Hur kommer solbromsar bara en gång med ljudets hastighet och inte flera gånger? [duplicera]

Din fråga är:

Why is it that the sonic boom only occurs at the moment the plane crosses Mach 1?

Svaret är: Det gör inte . Sonic boom uppstår först när planet går över Mach 1 och planet fortsätter att producera sonisk bom så länge som hastigheten ligger över Mach 1.

En annan del av din fråga är:

How come sonic booms only occur once?

Och svaret är: eftersom planet flög över dig en gång . Om planet skulle vända och flyga över dig en gång till hörde du två soniska bommar.

När du hör en ljudbom betyder det inte att den bommen genererades vid Mach 1. Det betyder bara att bommen genererades med hastigheter lika med eller större än Mach 1. Till exempel, ett plan som färdas vid Mach 3 skulle fortfarande producera en sonic boom men du skulle fortfarande bara höra det en gång eftersom "boom" bara skulle nå ditt öra en gång.

För att förstå detta måste du förstå vad en sonisk boom är.

Olika delar av flygplanet genererar ljud. Utforma jetmotorns bråk mot fläkten i flygplanets hud som rör sig genom luften.

Vid resor med normal subsonisk hastighet. Dessa ljud låter normalt genom luften och det du hör är ett kontinuerligt ljud av en flygplan som flyger.

När du reser med eller snabbare än ljudets hastighet, kommer alla dessa ljud i ditt öra samtidigt. Det vill säga, om du normalt skulle kunna höra ett plan som passerar över en period på 10 sekunder (till exempel) då kommer de 10 sekunders ljuden (motorbråsen, vingeens vingar etc.) vid supersoniska hastigheter vid ditt öra i samma ögonblick.

Eftersom alla ljud som du någonsin hört från flygplanet anländer samtidigt, är resultatet en mycket hög boom (alla 10 sekunder eller mer av ljudet läggs ihop).

Det är därför du bara hör det en gång vanligtvis.

Det finns dock undantag. Om planet är tillräckligt lång och näsan och svansen genererar höga ljud, är det möjligt att uppleva en dubbel sonisk boom som orsakas av svansen som alstrar en andra bom. Men i allmänhet skulle även ett mycket långt plan som 747 eller A380 (eller Concorde) bara ta en mycket liten bråkdel av en sekund för att åka längden på kroppen vid supersoniska hastigheter. Du skulle troligen behöva ett plan en mil lång för att uppleva en riktig dubbelbom.

Det finns alltid en störning (dvs en störning ) i luften av ett objekt som reser genom det. Var och en kan ses som en sfär (eller cirkel i ett 2D-diagram). Vid hastigheter under Mach 1, konvergerar dessa störningar aldrig, dvs sfärerna möts aldrig. Men vid någon hastighet bortom Mach 1, reser de inte längre snabbare än flygplanet och får "lämnade". I det här fallet sammanfaller sidorna av varje expanderande sfär längs en konform till en kraftig chockvåg som vi uppfattar med som ett slag.

Källa

Den enda skillnaden är att när flygplanet blir snabbare, sjunker sonikbomens vinkel i förhållande till flygplanets riktningsvektor: Konen blir mer akut när avståndet mellan varje imaginär sfär blir större. Du kan aldrig generera mer än en sonisk boom, eftersom det är en engångsövergång. (På en mer komplicerad anteckning innehöll vissa fordon, rymdfärjan, dra av två soniska bommar genom att störa luften två gånger).

Du skulle uppleva samma sak med en båt - över en viss hastighet skulle du skapa en kölvattning som går utåt i två riktningar till sidan bakom dig.

"Fjordn vågbåt" av Edmont - eget arbete. Licensierad under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons