Cum se produce “bang”-ul sonic   2 comments

Subiectul stiintific al saptamanii este saltul din stratosfera al lui Felix Baumgartner. Nu acesta este exact subiectul pe care vreau sa-l abordez eu, dar am intalnit tot felul de aberatii pe forumuri legate de “spargerea barierei sunetului” si mi-am propus sa va explic cum functioneaza chestia asta.

Sa incepem cu o piatra aruncata intr-o balta: observati undele circulare formate si viteza lor tipica mediului de propagare. Acum imaginati-va ca piatra incepe sa se miste lent, ca o barca: in continuare sunt produse unde (de catre prora barcii) dar mai mult, exista o viteza la care barca (si undele emise curent) prind din urma undele emise initial. La aceasta viteza, undele nu mai au timp sa se propage pe directia de inaintare si in fata prorei se formeaza un FRONT DE UNDA unic !

La o viteza mai mare a “barcii”, frontul de unda este depasit (“spart”)  si situatia devine cam asa (vezi imaginea ):

Sursa: Wiki

Acum sa trecem la cazul obiectelor zburatoare. In aer, functie de presiune, densitatea mediului si in special de temperatura, viteza sunetului variaza intre 225-339 m/s,  adica intre 1062-1221 km/h.

In deplasare, avionul compreseaza aerul inaintea sa formand unde, dupa cum se vede in imagine. El genereaza aceste unde in mod continuu, atat la viteze subsonice cat si la viteze supersonice, semnificativa pentru discutia noastra fiind unda de presiune maxima generata de prora avionului DUPA depasirea vitezei sunetului (vezi cazul 3) ! In celelalte situatii, undele succesive emise sunt defazate si se limiteaza una pe alta (interfereaza), dar la viteza sunetului undele succesive generate sunt concentrate intr-una singura – de unde si maximizarea efectului .

Atunci cand frontul de unda ajunge la un observator, acesta resimte efectele lui – fie doar “o pala de vant” serioasa pentru cazul vitezelor subsonice (daca este mai departat nici macar atat) fie inclusiv “bangul” sonic in cazul vitezelor supersonice (acesta fiind auzit de la distante considerabile).

Dar de unde provine acel zgomot ? “Pocneste” avionul ? NU !! Se produce doar in urechile noastre deoarece unda de presiune maximizata tensioneaza si detensioneaza brusc timpanele noastre ! In functie de volumul si forma obiectului care a produs unda, zgomotul poate sa fie mai slab sau asurzitor. Este stiut ca avioanele produc deseori un “bang” dublu – unul provenit de prora (“botul” avionului) si unul provenit de la pupa (“coada” avionului).

Noi nu constientizam, dar acest zgomot il intalnim curent:

- cand apasam/relaxam capacul unui borcan;

- cand ne trosnim degetele;

- cand pocnim din bici la sarbatori (ma rog, cine are norocul sa traiasca la tara), etc

Sa mai subliniem un lucru – dupa depasirea vitezei sunetului, avionul nu produce un singur “bang” sonic strict la depasirea vitezei sunetului – nu, el produce continuu aceasta unda de presiune ridicata care loveste observatorul o singura data – de aceea nu auziti bubuituri continue.  De asemenea, cu exceptia rezistentei/frecarii aerodinamice curente – avionul nu resimte niciun alt efect, nu “aude” vreun zgomot si  nu simte vreun soc la depasirea “barierei sunetului/zidului sonic”.

Revenind la cazul parasutistului austriac (a atins viteza sunetului la 40 de secunde de la lansare), acesta nu putea produce cine stie ce bang sonic unor potentiali observatori, deoarece are volum prea mic . Si in niciun caz nu putea simti el insusi vreun soc sau auzi vreun “bang” sonic – poate numai cineva care se afla in imediata lui apropiere.

Inchei cu un clip numit impropriu “sonic boom” – desi nu se aude niciun “bum”, doar zgomotul motoarelor. Din cauza umiditatii mari si unor fenomene de condensare, in aceste imagini devine vizibila unda de mare presiune generata de avion- nu va imaginati ca apare vreun “zid sonic” special – functie de umiditate si unghiul optic, unda este vizibila sau nu.

About these ads

2 responses to “Cum se produce “bang”-ul sonic

Subscribe to comments with RSS.

  1. un fenomen similar in vid, presupune o viteza mult mai mare,cum se va numi fenomenul, pentru ca in urma lui nu poate lasa tot vid

    • Buna Melisa !

      Pentru “spargerea” unei astfel de bariere trebuie sa existe un mediu de propagare a acestor perturbatii. In vid nu avem un mediu de propagare (undele electromagnetice sunt o alta categorie – ele nu au nevoie de mediu de propagare, plus ca ele nu pot fi intrecute, avand viteza luminii).

      Deci dupa cate stim astazi, in “vid” nu apare un astfel de “boom” – si am pus in ghilimele pentru ca vidul nu este chiar asa de vid, permanent apar si dispar particule subnucleare. Poate ca intr-o buna zi vom pune in evidenta si un “boom cuantic”, dar deocamdata fizicienii cauta undele gravitationale anticipate de Einstein.

Lasă un răspuns

Completeaza detaliile de mai jos sau apasa click pe una din imagini pentru a te loga:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Schimbă )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Schimbă )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Schimbă )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Schimbă )

Connecting to %s

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.