محتوى المقال
الماخ هو وجدة قياس للسرعة وتمت التسمية نسبة للعالم الفيزيائي ” Ernst Mach” الذي كان اهتمامه منصب على سرعة الأجسام وحركتها خلال الغازات وقام بتطوير طريقة جديدة يتم استخدامها لقياس السرعات العالية والتي عرفت بعد ذلك بالماخ، ومن هنا بدأ استخدام الماخ وحدة قياس سرعة الصوت وقياس سرعة الطائرات.
الماخ وحدة قياس سرعة الصوت
يستخدم مصطلح الماخ في قياس سرعة الأجسام التي تسير بسرعة عالية أو مسبة السرعة المحلية لأي جسم مائع إلى سرعة الصوت في جسم المائع نفسه وتنتج هذه السرعة عن قذف جسم ما في الهواء أو المائع، لذلك يستخدم في قياس السرعات العالية كما يحدث في الطائرات النفاثة أو مطاحن الهواء.
قانون الماخ
M=vs / u
- M: يعبر عن رقم ماخ.
- vs: سرعة المصدر بالنسبة للوسط.
- u : سرعة الصوت للوسط.
وتكون سرعة الماخ على مستوى سطح البحر 1225كيلو متر/ الساعة، 340 متر/ الثانية أو 765.5ميل/ الساعة، لا توجد وحدة خاصة بالماخ.
قياس سرعة الطائرات
يعبر رقم ماخ عن النسبة بين سرعة الطائرة الفعلية والسرعة الموضحة على العداد، وسرعة العدادات تقل بالارتفاع بينما تزداد السرعة الحقيقة بزيادة الارتفاع.
عندما تزداد سرعة الطائرة وتقترب من سرعة الصوت فيعرضها هذا للوصول إلى الرقم الحرج من ماخ، عند مرور تيار هواء على المناطق ذات الضغط المنخفض حول الطائرة ويكون مساويا للرقم الحرج يسبب ذلك حدوث موجات صدمية للطائرة، كما تتأثر هذه السرعة بارتفاع درجة الحرارة.
سرعة الصوت
الصوت عبارة عن موجات ميكانيكية طويلة تنتقل من خلال الوسط المادي ومن المعروف أنه لا يجوز انتقال الصوت بدون وجود وسط مادي، أما عن سرعة الصوت في الهواء فتعتمد بشكل أساسي على درجة حرارة الهواء، نسبة الرطوبة به.
تعتمد سرعة الصوت على بعض الخصائص لتحديدها مثل:
- أولًا خصائص المرونة: التي يكون لها تأثير قوي في تحديد سرعة الصوت، حيث تتناسب سرعة الصوت طرديا مع تفاعل جزيئات وذرات المادة معًا.
- ثانيا الخصائص القصورية: تختص في المقارنة بين سرعة الصوت في وسطين مختلفين.
- ثالثا درجة الحرارة: تؤثر درجة الحرارة على سرعة الصوت بسبب تأثيرها على حركة الجزيئات.
جدار الصوت
حاجز الصوت او جدار الصوت هو القوة التي تعترض حركة الجسم أثناء حركته، وذلك عندما تصل سرعته إلى سرعة الصوت، وعند قدرة الجسم على كسر هذا الحاجز يتم سماع صوت مدوي وعالي جدًا.
العلاقة بين عدد ماخ وجدار الصوت
عدد ماخ = سرعة الجسم / سرعة الصوت
هناك عدة حالات توضح العلاقة بين عدد ماخ وجدار الصوت ومنها:
- عندما يكون عدد ماخ < 1: الجسم يتحرك بسرعة أقل من سرعة الصوت وبالتالي لا يحدث كسر لجدار الصوت.
- عدد ماخ =1: هذه هي المرحلة التي تقترب سرعة الجسم من سرعة الصوت.
- عدد ماخ > 1: هنا تبدأ سرعة الجسم بالزيادة عن سرعة الصوت.
- عدد ماخ > 5: تكون سرعة الجسم أكبر بكثير من سرعة الصوت وهنا يحدث كسر لجدار الصوت.
مقالات مشابهة
