A Velocidade de Mach 6: Além dos Limites

O número Mach é a razão entre a velocidade de um objeto e a velocidade do som. Os cientistas usam esse número para medir coisas que acontecem muito, muito rapidamente. De aviões a foguetes, até um homem saltando de paraquedas vindo do espaço, esse número é um número importante para determinar a velocidade.

Uma informação adicional importante é que o número Mach descreve apenas a velocidade em um meio fluido. Felizmente, a Terra está cheia de meios fluidos. Água e ar são os dois meios mais proeminentes que os cientistas medem com o número Mach.

Como calcular o número Mach

O número Mach é calculado dividindo a velocidade do objeto pela velocidade do som sem fluido. A unidade de velocidade pode variar. Um cientista poderia usar pés por segundo ou metros por segundo, por exemplo. O importante aqui é que o cálculo da velocidade do som use as mesmas unidades. Este simples problema de divisão produz o número Mach!

Quão rápido é Mach 1?

Usando a solução que acabamos de estabelecer, fica claro que Mach é uma razão simples entre a velocidade e a velocidade do som. Então, quão rápido é Mach 1? Em outras palavras, como que rapidez um objeto precisa se mover para criar uma proporção de um?

Para atingir Mach 1, a velocidade do objeto precisa ser igual à velocidade do som no fluido que está sendo medido.

Na água, a velocidade do som é de 1.500 metros/seg. No ar, a velocidade do som é de 340 metros/seg. Com isso em mente, um objeto precisa viajar 1.500 metros/seg na água para atingir Mach 1, ou 340 metros/seg no ar para atingir Mach 1.

Isso é muito rápido!

Quão rápido é Mach 6?

Agora que entendemos os fundamentos do cálculo do número Mach, podemos começar a explorar várias proporções. Por exemplo, quão rápido é Mach 6?

Para que a proporção seja igual a seis, a precisão precisa ser 6/1. Isso significa que a velocidade do objeto precisa ser seis vezes a velocidade do som sem fluido.

Se Mach 1 é rápido, Mach 6 é muito, muito rápido !

Vamos fazer um exemplo usando os números que estabelecemos acima. Digamos que queremos descobrir o número Mach de um objeto que se move na água. A velocidade do som é de 1.500 metros/segundo na água. Para que o número de Mach seja igual a seis, precisamos que a proporção da solução seja 6/1.

Portanto, se 1.500 precisar ser no lugar de “1” na busca, a velocidade do objeto precisará ser seis vezes esse número. Na água, um objeto precisa se mover a uma velocidade de 1.500 x 6 metros por segundo para atingir Mach 6. Isso significa que um objeto se moverá a 9.000 metros/segundo.

Qual é o significado de Mach 6?

Mach 6 é significativo porque se qualifica como uma alta velocidade supersônica. Mover-se 6x mais rápido que a velocidade do som não é pouca coisa, e isso coloca Mach 6 na categoria de velocidade hipersônica.

A velocidade hipersônica é atingida quando um objeto excede Mach 5 , ou cinco vezes a velocidade do som em um meio. Você também deve ter ouvido falar em velocidade supersônica. Velocidade supersônica significa simplesmente que a velocidade do objeto ultrapassa Mach 1.

Embora Mach 6 não signifique uma entrada em nada muito específico, é uma unidade de medida que indica que um objeto está se movendo muito, muito rapidamente.

Embora um pouco fora do assunto, você pode ter encontrado Mach 6 em relação ao filme Speed ​​​​Racer. Neste filme, Mach 6 é o nome de um carro de corrida top de linha. Mach Six também é o nome do álbum de 2003 da banda MC Solaar.

Quais unidades de medida são usadas?

Metros e segundos são unidades bem pequenas para medir objetos que se movem tão rápido. É comum ver cientistas usarem milhas por hora para calcular esse número.

A velocidade do som em milhas por hora no ar é de 767 mph. Na água, a velocidade do som é de 3.345 mph. Com isso em mente, Mach 1 não é atingido quando um objeto se move 767 milhas por hora. Mach 6 é atingido quando o objeto está se movendo a 4.602 mph!

Novamente, cabe aos cientistas escolher qual unidade usar para sua medição. Eles podem fazer essa escolha com base na distância que o objeto está viajando ou na rapidez com que ele está se movendo. Vários fatores influenciam a decisão. A parte importante do cálculo Mach, entretanto, é que a mesma unidade é usada para a velocidade do objeto e para a velocidade do som.

Quantos números Mach existem?

Como o número Mach é simplesmente uma razão, o potencial para números Mach é hipoteticamente ilimitado.

Na realidade, os objetos não voaram muito mais rápido do que Mach 32. Seria muito intenso para um objeto voar a um número Mach de três dígitos. Por exemplo, uma velocidade Mach 100 precisaria ser 100 vezes a velocidade do som. Isso é incrivelmente rápido!

Registros de número Mach

Aprender sobre o número Mach abre a porta para algumas questões bastante interessantes sobre física, espaço e velocidade. Aqui estão algumas respostas básicas!

Qual foi o número Mach mais alto que uma aeronave a jato já atingida?

Um foguete da NASA detém atualmente o recorde do maior número de Mach já alcançado. Esse foguete se moveu a uma velocidade de cerca de Mach 9,6. Isso significa que o foguete voou pelo ar a quase 11.000 km/h. Para colocar isso em perspectiva, o avião comercial voa entre 500-600 mph. Isso significa que o foguete voou cerca de 14 vezes mais rápido que um avião típico!

Este foguete, o scramjet X-43A, ganhou o recorde do Guinness de maior número Mach em novembro de 2004. Ele conquistou o recorde pela primeira vez em março do mesmo ano, mas estava viajando apenas a Mach 6,8. Os cientistas que trabalharam no projeto aumentaram significativamente a velocidade com que o foguete voou em menos de um ano!

Qual é o número Mach mais alto que um ser humano alcançou?

O atual detentor do recorde do maior número de Mach já alcançou por um ser humano é a nave espacial Apollo 10, que atingiu aproximadamente Mach 32. Esta nave espacial navegou a uma velocidade de 24.791 milhas por hora, o que é quase inimaginavelmente rápido.

Havia três homens nesta missão de 1969: Thomas Stafford, Gene Cernan e John Young. Esta missão levou à segunda órbita da Lua.

Qual é o recorde mundial de queda livre supersônica?

O recorde mundial de queda livre supersônica foi alcançado quando Felix Baumgartner executou um salto de paraquedas no espaço. Ele atingiu uma velocidade de 1.343,6 mph em sua queda, o que significa que ele se moveu mais rápido que a velocidade do som.

História do Número Mach

Jacob Ackeret distribuiu o número Mach em 1929. Ele foi um engenheiro suíço que dedicou grande parte de sua vida ao estudo da aerodinâmica. Ele era um cientista e professor, e a designação do número Mach surgiu quando ele estudava folhas supersônicas.

Você observará que Jacob Ackeret não deu seu próprio nome a esse número. Em vez disso, o número recebeu o nome do físico Ernst Mach. Em 1887, Mach estava experimentando fotografar um objeto que viajava mais rápido que a velocidade do som (ou, como diríamos agora, a uma velocidade maior que Mach 1).

Jacob Ackeret atribuiu suas descobertas sobre o número Mach a Ernst Mach devido às contribuições anteriores de Mach para a compreensão da velocidade.

Conclusão

Como você já sabe, calcular o número Mach é muito mais simples do que parece! Com uma relação simples entre a velocidade de um objeto e a velocidade do som, os cientistas podem usar esse número para velocidades articulares muito rápidas.

Aviões, foguetes e até paraquedistas foram medidos usando o número Mach. É uma ótima maneira de conceituar velocidade em relação a uma das coisas mais rápidas do nosso dia a dia: o som. O número Mach é uma contribuição importante para a física.

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