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!
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Nesta pesquisa,
Mãe
representa o número Mach,
V
representa a velocidade do objeto, e
a
representa a velocidade do som.
©AZ-Animals.com/Em Thomas
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.
![Imagem renderizada em 3D do foguete V-2 Imagem renderizada em 3D do foguete V-2](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.675x4201-464855594-kcotSi/11/2202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
Os foguetes viajam muito mais rápido que a velocidade do som!
©iStock.com/:fredmantel
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.
![Ônibus espacial no céu. Lançamento do foguete espacial da Terra. Uma nave espacial decorativa. Elementos desta imagem fornecidos pela NASA Ônibus espacial no céu. Lançamento do foguete espacial da Terra. Uma nave espacial decorativa. Elementos desta imagem fornecidos pela NASA](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.0831966241-segamIytteG/90/3202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
Quando algo se move mais rápido que Mach 5, torna-se supersônico.
©dima_zel/iStock via Getty Images
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 não 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 de 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!
![Avião de passageiros branco sobrevoa a pista de descolagem do aeroporto Avião de passageiros branco sobrevoa a pista de descolagem do aeroporto](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.325x4201-delacs-desnecil-eguh-7190585191-kcotsrettuhs/90/3202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
Os aviões nem chegam a Mach 1.
©muratart/Shutterstock.com
Este foguete, o scramjet X-43A, ganhou o recorde do Guinness para o 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.
![O fundo de ilustração 3D do Planeta Espaço Terra. Luzes da cidade no planeta. O fundo de ilustração 3D do Planeta Espaço Terra. Luzes da cidade no planeta.](https://i1.wp.com/qualqueranimal.top/imgiv4-gpj.3709482441-segamIytteG/90/3202/aidem/moc.slamina-vvv.jpg)
Felix Baumgartner saltou de 39.045 metros de altura!
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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.
A foto apresentada no topo desta postagem é © Ales_Utovko/iStock via Getty Images