Скорость звука. Скорость распространения звука в воздухе
В статье рассмотрены характеристика звуковых явлений в атмосфере: скорость распространения звука в воздухе, влияние на распространение звука ветра, тумана.
Продольные колебания частиц материи, распространяясь по материальной среде (по воздуху, воде и твердым телам) и достигнув уха человека, вызывают ощущения, называемые звуком.
В атмосферном воздухе всегда находятся звуковые волны различной частоты и силы. Часть этих волн создается искусственно человеком, а часть звуков имеет метеорологическое происхождение.
К звукам метеорологического происхождения относятся гром, завывание ветра, гудение проводов, шум и шелест деревьев, «голос» моря, звуки при падении на земную поверхность твердых и жидких осадков, звуки прибоя у берегов морей и озер и другие.
На скорость распространения звука в атмосфере влияет температура и влажность воздуха, а также ветер (направление и его сила). В среднем скорость звука в атмосфере равна 333 м/с. С увеличением температуры воздуха скорость звука несколько возрастает. Изменение абсолютной влажности воздуха оказывает меньшее влияние на скорость звука.
Скорость звука в воздухе определяется формулой Лапласа:
(1),
где р - давление; ? - плотность воздуха; c? - теплоемкость воздуха при постоянном давлении; cp - теплоемкость воздуха при постоянном объеме.
Используя уравнение состояния газа, можно получить ряд зависимостей скорости звука от метеорологических параметров.
Скорость звука в сухом воздухе определяется по формуле:
с0 = 20,1 ?Т м/с, (2)
а во влажном воздухе:
с0 = 20,1 ?ТВ м/с, (3)
где ТВ = так называемая акустическая виртуальная температура, которая определяется по формуле ТВ = Т (1+ 0,275 е/р).
При изменении температуры воздуха на 1° скорость звука изменяется на 0,61 м/с. Скорость звука зависит от величины отношения е/р (отношение влажности к давлению), но эта зависимость мала, и, например, при упругости водяного пара менее 7мм пренебрежение ею дает ошибку в скорости звука, не превышающую 0,5 м/сек.
При нормальном давлении и Т = 0 °С скорость звука в сухом воздухе равна 333 м/сек. Во влажном воздухе скорость звука может быть определена по формуле:
с = 333 + 0,6t + 0,07е (4)
В диапазоне температур (t) от -20° до +30° эта формула дает ошибку в скорости звука не более ± 0,5 м/сек. Из приведенных формул видно, что скорость звука повышается с повышением температуры и влажности воздуха.
Ветер оказывает сильное влияние: скорость звука по направлению движения ветра увеличивается, против ветра — уменьшается. Наличие ветра в атмосфере вызывает дрейф звуковой волны, что создает впечатление смещения источника звука. Скорость звука в этом случае (c1) определится выражением:
c1 = c + U cos ?, (1)
где U-скорость ветра; ? — угол между направлением ветра в точке наблюдения и наблюдаемым направлением прихода звука.
Знание величины скорости распространения звука в атмосфере имеет большое значение при решении ряда задач по изучению верхних слоев атмосферы акустическим методом. Пользуясь средней скоростью звука в атмосфере, можно узнать расстояние от своего местонахождения до места возникновения грома. Для этого нужно определить число секунд между видимой вспышкой молнии и моментом прихода звука грома. Затем надо умножить среднее значение скорости звука в атмосфере — 333 м/сек. на полученное число секунд.
Чем теплее вода, тем больше в ней скорость звука. При погружении на большую глубину скорость звука в воде также увеличивается. Километры в час (км/ч) - внесистемная единица измерения скорости.
А в 1996г была запущена первая версия сайта с мгновенными вычислениями. Уже у античных авторов встречается указание на то, что звук обусловлен колебательным движением тела (Птолемей, Евклид). Аристотель отмечает, что скорость звука имеет конечную величину, и правильно представляет себе природу звука.
Скорость звука в газах и парах
В многофазных средах из-за явлений неупругого поглощения энергии скорость звука, вообще говоря, зависит от частоты колебаний (то есть наблюдается дисперсия скорости). Например, оценка скорости упругих волн в двухфазной пористой среде может быть выполнена с применением уравнений теории Био-Николаевского. При достаточно высоких частотах (выше частоты Био) в такой среде возникают не только продольные и поперечные волны, но также и продольная волна II-рода.
В чистой воде скорость звука составляет около 1500 м/с (см. опыт Колладона-Штурма) и увеличивается с ростом температуры. Объект, движущийся со скоростью 1 км/ч, преодолевает за один час один километр. Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите, пожалуйста.
Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. На земле прохождение ударной волны воспринимается как хлопок, похожий на звук выстрела. Превысив скорость звука, самолёт проходит сквозь эту область повышенной плотности воздуха, как бы прокалывает её – преодолевает звуковой барьер. Долгое время преодоление звукового барьера представлялось серьёзной проблемой в развитии авиации.
Маха числах полёта M(∞), несколько превышающих критическое число M*. Причина состоит в том, что при числах M(∞) > M* наступает волновой кризис, сопровождающийся появлением волнового сопротивления. 1) ворота в крепостях.
Почему в космосе темно? Правда ли, что звезды падают? Скорость, число Маха которой превышает 5, называется гиперзвуковой. Сверхзвуковая скорость - скорость перемещения тела (газового потока), превышающая скорость распространения звука в идентичных условиях.
Смотреть что такое «СВЕРХЗВУКОВАЯ СКОРОСТЬ» в других словарях:
В твёрдых телах звук распространяется гораздо быстрее, чем в воде или воздухе. Волна в каком-то смысле движение нечто, распространяющееся в пространстве. Волна – это процесс перемещения в пространстве изменения состояния. Давайте представим себе, каким образом происходит распространение звуковых волн в пространстве. Эти слои сжимаются, что в свою очередь снова создает избыточное давление, влияющее на соседние слои воздуха.
Это явление использовано в ултразвуковой дефектоскопии металлов. Из таблицы видно, что с уменьшением длины волны уменьшаются размеры пороков в металле (раковин, иногородных вкраплений), которые могут быть обнаруженыпучком ультразвука.
Дело в том, что при движении на скоростях полета свыше 450 км/ч к обычному сопротивлению воздуха, которое пропорционально квадрату скорости, начинает добавляться и волновое сопротивление. Волновое сопротивление резко увеличивается при приближении скорости самолета к скорости звука, в несколько раз превышая сопротивление, связанное с трением и образованием вихрей.
Чему равна скорость звука?
Помимо скорости, волновое сопротивление напрямую зависит от формы тела. Так вот, стреловидное крыло заметно уменьшает именно волновое сопротивление. Дальнейшее увеличение угла атаки при маневрировании ведет к распространению срыва потока по всему крылу, потери управляемости и сваливании самолета в штопор. Крыло с обратной стреловидностью частично лишено этого недостатка.
При создании крыла обратной стреловидности возникли сложные проблемы, связанные в первую очередь с упругой положительной дивергенцией (а попросту - со скручиванием и последующим разрушением крыла). Продуваемые в сверхзвуковых трубах крылья из алюминиевых и даже стальных сплавов разрушались. Лишь в 1980-х годах появились композитные материалы, позволяющие бороться со скручиванием с помощью специально ориентированной намотки углепластиковых волокон.
Для распространения звука необходима упругая среда. В вакууме звуковые волны распространяться не могут, так как там нечему колебаться. При температуре 20 °С она равна 343 м/с, т. е. 1235 км/ч. Заметим, что именно до такого значения уменьшается на расстоянии 800 м скорость пули, вылетевшей из автомата Калашникова.
В разных газах звук распространяется с разной скоростью. Введите значение единицы (скорость звука в воздухе), которое вы хотите пересчитать. В областях современных технологий и бизнеса выигрывает тот, кто успевает делать все быстро.
Скорость звука
К основным характеристикам звуковых волн относят скорость звука, его интенсивность - это объективные характеристики звуковых волн, высоту тона, громкость относят к субъективным характеристикам. Субъективные характеристики зависят в большой мере от восприятия звука конкретным человеком, а не от физических характеристик звука.
Измерение скорости звука в твердых телах, жидкостях и газах указывают на то, что скорость не зависит от частоты колебаний или длины звуковой волны, т. е., для звуковых волн не характерна дисперсия. В твердых телах могут распространяться продольные и поперечные волны, скорость распространения которых находят с помощью формул:
где Е - модуль Юнга, G - модуль сдвига в твердых телах. В твердых телах скорость распространения продольных волн почти в два раза больше чем скорость распространения поперечных волн.
В жидкостях и газах могут распространяться лишь продольные волны. Скорость звука в воде находят за формулой:
K - модуль объемного сжатия вещества.
В жидкостях при возрастании температуры скорость звука возрастает, что связано с уменьшением коэффициента объемного сжатия жидкости.
Для газов выведена формула, которая связывает их давление с плотностью:
Впервые эту формулу для нахождения скорости звука в газах использовал И. Ньютон. Из формулы видно, что скорость распространения звука в газах не зависит от температуры, она также не зависит от давления, поскольку при возрастании давления возрастает и плотность газа. Формуле можно придать и более рациональный вид: на основе уравнения Менделеева-Клапейрона:
Тогда скорость звука будет равна:
Формула носит название формулы Ньютона. Рассчитанная с ее помощью скорость звука в воздухе составляет при 273К 280 м/с. Реальная же экспериментальная скорость составляет 330 м/с.
Этот результат значительно отличается от теоретического и причину этого установил Лаплас.
Он показал, что распространение звука в воздухе происходит адиабатно. Звуковые волны в газах распространяются так быстро, что, что созданные локальные изменения объема и давления в газовой среде происходят без теплообмена с окружающей средой. Лаплас вывел уравнение для нахождения скорости звука в газах:
Распространение звуковых волн
В процессе распространения звуковых волн в среде происходит их затухание. Амплитуда колебаний частиц среды постепенно уменьшается при возрастании расстояния от источника звука.
Одной из основных причин затухания волн есть действие сил внутреннего трения на частицы среды. На преодоление этих сил непрерывно используется механическая энергия колебательного движения, что переносится волной. Эта энергия превращается в энергию хаотического теплового движения молекул и атомов среды. Поскольку энергия волны пропорциональна квадрату амплитуды колебаний, то прираспространении волн от источника звука вместе с уменьшением запаса энергии колебательного движения уменьшается и амплитуда колебаний.
На распространение звуков в атмосфере влияет много факторов: температура на разных высотам, потоки воздуха. Эхо - это отраженный от поверхности звук. Звуковые волны могут отражаться от твердых поверхностей, от слоев воздуха в которых температура отличается от температуры соседних слоев.
Наверное, многие из Вас слышали о таком понятии как скорость звука. Надеюсь большинство из Вас понимает, что это такое. А если даже и нет, то сейчас разберемся.
Что такое скорость?
Во-первых, нужно понимать, что скорость – это физическая величина, показывающая какое расстояние может преодолеть тело за единицу времени. Из этого определения следует, что автомобиль, движущийся со скоростью 70 км/ч, в 99% случаев может проехать 70 километров за один оборот часовой стрелки (то есть за час). 1% случаев скинем на то, что он может поломаться по дороге или дорога закончится. С машиной понятно. Вместо машины можно взять и другие объекты: человек бежит, камень летит, тушканчик прыгает и т д. Все эти тела являются реальными объектами, которые можно увидеть и даже потрогать. Но звук это ведь не камень или самолет, откуда у него скорость?
Понятие состоит из двух слов. С первым мы уже разобрались. Теперь перейдем ко второму. Что такое звук?
Звук – это то, что мы можем слышать, то есть это физическое явление. Это явление возникает в результате распространения звуковой волны в твердой, жидкой или газообразной среде. Звуковая волна очень похожа на обычную морскую волну, которую все видели вживую или по телевизору (не зря же их назвали одинаково – волна ). Но более точно можно представить звуковую волну как круги на воде, которые появляются после бросания камешка. Ведь звук распространяется во все стороны одинаково! Если Вы покричите на стакан с водой, то Вас заберут в дурку Вы сможете увидеть звук!!! В виде кругов на поверхности воды.
То есть звуковая волна – это по сути колебание атомов той среды, в которой распространяется звук. Именно поэтому от громкой музыки трясутся окна.
Теперь мы знаем, что такое скорость и что такое звук, так давайте же соединим эти понятия вместе!
Скорость звука – величина, показывающая на какое расстояние может распространиться звуковая волна за единицу времени.
Как мы уже разобрались, для движения звуковой волны необходимо (воздух, вода, твердое тело), которые будут колебаться. Именно поэтому в космосе нет звука! Так как там нет атомов (практически нет, немножко есть, но очень мало)! И самое интересное, что звук распространяется в воздухе со скоростью 340 м/с, в воде – со скоростью 1500 м/с, а в твердых телах – со скоростями 3000-6000 м/с. В этом нет ничего удивительного, так как чем меньше расстояние между атомами, тем быстрее пробежит звук.
Скорость звука - скорость распространения упругих волн в среде: как продольных (в газах, жидкостях или твёрдых телах), так и поперечных, сдвиговых (в твёрдых телах). Определяется упругостью и плотностью среды: как правило, в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях - меньше, чем в твёрдых телах. Также, в газах скорость звука зависит от температуры данного вещества, в монокристаллах - от направления распространения волны. Обычно не зависит от частоты волны и её амплитуды; в тех случаях, когда скорость звука зависит от частоты, говорят о дисперсии звука.
Энциклопедичный YouTube
- a , с начальной скоростью u в течении периода ∆t , имеет конечную скорость v = u + a ×∆t .
- Тело, движущееся с постоянным ускорением a , с начальной скоростью u и конечной скоростью v , имеет среднюю скорость ∆v = (u + v )/2.
- Пассажирские самолеты с турбовентиляторными двигателями: крейсерская скорость пассажирских самолетов - от 244 до 257 метров в секунду, что соответствует 878–926 километрам в час или M = 0,83–0,87.
- Высокоскоростные поезда (как «Синкансэн» в Японии): такие поезда достигают максимальных скоростей от 36 до 122 метров в секунду, то есть от 130 до 440 километров в час.
- Люди ходят со скоростью примерно 1,4 метра в секунду или 5 километров в час, и бегают со скоростью примерно до 8,3 метра в секунду, или до 30 километров в час.
Уже у античных авторов встречается указание на то, что звук обусловлен колебательным движением тела (Птолемей, Евклид). Аристотель отмечает, что скорость звука имеет конечную величину и правильно представляет себе природу звука. Попытки экспериментального определения скорости звука относятся к первой половине XVII в. Ф.Бэкон в «Новом органоне» указал на возможность определения скорости звука путем сравнения промежутков времени между вспышкой света и звуком выстрела. Применив этот метод, различные исследователи (М.Мерсенн, П.Гассенди, У.Дерхам, группа учёных Парижской Академии наук - Д.Кассини, Пикар, Гюйгенс, Рёмер) определили значение скорости звука (в зависимости от условий экспериментов, 350-390 м/с). Теоретически вопрос о скорости звука впервые рассмотрел Ньютон в своих «Началах». Ньютон фактически предполагал изотермичность распространения звука, поэтому получил заниженную оценку. Правильное теоретическое значение скорости звука было получено Лапласом. [ ]
Расчёт скорости в жидкости и газе
Скорость звука в однородной жидкости (или газе) вычисляется по формуле:
c = 1 β ρ {\displaystyle c={\sqrt {\frac {1}{\beta \rho }}}}В частных производных:
c = − v 2 (∂ p ∂ v) s = − v 2 C p C v (∂ p ∂ v) T {\displaystyle c={\sqrt {-v^{2}\left({\frac {\partial p}{\partial v}}\right)_{s}}}={\sqrt {-v^{2}{\frac {Cp}{Cv}}\left({\frac {\partial p}{\partial v}}\right)_{T}}}}где β {\displaystyle \beta } - адиабатическая сжимаемость среды; ρ {\displaystyle \rho } - плотность; C p {\displaystyle Cp} - изобарная теплоемкость; C v {\displaystyle Cv} - изохорная теплоемкость; p {\displaystyle p} , v {\displaystyle v} , T {\displaystyle T} - давление, удельный объем и температура среды; s {\displaystyle s} - энтропия среды.
Для растворов и других сложных физико-химических систем (например, природный газ, нефть) данные выражения могут давать очень большую погрешность.
Твёрдые тела
При наличии границ раздела, упругая энергия может передаваться посредством поверхностных волн различных типов, скорость которых отличается от скорости продольных и поперечных волн. Энергия этих колебаний может во много раз превосходить энергию объемных волн.
Sacor 23-11-2005 11:50
В принципе вопрос не такой простой как кажется, нашел такое определение:
Скорость звука, скорость распространения какой-либо фиксированной фазы звуковой волны; называется также фазовой скоростью, в отличие от групповой скорости. С. з. обычно величина постоянная для данного вещества при заданных внешних условиях и не зависит от частоты волны и её амплитуды. В тех случаях, когда это не выполняется и С. з. зависит от частоты, говорят о дисперсии звука.
Так чему равна скорость звука зимой, летом, в туман, в дождь - вот такие непонятные для меня теперь вещи...
Sergey13 23-11-2005 12:20
при н.у. 320 м/с.
TL 23-11-2005 12:43
Чем "плотнее" среда, тем выше скорость распространения возмущения(звука), в воздухе прибл. 320-340м/c.(с высотой падает) 1300-1500 м/c в воде(соленая/пресная) 5000 м/с в металле и т.д Тоесть при тумане скорость звука будет выше, зимой тоже выше и т.д
StartGameN 23-11-2005 12:48
StartGameN 23-11-2005 12:49
Одновременно ответили
Sacor 23-11-2005 13:00
Значит диапазон 320-340 м/с - посмотрел справочник, там при 0 по Цельсию и давлении в 1 атмосферу скорость звука в воздухе 331 м/с. Значит 340 в мороз, а 320 в жару.
И вот теперь самое интересное, а какая тоглда скорость пули у дозвуковых боеприпасов?
Вот для малокалиберных патронов к примеру с ада.ру такая классификация:
Стандартные (дозвуковые) патроны скорость до 340 м/с
Патроны High velocity (высокоскоростные)скорость от 350 до 400 м/с
Патроны Hyper Velocity или Extra high velocity (сверхвысокоскоростные)скорость от 400 м/с и выше
То есть Eley Tenex 331 м/с Соболь 325 м/с -считаются дозвуковыми, а Стандарт 341 м/с - уже нет. Хотя и те и эти в принципе лежат в одном диапазоне звуковых скоростей. Как это?
Костя 23-11-2005 13:39
ИМХО не стоит так заморачиваться на этом, вы же не акустикой, а стрельбой увлекаетесь.
Sacor 23-11-2005 13:42
quote: Originally posted by Костя:
ИМХО не стоит так заморачиваться на этом, вы же не акустикой, а стрельбой увлекаетесь.
Да просто интересно, а то все дозвук сверзвук, а как копнул оказалось все совсем неодназначно.
Кстати, а какая скорость у дозвука для бесшумной стрельбы у х54, х39, 9ПМ?
John JACK 23-11-2005 13:43
У патронов еще и разброс начальной скорости есть, и от температуры она тже зависит.
GreenG 23-11-2005 14:15
Звук - это упругая продольная волна, скорость распостранения которой зависит от свойств окружающей среды. Т.е. выше местность - ниже плотность воздуха - ниже скорость. В отличии от света - поперечной волны.
Принято считать V = 340 м/c (приблизительно).
Впрочем это офф
StartGameN 23-11-2005 14:40
Тока свет имеет поперечную электромагнитную волну, а звук механическую продольную. Если я правильно понимаю их роднит тока описание одной и той же математической функцией.
Впрочем это офф
Hunt 23-11-2005 14:48
Вот что мне интересно, отдыхал на Урале максимальное атмосферное давление (в целом за месяц) ни разу не поднялось до параметров тутошних. На данную минуту тут 765 t-32. И что интересно температура ниже и давление ниже. Ну... это насколько я для себя отметил, ...постоянных наблюдений то не веду. У меня и балл. таблицы были прошлогодние на давление 775мм\рт\ст. Может недостаток кислорода в наших краях частично компенсируется повышенным атмосферным давлением. Задавал у себя на кафедре вопрос, оказывается ДАННЫХ НЕТ!. И это люди создающие декомпрессионные таблицы для таких как я! А для военных пробежки (на физзарядке) в наших палестинах запрещены, т.к. недостаток кислорода. Я думаю, если кислорода недостаток, значит чем замещено, ...азотом, те.е и плотность другая. И если на все это смотреть и считать, надо быть стрелком галактического класса. Я для себя (пока Сеньор корпит над калькулятором, а таможня над моими посылками) решил: За 700 ни-ни, Фиг ли патроны палить.
Вот написал и подумал. Ведь плевался и зарекался не раз, ну нафиг все это. Что на чепионат ехать? Соревноваться с кем?
...Почитаешь форум и опять несет. Пули где взять, матрицы, и.т.д.
ВЫВОД: Жуткая зависимость от общения с себе подобными людьми, любящими оружие - homo... (предлагаю найти продолжение выражения)
GreenG 23-11-2005 16:02
quote: Originally posted by StartGameN:Могу офф развить - мой диплом назывался "Нелинейные акустоэлектромагнитные взаимодействия в кристаллах с квадратичной электрострикцией"
StartGameN 23-11-2005 16:24
Не Я у нас физик-теоретик, так шо "экспериментов" никаких не было. Была попытка учесть вторую производную и объяснить возникновение резонанса.
Но идея правильная
Хабаровск 23-11-2005 16:34
Можно я тут с краю постою послушаю? Мешать не буду, чесслово. С уважением Алексей
Antti 23-11-2005 16:39
quote: Originally posted by GreenG:основной экспериментальный метод был, видимо, стучать магнитом по кристаллу?
Квадратным магнитом по кривому кристаллу.
Sacor 23-11-2005 19:03
Тогда еще вопрос, из-за чего зимой звук выстрела кажется более громким, чем летом?
SVIREPPEY 23-11-2005 19:27
Я вам всем вот что скажу.
Из боеприпасов к скорости звука близок.22lr. Надеваем на ствол модер (для снятия звукового фона) и палим на сотню, к примеру. И тогда все патроны можно легко разделить на дозвук (слышно, как в мишень прилетает - легкий такой "пук" имеет место) и на сверхзвук - при попадании в мишень бахает так, что вся затея с модером летит коту под хвост. Из дозвука могу отметить темп, биатлон, из импортных - RWS Target (ну, мало я их знаю, да и в магазинах выбор не того). Из сверхзвуковых - например, Лапуа Стандарт, дешевые, интересные, но весьма шумные патроны. Потом берем начальные скорости с сайта производителя - и вот вам приблизительный диапазон, где находится скорость звука при данной температуре отстрела.
StartGameN 23-11-2005 19:56
Тогда еще вопрос, из-за чего зимой звук выстрела кажется более громким, чем летом?
Зимой усе в шапках ходят и потому слух притупляется
STASIL0V 23-11-2005 20:25
А если серьезно: с какои целью требуется знать реальную скорость звука для конкретных условии (в смысле с практическои точки зрения) ? цель обычно определяет средства и способы/точность измерения. По мне, так вроде как для попадания в мишень или на охоте не требуется ету скорость знать(если конечно без глушителя)...
Паршев 23-11-2005 20:38
Вообще-то скорость звука является в какой-то степени предельной для стабилизированного полета пули. Если смотреть на разгоняемое тело, то до звукового барьера сопротивление воздуха растет, перед самым барьером довольно резко, а потом, по прохождении барьера, резко падает (потому авиаторы так стремились достичь сверхзвука). При торможении картина строится в обратном порядке. То есть, когда скорость перестаёт быть сверхзвуковой, пуля испытывает резкий скачок сопротивления воздуха и может пойти кувырком.
vyacheslav 23-11-2005 20:38
оказалось все совсем неодназначно.
Самый интересный вывод во всём рассуждении.
q123q 23-11-2005 20:44
И так, товарищи, скорость звука непосредственно зависит от температуры, чем больше температура, тем больше и скорость звука, а совсем не наоборот как отмечали в начале топика.
*************** /------- |
скорость звука а=\/ k*R*T (это корень так обозначен)
Для воздуха k = 1.4 - это показатель адиабаты
R = 287 - удельная газовая постоянная для воздуха
T - температура в Кельвинах (0 градусов Цельсия соответствует 273.15 градусов Кельвина)
То есть при 0 по Цельсию а=331.3 м/с
Таким образом в диапазоне -20 +20 по Цельсию скорость звука меняется в диапазонах от 318.9 до 343.2 м/с
Думаю больше вопросов не возникнет.
Что касается для чего все это надо, это необходимо при исследовании режимов обтекания.
Sacor 24-11-2005 10:32
Исчерпывающе,а от плотности, давления разве скорость звука не зависит?
БИТ 24-11-2005 12:41
[B] Если смотреть на разгоняемое тело, то до звукового барьера сопротивление воздуха растет, перед самым барьером довольно резко, а потом, по прохождении барьера, резко падает (потому авиаторы так стремились достичь сверхзвука).
Я уже изрядно подзабыл физику, но насколько я помню, сопротивление воздуха растет с увеличением скорости и до "звука" и после. Только на дозвуке основной вклад вносит преодоление силы трения о воздух, а на сверхзвуке эта составляющая резко уменьшается, но увеличиваются потери энергии на создание ударной волны. А. в целом, энергопотери увеличиваются, и чем дальше, тем прогрессивнее.
Blackspring 24-11-2005 13:52
Согласен с q123q. Нас как учили - норма при 0 по цельсию 330 м/с, плюс 1 градус - плюс 1 м/с, минус 1 градус - минус 1 м/с. Вполне рабочая схема для практического применения.
Наверное, норма может меняться от давления, но изменение будет все равно будет примерно градус- метр в секунду.
BS
StartGameN 24-11-2005 13:55
quote: Originally posted by Sacor:
Зависит-зависит. Но: есть такой закон Бойля, согласно которому при постоянной температуре p/p1=const, т.е. изменение плотности прямо пропорционально изменению давления
Паршев 24-11-2005 14:13
Originally posted by Паршев:
[B]
Я уже изрядно подзабыл физику, но насколько я помню, сопротивление воздуха растет с увеличением скорости и до "звука" и после. .
А я так и не знал никогда.
Оно растёт и до звука и после звука, причём по-разному на разных скоростях, но на звуковом барьере падает. То есть за 10 м/с до скорости звука сопротивление выше, чем когда на 10 м/с после скорости звука. Потом растёт снова.
Конечно, природа этого сопротивления разная, поэтому разные по форме объекты по-разному барьер переходят. До звука лучше летают каплеобразные объекты, после звука - с острым носом.
БИТ 24-11-2005 14:54
Originally posted by Паршев:
[B]
То есть за 10 м/с до скорости звука сопротивление выше, чем когда на 10 м/с после скорости звука. Потом растёт снова.
Не совсем так. При переходе звукового барьера СУММАРНАЯ сила сопротивления возрастает, причем скачком, за счет резкого увеличения расхода энергии на образование ударной волны. Вклад же СИЛЫ ТРЕНИЯ (а точнее, силы сопротивления из-за турбулентности за телом) резко уменьшается из-за резкого уменьшения плотности среды в пограничном слое и за телом. Поэтому, оптимальная форма тела на дозвуке становится неоптимальной на сверхзвуке, и наоборот. Обтекаемое на дозвуке каплевидное тело на сверхзвуке создает очень мощную ударную волну, и испытывает гораздо большую СУММАРНУЮ силу сопротивления, по сравнению с остроконечным но с "затупленной" задней частью (которая на сверхзвуке практически не имеет значения). При обратном переходе задняя необтекаемая часть создает большую, по сравнению с каплевидным телом, турбулентность и след-но силу сопротивления. В общем, этим процессам посвящен целый раздел общей физики - гидродинамика, и проще прочитать учебник. А изложенная Вами схема, насколько я могу судить, не соответствует действительности.
С уважением. БИТ
GreenG 24-11-2005 15:38
quote: Originally posted by Паршев:До звука лучше летают каплеобразные объекты, после звука - с острым носом.
Ураааа!
Осталось придумать пулю умеющую летать носом вперед на сверх звуке и ж..пой после перехода барьера.
Вечером тяпну коньячка за свою светлую голову!
Machete 24-11-2005 15:43
Навеяло дискуссией (офф).
Господа, а вы таракановку пили?
БИТ 24-11-2005 15:56
Рецептик, плиз.
Antti 24-11-2005 16:47
В общем, этим процессам посвящен целый раздел общей физики - гидродинамика...
Гидра-то тут причём?
Паршев 24-11-2005 18:35
Гидра-то тут причём?
А название красивое. Ни при чём, конечно, разные процессы в воде и в воздухе, хотя есть и общее.
Вот тут можно посмотреть, что происходит с коэффициентом лобового сопротивления на звуковом барьере (3-й график):
http://kursy.rsuh.ru/aero/html/kurs_580_0.html
В любом случае - на барьере происходит резкая смена картины обтекания, возмущающая движение пули - вот для этого и может быть полезно знать скорость звука.
STASIL0V 24-11-2005 20:05
Возвращаясь опять же в практическую плоскость, получается, что при переходе на дозвук возникают дополнительные малопредсказуемые "возмущения" приводящие к дестабилизации пули и увеличению разброса. Стало быть для достижения спортивных целей сверхзвуковой мелкашечный патрон ни в коем случае нельзя применять (да и на охоте максимально возможная кучность не помешает). В чём же тогда преимущество сверхзвуковых патронов? Больше (ненамного) энергии и следовательно убойной силы? И это за счёт точности да и шуму больше. Стоит ли вообще сверхзвуковой 22лр использовать?
гыруд 24-11-2005 21:42
quote: Originally posted by Hunt:
А для военных пробежки (на физзарядке) в наших палестинах запрещены, т.к. недостаток кислорода. Я думаю, если кислорода недостаток, значит чем замещено, ...азотом,
Ни о каком замещении кbслорода азотом говорить нельзя т.к. его, замещения, просто нету. Процентный состав атмосферного воздуха одинаков при любом давлении. Другое дело что при пониженом давлении в том же литре вдыхаемого воздуха реально кислорода меньше чем при нормальном давлении, вот и развивается кислородная недостаточность. Именно поэтому летчики на высотах выше 3000м дышат через маски обагащенной до 40% кислорода воздушной смесью.
q123q 24-11-2005 22:04
quote: Originally posted by Sacor:
Исчерпывающе,а от плотности, давления разве скорость звука не зависит?
Только через температуру.
Давление и плотность, а точнее их отношение жестко связано с температурой
давление/плотность = R*T
что такое R, T см. в моём посте выше.
То есть скорость звука - однозначная функция температуры.
Паршев 25-11-2005 03:03
Сдается мне, что отношение давления и плотности жестко связано с температурой только при адиабатических процессах.
Являются ли климатические изменения температуры и атмосферного давления таковыми?
StartGameN 25-11-2005 03:28
Корректный вопрос.
Ответ: климатические изменения не являются адиабатическим процессом.
Но какую-то ж модель использовать надо...
БИТ 25-11-2005 09:55
quote: Originally posted by Antti:Гидра-то тут причём?
Чевой-то я подозреваю, что в воздухе и воде картина может несколько различаться из-за сжимаемости/несжимаемости. Или нет?
У нас в университете был объединенный курс гидро- и аэродинамики а также кафедра гидродинамики. Поэтому я назвал этот раздел сокращенно. Вы конечно правы, процессы в жидкостях и газах могут протекать по разному, хотя есть очень много общего.
БИТ 25-11-2005 09:59
В чём же тогда преимущество сверхзвуковых патронов? Больше (ненамного) энергии и следовательно убойной силы? И это за счёт точности да и шуму больше. Стоит ли вообще сверхзвуковой 22лр использовать?
StartGameN 25-11-2005 12:44
"Точность" мелкашечного патрона объясняется крайне слабым нагревом ствола и безоболочечной свинцовой пулей, а не скоростью ее вылета.
БИТ 25-11-2005 15:05
Про нагрев понятно. А безоболочечность? Большая точность изготовления?
STASIL0V 25-11-2005 20:48
quote: Originally posted by БИТ:ИМХО - баллистика, тобишь траектория. Меньше подлетное время - меньше внешних возмущений. А вообще, возникает вопрос: Поскольку при переходе на дозвук резко снижается сопротивление воздуха, то должен резко уменьшиться и опрокидывающий момент, а след-но возрасти стабильность пули? Не поэтому ли мелкашечный патрон является одним из самых точных?
Machete 26-11-2005 02:31quote: Originally posted by STASIL0V:Мнения разделились. По вашему выходит сверхзвуковая пуля при переходе на дозвук стабилизируется. А по Паршеву наоборот - возникает дополнительный возмущающий эффект ухудшающий стабилизацию.
Dr. Watson 26-11-2005 12:11
Именно так.
БИТ 28-11-2005 12:37
И не думал спорить. Просто задавал вопросы и, открыв рот, внимал.
Sacor 28-11-2005 14:45
quote: Originally posted by Machete:В данном случае Паршев абсолютно прав - при обратном трансзвуковом переходе пуля дестабилизируется. Именно поэтому максимальная дальность стрельбы для каждого конкретного патрона в ЛонгРэйндже определяется дистанцией обратного трансзвукового перехода.
Это получается, что малокалиберная пуля выпущенная со скоростью 350 м/с где то на 20-30 м сильно дестабилизируется? И кучность существенно ухудшается.
Длина и расстояние Масса Меры объема сыпучих продуктов и продуктов питания Площадь Объем и единицы измерения в кулинарных рецептах Температура Давление, механическое напряжение, модуль Юнга Энергия и работа Мощность Сила Время Линейная скорость Плоский угол Тепловая эффективность и топливная экономичность Числа Единицы измерения количества информации Курсы валют Размеры женской одежды и обуви Размеры мужской одежды и обуви Угловая скорость и частота вращения Ускорение Угловое ускорение Плотность Удельный объем Момент инерции Момент силы Вращающий момент Удельная теплота сгорания (по массе) Плотность энергии и удельная теплота сгорания топлива (по объему) Разность температур Коэффициент теплового расширения Термическое сопротивление Удельная теплопроводность Удельная теплоёмкость Энергетическая экспозиция, мощность теплового излучения Плотность теплового потока Коэффициент теплоотдачи Объёмный расход Массовый расход Молярный расход Плотность потока массы Молярная концентрация Массовая концентрация в растворе Динамическая (абсолютная) вязкость Кинематическая вязкость Поверхностное натяжение Паропроницаемость Паропроницаемость, скорость переноса пара Уровень звука Чувствительность микрофонов Уровень звукового давления (SPL) Яркость Сила света Освещённость Разрешение в компьютерной графике Частота и длина волны Оптическая сила в диоптриях и фокусное расстояние Оптическая сила в диоптриях и увеличение линзы (×) Электрический заряд Линейная плотность заряда Поверхностная плотность заряда Объемная плотность заряда Электрический ток Линейная плотность тока Поверхностная плотность тока Напряжённость электрического поля Электростатический потенциал и напряжение Электрическое сопротивление Удельное электрическое сопротивление Электрическая проводимость Удельная электрическая проводимость Электрическая емкость Индуктивность Американский калибр проводов Уровни в dBm (дБм или дБмВт), dBV (дБВ), ваттах и др. единицах Магнитодвижущая сила Напряженность магнитного поля Магнитный поток Магнитная индукция Мощность поглощенной дозы ионизирующего излучения Радиоактивность. Радиоактивный распад Радиация. Экспозиционная доза Радиация. Поглощённая доза Десятичные приставки Передача данных Типографика и обработка изображений Единицы измерения объема лесоматериалов Вычисление молярной массы Периодическая система химических элементов Д. И. Менделеева
1 километр в час [км/ч] = 0,0001873459079907 скорость звука в пресной воде
Исходная величина
Преобразованная величина
метр в секунду метр в час метр в минуту километр в час километр в минуту километр в секунду сантиметр в час сантиметр в минуту сантиметр в секунду миллиметр в час миллиметр в минуту миллиметр в секунду фут в час фут в минуту фут в секунду ярд в час ярд в минуту ярд в секунду миля в час миля в минуту миля в секунду узел узел (брит.) скорость света в вакууме первая космическая скорость вторая космическая скорость третья космическая скорость скорость вращения Земли скорость звука в пресной воде скорость звука в морской воде (20°C, глубина 10 метров) число Маха (20°C, 1 атм) число Маха (стандарт СИ)
Американский калибр проводов
Подробнее о скорости
Общие сведения
Скорость - мера измерения пройденного расстояния за определенное время. Скорость может быть скалярной величиной и векторной - при этом учитывается направление движения. Скорость движения по прямой линии называется линейной, а по окружности - угловой.
Измерение скорости
Среднюю скорость v находят, поделив общее пройденное расстояние ∆x на общее время ∆t : v = ∆x /∆t .
В системе СИ скорость измеряют в метрах в секунду. Широко используются также километры в час в метрической системе и мили в час в США и Великобритании. Когда кроме величины указано и направление, например 10 метров в секунду на север, то речь идет о векторной скорости.
Скорость движущихся с ускорением тел можно найти с помощью формул:
Средние скорости
Скорость света и звука
Согласно теории относительности, скорость света в вакууме - самая большая скорость, с которой может передвигаться энергия и информация. Она обозначается константой c и равна c = 299 792 458 метров в секунду. Материя не может двигаться со скоростью света, потому что для этого понадобится бесконечное количество энергии, что невозможно.
Скорость звука обычно измеряется в упругой среде, и равна 343,2 метра в секунду в сухом воздухе при температуре 20 °C. Скорость звука самая низкая в газах, а самая высокая - в твердых телах. Она зависит от плотности, упругости, и модуля сдвига вещества (который показывает степень деформации вещества при сдвиговой нагрузке). Число Маха M - это отношение скорости тела в среде жидкости или газа к скорости звука в этой среде. Его можно вычислить по формуле:
M = v /a ,
где a - это скорость звука в среде, а v - скорость тела. Число Маха обычно используется в определении скоростей, близких к скорости звука, например скоростей самолетов. Эта величина непостоянна; она зависит от состояния среды, которое, в свою очередь, зависит от давления и температуры. Сверхзвуковая скорость - скорость, превышающая 1 Мах.
Скорость транспортных средств
Ниже приведены некоторые скорости транспортных средств.
Скорость животных
Максимальные скорости некоторых животных примерно равны:
Скорость человека
Примеры разных скоростей
Четырехмерная скорость
В классической механике векторная скорость измеряется в трехмерном пространстве. Согласно специальной теории относительности, пространство - четырехмерное, и в измерении скорости также учитывается четвертое измерение - пространство-время. Такая скорость называется четырехмерной скоростью. Ее направление может изменяться, но величина постоянна и равна c , то есть скорости света. Четырехмерная скорость определяется как
U = ∂x/∂τ,
где x представляет мировую линию - кривую в пространстве-времени, по которой движется тело, а τ - «собственное время», равное интервалу вдоль мировой линии.
Групповая скорость
Групповая скорость - это скорость распространения волн, описывающая скорость распространения группы волн и определяющая скорость переноса энергии волн. Ее можно вычислить как ∂ω /∂k , где k - волновое число, а ω - угловая частота . K измеряют в радианах/метр, а скалярную частоту колебания волн ω - в радианах в секунду.
Гиперзвуковая скорость
Гиперзвуковая скорость - это скорость, превышающая 3000 метров в секунду, то есть во много раз выше скорости звука. Твердые тела, движущиеся с такой скоростью, приобретают свойства жидкостей, так как благодаря инерции, нагрузки в этом состоянии сильнее, чем силы, удерживающие вместе молекулы вещества во время столкновения с другими телами. При сверхвысоких гиперзвуковых скоростях два столкнувшихся твердых тела превращаются в газ. В космосе тела движутся именно с такой скоростью, и инженеры, проектирующие космические корабли, орбитальные станции и скафандры, должны учитывать возможность столкновения станции или космонавта с космическим мусором и другими объектами при работе в открытом космосе. При таком столкновении страдает обшивка космического корабля и скафандр. Разработчики оборудования проводят эксперименты столкновений на гиперзвуковой скорости в специальных лабораториях, чтобы определить, насколько сильные столкновения выдерживают скафандры, а также обшивка и другие части космического корабля, например топливные баки и солнечные батареи, проверяя их на прочность. Для этого скафандры и обшивку подвергают воздействию ударов разными предметами из специальной установки со сверхзвуковыми скоростями, превышающими 7500 метров в секунду.
