Förstå Mach -vinkeln
* mach nummer (M): Detta är förhållandet mellan källans hastighet (t.ex. en båt eller ett plan) och ljudhastigheten i mediet (t.ex. vatten eller luft).
* mach vinkel (θ): Detta är vinkeln mellan källans rörelse riktning och vågfronten för bågvågen.
Förhållandet
Mach -vinkeln bestäms av följande ekvation:
sin (θ) =1 / m
Denna ekvation visar att när Mach -antalet (källans hastighet) ökar:
* Mach -vinkeln (θ) minskar: Vilket betyder att v-formen av bågvågen blir smalare.
* Bågvågen blir mer uttalad: Vågorna vid V-formens kanter blir brantare och högre.
visuellt exempel
Föreställ dig en båt som rör sig genom vatten. Vid låga hastigheter är bågvågen mycket bred och grunt. När båten påskyndar blir bågvågen smalare och brantare och bildar en mer tydlig V-form.
Varför händer detta?
Anledningen till detta förhållande ligger i hur vågor sprider sig. När ett objekt rör sig snabbare än ljudets hastighet i ett medium skapar det en störning som reser utåt med ljudets hastighet. Eftersom objektet rör sig snabbare, "överträffar det" sin egen störning, vilket resulterar i en konformad vågfront. Vinkeln på denna kon är Mach -vinkeln.
Sammanfattningsvis
V-formen på en bågvåg är direkt bunden till källans hastighet. Snabbare källor producerar smalare V-former med brantare vågor, medan långsammare källor skapar bredare och grundare vågor. Detta är en grundläggande princip för vågutbredning och kan observeras i olika sammanhang, inklusive båtar på vatten, flygplan i luften och till och med supersoniska föremål som reser genom rymden.
