ЯКА швидкість звуку в повітрі

Звук у звичному розумінні являє собою пружні хвилі, що поширюються в твердій, рідкій і газоподібному середовищі. До останньої, зокрема, відноситься і звичайне повітря, швидкість поширення хвиль в якому найчастіше і розуміється під швидкістю звуку.

Звук і його поширення

Перші спроби зрозуміти природу виникнення звуку були зроблені більше двох тисяч років тому. У працях давньогрецьких вчених Птолемея і Аристотеля робляться вірні припущення про те, що звук породжується коливаннями тіла. Більше того, Аристотель стверджував, що швидкість звуку є вимірної і кінцевою величиною. Звичайно, у Стародавній Греції не було технічних можливостей для скільки-небудь точних вимірювань, тому швидкість звуку була відносно точно виміряна лише в сімнадцятому столітті. Для цього використовувався метод порівняння між часом виявлення спалаху від пострілу і часом, через яке до спостерігача долітав звук. В результаті численних експериментів учені прийшли до висновку, що звук поширюється в повітрі зі швидкістю від 350 до 400 метрів в секунду.

Дослідники також з`ясували, що значення швидкості поширення звукових хвиль в тому чи іншому середовищі безпосередньо залежить від щільності і температури цього середовища. Так, чим розрідження повітря, тим повільніше за нього переміщається звук. Крім того, швидкість звуку тим вище, чим вище температура середовища. На сьогоднішній день прийнято вважати, що швидкість поширення звукових хвиль в повітрі за нормальних умов (на рівні моря при температурі 0? С) дорівнює 331 метру в секунду.

Число Маха

У реальному житті швидкість звуку є значущим параметром в авіації, проте на тих висотах, де зазвичай літають літаки, характеристики навколишнього середовища сильно відрізняються від нормальних. Саме тому в авіації використовується універсальне поняття, яке називається число Маха, назване на честь австрійського фізика Ернста Маха. Це число являє собою швидкість об`єкта, поділену на місцеву швидкість звуку. Очевидно, що чим менше швидкість звуку в середовищі з конкретними параметрами, тим більше буде число Маха, навіть якщо швидкість самого об`єкта не зміниться.

Практичне застосування цього числа пов`язано з тим, що рух на швидкості, яка вище швидкості звуку, істотно відрізняється від переміщення на дозвукових швидкостях. В основному, це пов`язано зі зміною аеродинаміки літака, погіршенням його керованості, нагріванням корпусу, а також з опором хвиль. Дані ефекти спостерігаються лише тоді, коли число Маха перевищує одиницю, тобто, об`єкт долає звуковий бар`єр. На даний момент існують формули, які дозволяють обчислити швидкість звуку при тих чи інших параметрах повітря, а, отже, розрахувати число Маха для різних умов.