Comprender el ángulo de Mach
* número de mach (m): Esta es la relación de la velocidad de la fuente (por ejemplo, un bote o un avión) a la velocidad del sonido en el medio (por ejemplo, agua o aire).
* Mach Angle (θ): Este es el ángulo entre la dirección del movimiento de la fuente y el frente de onda de la onda de arco.
la relación
El ángulo de Mach está determinado por la siguiente ecuación:
sin (θ) =1 / m
Esta ecuación muestra que a medida que aumenta el número de Mach (velocidad de la fuente):
* El ángulo de Mach (θ) disminuye: Es decir, la forma de V de la ola de arco se vuelve más estrecha.
* La onda de arco se vuelve más pronunciada: Las olas en los bordes de la forma de V se vuelven más empinadas y más altas.
Ejemplo visual
Imagina un bote que se mueve a través del agua. A bajas velocidades, la oleada de arco es muy ancha y poco profunda. A medida que el barco se acelera, la ola de arco se vuelve más estrecha y empinada, formando una forma de V más distinta.
¿Por qué sucede esto?
La razón de esta relación radica en la forma en que se propagan las olas. Cuando un objeto se mueve más rápido que la velocidad del sonido en un medio, crea una perturbación que viaja hacia afuera a la velocidad del sonido. Dado que el objeto se mueve más rápido, "supera" su propia perturbación, lo que resulta en un frente de onda en forma de cono. El ángulo de este cono es el ángulo de Mach.
en resumen
La forma de V de una onda de arco está directamente atada a la velocidad de la fuente. Las fuentes más rápidas producen formas V más estrechas con ondas más pronunciadas, mientras que las fuentes más lentas crean ondas más amplias y menos profundas. Este es un principio fundamental de propagación de ondas y se puede observar en varios contextos, incluidos los barcos en agua, aviones en el aire e incluso objetos supersónicos que viajan por el espacio.
