Hvordan afhænger V -formen af ​​en buebølge af hastighedskilden?

Forståelse af Mach -vinklen

* mach -nummer (m): Dette er forholdet mellem kildens hastighed (f.eks. En båd eller et plan) og lydhastigheden i mediet (f.eks. Vand eller luft).

* mach -vinkel (θ): Dette er vinklen mellem kildens bevægelsesretning og bølgebølgenes bølgefront.

forholdet

Mach -vinklen bestemmes af følgende ligning:

sin (θ) =1 / m

Denne ligning viser, at når Mach -nummeret (kildens hastighed) øges:

* Mach -vinklen (θ) falder: Betydning af vformen af ​​buebølgen bliver smalere.

* buebølgen bliver mere udtalt: Bølgerne ved kanterne af V-formet bliver stejlere og højere.

Visuelt eksempel

Forestil dig en båd, der bevæger sig gennem vandet. Ved lave hastigheder er buebølgen meget bred og lav. Når båden fremskynder, bliver buebølgen smalere og stejlere og danner en mere tydelig V-form.

Hvorfor sker dette?

Årsagen til dette forhold ligger i den måde, bølger for udbreder. Når et objekt bevæger sig hurtigere end lydhastigheden i et medium, skaber det en forstyrrelse, der bevæger sig udad med lydhastigheden. Da genstanden bevæger sig hurtigere, "overskrider det" sin egen forstyrrelse, hvilket resulterer i en kegleformet bølgefront. Vinklen på denne kegle er Mach -vinklen.

Kortfattet

V-formet af en buebølge er direkte bundet til kildens hastighed. Hurtigere kilder producerer smalere V-former med stejlere bølger, mens langsommere kilder skaber bredere og lavere bølger. Dette er et grundlæggende princip om bølgeforplantning og kan observeres i forskellige sammenhænge, ​​herunder både på vand, fly i luften og endda supersoniske genstande, der rejser gennem rummet.