Ses bariyeri nedir? Ses bariyeri aşılabilir mi?

Kısa Bilgi

Ses bariyeri nedir? Ses bariyeri aşılabilir mi?

Ses bariyeri nedir? Ses bariyeri aşılabilir mi?

Bir yankı duyduysanız, sesin belirli bir hızda hareket ettiğine dair kanıt duymuşsunuzdur.Deniz seviyesinde ses hızı saatte yaklaşık 760 mildir (saatte 1,225 kilometre).Jet uçağı gibi hızlı hareket eden bir nesne aslında sesin hızını yakalayabilir ve aslında bu sesin önünde yığılmasına neden olabilir.Ses bariyeri bu bariyeri aştığında, basınç değişikliği bir ses patlaması olarak duyulur.

Ancak ses bariyerini aşabilecek tek şey uçaklar değil.İster inanın ister inanmayın, kırbaçlar da yapabilir.Çatlayan kırbacın ucu ses bariyerini kırdığında ani, keskin bir ses çıkarır.

Bir kırbaç bu tür bir hızı nasıl üretebilir?Hepsi tasarımda.Bir kamçı, sapta en kalındır ve yavaş yavaş uca doğru incelir.Bir uzman kırbaçladığında, koldan bir dalga başlar ve kırbaç boyunca ilerler.Fizik, dalgadan gelen enerjinin korunmasını talep eder.Dalga uca doğru hareket ettikçe kütle (kırbaçtaki malzeme miktarı) kademeli olarak azalırken, hıza dönüştürülebilecek daha fazla enerji mevcuttur ve bu da daha hızlı ve daha hızlı hareket eden bir dalga ile sonuçlanır.Enerji kırbacın sonuna ulaştığında, genellikle yüksek ses patlaması yaratan ses hızından daha hızlı olur.

Neler ses bariyerini geçebilir?

Kırbaç çatlaklarını anlamayı rahatsız eden bir gizem, çatlağı duyduğunuzda, ucun çoktan geçip ses hızını iki katına çıkardığıdır.Yeni kanıtlar, kırbacın ucundan ziyade, çatlağı oluşturan döngü olduğunu gösteriyor.Her iki durumda da ses etkileyici.

Ancak kırbaçlar, kırılgan sesi iyi çıkaran tek yaygın nesne değildir.Zavallı adamın kamçı çatlağı versiyonu, soyunma odasındaki ıslak havludur.Hiç şüphe yok ki, düzgün bir şekilde sallandığında, havlunun sesi etkileyici, ama bu bir ses patlaması mı?Tamamen önemsiz bir soruda sıklıkla olduğu gibi, dünyanın herhangi bir yerinde bu soruyu cevaplamaya çalışan girişimci öğrenciler var.Bu durumda, sadece öğrenciler değil, aynı zamanda Kuzey Carolina Bilim ve Matematik Okulu’ndaki öğretmenleri de var.

1993’te, hafifçe vurulan bir havluyu saniyede on bin kadar görüntü kaydettiler.Bu zorlu bir kurulumdu ve havlunun ucunun ses hızını açıkça aşan görüntüleri ile ödüllendirildiler!Kredilerine göre, bunun sesin bir sonik patlama olduğunu, sadece havlunun bir tane üretmek için yeterli hıza ulaştığını kanıtlamak için yeterli kanıt olmadığını biliyorlardı.Böylece, fotoğraf çekmeyi tetiklemek için sesi kullanarak deneylerini değiştirdiler.Havlu ucunun en yüksek hızıyla ses patlamasının çakıştığını buldular.Yine de bulmacalar vardı, çünkü havlu ses hızını aşmadığında bir veya iki çırpıda da kaydettiler.Bu durumlarda, havlunun ses bariyerini kırdığı sürenin, kaydettikleri aralıklardan daha kısa olduğunu düşündüler.Bu aralıkları azalttıklarında, gerçekten de ses bariyerinin aşıldığını kanıtladılar.

Bu oldukça havalı bir çalışmaydı (ve o zamandan beri kimse bunu tekrarlamamış gibi görünüyor), ancak ses bariyerini kırmak için bir şeyi sallamanın mutlak nihai yolu, bizi 150.000.000 yıl gibi bir şeye, özellikle dinozorların yaşına, dev otobur Apatosaurus’a götürüyor.Evet, doğru: bazı dinozorlar kuyruklarını o kadar hızlı kırmış olabilir ki ses bariyerini aşmış olabilirler.

sound barrier

Hangi hayvanların kuyrukları kırbaç gibiydi?

Apatozor muazzamdı: on altı ila on yedi ton (on beş ila on altı ton), bir Afrika filinin ağırlığının üç ila dört katı ve yirmi metre uzunluğundaydı.Yaratığın toplam uzunluğunun yarısından biraz fazlası sadece kuyruğa ayrılmıştı.Apatosaurus’un kuyruğu ve bir kırbacın ortak bir yanı vardır: şekilleri.Tabanda kalındırlar ve uca kadar incelirler.Bir kamçıda, sap, uçtan yaklaşık altı yüz kat daha kalındır.Apatosaurus’ta bu incelme daha da çarpıcıydı: vücuda bağlandığı yerden bir metre) kalınlığından bin üç yüz kat daha küçük bir uca kadar.Kuyruktaki her bir omur bir öncekinden yüzde 6 daha küçüktü ve sekseninden fazlası vardı.Şaşırtıcı bir şekilde, ilk yirmi kadar omur, kuyruğun toplam kütlesinin yüzde 97’sini destekledi.

Bazıları çok uzun kuyruğun bir savunma silahı olduğunu öne sürdü.Diğerleri bunun bir çiftleşme gösterisinin parçası olabileceğini varsayar.Microsoft’ta eski baş teknoloji sorumlusu Nathan Myhrvold ve Alberta Üniversitesi’nde bir paleontolog olan Phil Currie, kuyruğun tuhaf boyutu ve şekli ile daha fazla araştırma yapacak kadar ilgilerini çekmişti.Merak ettiler: Eşsiz ve o kadar uzun bir kuyruğuyla, Apatozor onu sallasaydı, bir kamçı çatlama sesi çıkarır mıydı?

En iyi Apatozor iskeletlerinden biriyle çalışarak ve gerektiğinde diğer iskeletlerden ayrıntıları doldurarak kuyruğun uzunluğunu, ağırlığını ve esnekliğini yeniden oluşturdular.Uzunluğu boyunca hızlı hareket eden bir dalga oluşturmanın gerçekten de bir kamçı gibi olduğu sonucuna vardılar.Uca doğru olan omurların aralarında boşluklar olması gibi başka cesaret verici ayrıntılar da vardı, bu da titreşime yardımcı olacak kıkırdak yastığının varlığını düşündürüyordu.Kuyruk da dikeyden ziyade yatay olarak kıvrılıyor gibi görünüyordu, bu da omurların tasarımı ve etrafındaki destekleyici yapılar düşünüldüğünde mantıklıydı.

Hayvan, kuyruğunun tabanını saniyede 2 metre gibi bir hızda yanlamasına çırparsa, ucu yukarı doğru itmek için büyür.ses hızı.Ve yürümekten daha az enerji gerektirir!Hayvanın ağırlığının yüzde 70’ini arka kısmında taşıdığı göz önüne alındığında, sadece ayaklarını yere vurmak kuyruğu kırbaçlayabilir.

Peki ses bariyerini aşan bir dinozor kuyruğu neye benzer?

Myhrvold ve Currie, bir T. rex’i bile ürkütmeye yetecek iki yüz desibele ulaşmış olabilecek bir ses hesapladı!

Elbette Myhrvold ve Currie’nin teorisinin eleştirmenleri vardı ve buna yanıt olarak Myhrvold, Apatozor’un arka kısmının ve kuyruğunun bir kopyasını inşa etti.Çeyrek boyuttadır, sadece 3,5 metre uzunluğunda ve 20 kilogram ağırlığındadır, ancak çelik, neopren ve alüminyumdan yapılmış seksen iki omurla birlikte tam olarak dinozorun kuyruğuna ölçeklenmiştir.ve Teflon.Kuyruğu döndürdüğünüzde, uç ses bariyerini kırar ve tatmin edici bir çatlak yaratır, bu da bu dino’nun 150.000.000 yıl önce ses bariyerini kırmış olmasının mümkün olabileceğini düşündürür.Yani bu uzun bir kuyruk hakkında uzun bir hikaye değil, Currie ve Myhrvold’un dediği gibi: süpersonik sauropodlar.