Em termos mais simples, o número Mach é uma representação da velocidade de alguém em relação à velocidade do som. Em outras palavras, é uma razão entre a velocidade de um objeto quando comparada com a velocidade do som nesse mesmo ambiente.
Como a velocidade do som muda dependendo do meio através do qual ele viaja, da temperatura desse meio e de muitas outras variáveis, o número Mach não é um número definido, mas uma razão usada para comparação relativa a qualquer objeto em movimento.
Mach 1 também é conhecido como (ou equivalente a)barreira do som. Quando qualquer objeto atinge e ultrapassa a barreira do som (o que significa que agora está viajando mais rápido do que o som que está criando), ele cria um conhecido como estrondo sônico . É quando todas as ondas sonoras criadas pelo objeto se comprimem, de modo que chegam ao ouvir de uma só vez, soando como um grande estrondo.
Como calcular o número Mach
Calcular o número Mach de qualquer objeto é simples, desde que você saiba a velocidade com que o objeto está viajando e a velocidade com que o som viaja nesse mesmo ambiente.
Use esta solução. Onde você é a velocidade do seu objeto (em quaisquer termos de velocidade) e c é a velocidade daquele meio (nos mesmos termos de velocidade).
Com esta pesquisa, você pode ver que valores iguais no numerador e no denominador (o que significa que seu objeto está viajando na mesma velocidade que o som no mesmo meio) fornece o valor um, ou Mach 1. Portanto, se um objeto está viajando a duas vezes a velocidade do som nesse meio, então teria um valor de Mach 2 e assim por diante.
O número Mach é uma divisão simples. Portanto, se você estiver usando milhas como medida de velocidade, para calcular seu número Mach aproximado é dividir suas milhas por hora por 767,26 (a velocidade do som no ar ao nível do mar em milhas por hora).
Por que o nome Mach?
Ernst Mach foi um cientista influente no século XIX. Ele contribuiu com trabalhos importantes na área de ondas de choque e comportamento da luz em diferentes meios. Além disso, ele publicou informações importantes sobre suas observações de objetos transportados em velocidades supersônicas.
O engenheiro aeronáutico suíço Jakob Ackeret , um dos especialistas em aviação mais influentes do século 20, propôs o uso do nome Mach como medida do número Mach. Isto foi feito como uma homenagem à contribuição de Ernst Mach para a aeronáutica.
Quando usado, quão útil é?
Embora possamos usar o número Mach para medir a velocidade de qualquer objeto ou veículo através de qualquer meio, normalmente o usamos na aviação para veículos que viajam pelo ar. Isso ocorre porque é mais útil medir a velocidade de um veículo em unidades que sejam precisas e compreensíveis. Os veículos na aviação podem se aproximar mais facilmente de velocidades que podemos medir em termos da velocidade do som. Milhas por hora não se traduzem muito bem em nossa intuição de viajar pelo ar.
Os veículos terrestres não se aproximam regularmente dessas velocidades, por isso usam uma unidade de velocidade mais baixa (milhas, milhas, etc.). Exceções famosas incluem veículos construídos para quebrar registros de velocidade terrestre . Esses veículos se aproximam e ultrapassam regularmente Mach 1.
Os veículos náuticos calculam sua velocidade usando nós. Isto é útil no oceano, onde os arredores de um veículo estão em constante movimento. Devido à resistência e ao atrito inerente às viagens aquáticas, esses veículos não se aproximam de Mach 1.
O número Mach não pode ser usado no espaço. Como o som não viaja pelo espaço , é impossível calcular o número Mach.
Como usar o número Mach corretamente
É importante compreender que o número Mach é uma medida relativa à velocidade. Não é uma unidade absoluta de velocidade ou distância.
Ao calcular o número Mach, você provará usar a velocidade do som em um meio semelhante. Por exemplo, embora um objeto possa viajar 500 milhas por hora na Terra e em Marte, o número Mach em cada local será diferente.
Também é melhor usar o número Mach para objetos ou veículos que viajam em velocidades que fazem sentido traduzir em um número Mach. Não é muito útil descrever a velocidade de um cão em termos de Mach, por exemplo.
Ao utilizar o número Mach, é importante lembrar que o número segue a unidade de medida. (Mach 1, não 1 Mach).
Qual Mach é a velocidade da luz?
A velocidade da luz é uma constante universal. Isto significa que embora a luz possa parecer mover-se mais lentamente ou propagar-se mais lentamente através de diferentes estados da matéria, isso não acontece. Ele está sempre viajando à mesma velocidade de 670.616.629 milhas por hora, ou c.
Usando nossa pesquisa para calcular o número Mach da velocidade da luz, obtemos Mach 874.030,49.
Como podemos ver, usar Mach para calcular qualquer coisa relativa à velocidade da luz está além da compreensão ou comparação razoável. Normalmente usamos a velocidade da luz apenas com qualquer coisa relacionada às ciências estelares e interessantes e aceleradores subatômicos.
Velocidades comparáveis de objetos populares
Avião Comercial
O Boeing 747 pode atingir uma velocidade de cruzeiro de 559 milhas por hora, o que equivale a Mach 0,85.
Nave espacial
Durante a descolagem, o ônibus espacial atingiu uma velocidade de 18.000 milhas por hora para entrar em uma órbita estável ao redor da Terra. Isso é equivalente a Mach 23,4.
Começou a reentrar na atmosfera da Terra a uma altitude de 400.000 pés. Normalmente reentrou em velocidades superiores a 19.000 milhas por hora, ou Mach 25.
Marcadores
A velocidade máxima (velocidade inicial) que uma bala de rifle média pode atingir é de cerca de 1.700 milhas por hora. Equivalente a Mach 2.2.
Chicotes
O chicote foi um dos primeiros objetos feitos pelo homem a quebrar a barreira do som. A ponta do chicote pode atingir velocidades superiores a 1.434 milhas por hora, ou Mach 1,8. O este clássico que você ouve ao usar um chicote é na verdade um estrondo sônico em miniatura produzido pelo próprio chicote quebrando a barreira do som.
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