Какова скорость звука в воздухе
Звук и его распространение
Звук в привычном понимании представляет собой упругие волны, распространяющиеся в различных средах - твердой, жидкой и газообразной. Воздух, который является одной из таких сред, играет особую роль в распространении звука. Его скорость распространения обычно называется скоростью звука.
Путь к пониманию природы звука
Более двух тысяч лет назад древнегреческие ученые Птолемей и Аристотель предположили, что звук порождается колебаниями тела. Аристотель также утверждал, что скорость звука является измеримой и конечной. Однако точные измерения скорости звука были возможны только в семнадцатом веке. Ученые использовали метод сравнения времени, которое требовалось для восприятия звука и вспышки от выстрела. Эксперименты показали, что звук распространяется в воздухе со скоростью от 350 до 400 метров в секунду. Они также выяснили, что скорость звука зависит от плотности и температуры среды. Чем реже воздух, тем медленнее звук в нем перемещается. При более высокой температуре скорость звука также увеличивается. Считается, что скорость звука в воздухе при нормальных условиях равна 331 метру в секунду.
Число Маха и его применение в авиации
Скорость звука является важным параметром в авиации, однако окружающая среда на высотах, на которых летают самолеты, значительно отличается от нормальных условий. Поэтому в авиации используется понятие числа Маха, названное в честь физика Эрнста Маха. Число Маха представляет собой отношение скорости объекта к местной скорости звука. Когда скорость звука меньше в конкретной среде, число Маха увеличивается, даже если скорость самого объекта не меняется. Это число имеет практическое применение в аэродинамике самолетов. Движение со скоростью, превышающей скорость звука, значительно отличается от дозвукового движения. При превышении числа Маха единицы наблюдаются изменение аэродинамики, ухудшение управляемости, нагрев корпуса и сопротивление волн. Существуют формулы, позволяющие вычислить скорость звука для различных условий и рассчитать число Маха.
