مختلف با سرعت های متفاوتی حرکت می کند. مقداری را که می خواهید تبدیل کنید (سرعت صدا در هوا) وارد کنید. در زمینه های فناوری مدرن و کسب و کار، برنده کسی است که بتواند همه چیز را به سرعت انجام دهد.