Vlnění a zvuk
Přihlásit se
Vlnění a zvuk (8/9) · 4:04

Machovo číslo Machovo číslo udává vztah mezi rychlostí objektu a rychlostí zvuku v daném prostředí.

Pravděpodobně jste už slyšeli, že maximální rychlost některých typů letadel je 2 machy. Nebo jste se dívali na nějaký sci-fi film nebo na bojový film, kde řekli: „Hele, budeme cestovat rychlostí 1,8 machu.“ Asi jste z toho pochopili – protože se ten termín používá místo rychlosti –, že jde o nějaký druh rychlosti, že toto číslo popisuje nějaký druh rychlosti. Pokud jste to předpokládali, měli jste pravdu. Rychlost, kterou představuje, je násobkem – nebo také, v závislosti na úhlu pohledu, násobkem nebo zlomkem – rychlosti zvuku v daném prostředí. Pokud vám někdo řekne, že jeho rychlost je 2 machy, znamená to, že cestuje dvojnásobnou rychlostí, než je rychlost zvuku v daném prostředí, a to za stejných podmínek. A na ty dvě posledně zmíněné podmínky kladu důraz, protože rychlost zvuku není vždy stejná. Rychlost zvuku se mění v závislosti na tom, jestli se šíří ve vzduchu nebo ve vodě, a je také závislá na složení vzduchu. A i pokud se zvuk šíří pouze v určitém typu vzduchu nebo v dobře definované směsi plynu, mění se jeho rychlost také v závislosti na teplotě. Pokud jste při hladině moře a teplota je přibližně 20 stupňů Celsia, bude rychlost zvuku 340 (metrů za sekundu). Takže při hladině moře... ...použiju modrou pro hladinu moře... Při hladině moře je rychlost zvuku přibližně 340 metrů za sekundu. To je při 20 stupních Celsia, tedy při příjemné teplotě, při hladině moře, což přibližně odpovídá rychlosti 760 mil za hodinu. Pokud teplota vzduchu klesne, sníží se také rychlost zvuku. A stejně tak, když se teplota zvyšuje, zvyšuje se také rychlost zvuku. Takže pokud vám někdo řekne, že se něco pohybuje rychlostí 2 machy, říká vlastně, že se to hýbe dvakrát rychleji než zvuk ve stejném prostředí. Obvykle tím míníme předměty, které se hýbají vzduchem, a rychlost zvuku ve vzduchu při dané teplotě. Pokud jste opravdu hodně vysoko, – a aby bylo možné létat tak vysokou rychlostí, je potřeba být vysoké nadmořské výšce, kde je vzduch řidší – potom se také pohybujete v prostředí, kde je teplota podstatně nižší než 20 stupňů Celsia. Teď se můžete ptát: „Takže to znamená, že pokud někdo cestuje rychlostí 2 machy, hýbe se tedy rychlostí 680 metrů za sekundu nebo 1520 mil za hodinu?“ Samozřejmě máme na mysli rychlost pohybu vůči vzduchu. Odpověď je ne. Nejspíš bude rychlost pohybu o něco menší, protože ve velké nadmořské výšce, kde se létá, je i rychlost zvuku nižší. Existují samozřejmě pozemní rychlostní rekordy, při kterých jsou rychlosti v řádu machů a lze je porovnávat s rychlostí zvuku a mluvit o nich v počtu machů. Jedná se o situace, kdy se tělesa pohybují rychlostí v násobcích 760 mil za hodinu nebo 340 metrů za sekundu. Možná se ptáte, kdo je tento člověk, jehož obrázek jsem zkopíroval z Wikipedie. To je Ernst Mach. Po něm je Machovo číslo pojmenováno. Ernst Mach byl rakouský fyzik a filozof. Provedl spousty studií v oblasti rázových vln a zvukových vln a nevím, čeho ještě. Takže Machovo číslo je pojmenováno po něm.
video