الميال
20 / 07 / 2006, 05 : 06 PM
حاجز الصوت هو عبارة عن تراكم للموجات الهوائية أمام الطائرة ما يعرف ب (Bow Wave) هذه الموجات تتراكم أمام الطائرة كلما زادت سرعتها و هي للعلم موجات ميكانيكية )ملموسة), و عند اقتراب الطائرة من سرعة الصوت تقترب هذه الموجات من بعضها لدرجة كبيرة و حتى تكون ما يشبه الجدار أو الحاجز و عندما تزيد سرعة الطائرة عن هذه الموجات المدفوعة أمامها اى أسرع من الصوت يحدث تكسير لهذه المجموعة من الموجات و يسمع الانفجار الناتج عن ذلك.
و عندما تمر هذه الموجات على جسم الطائرة تحدث ضغط كبير على الهيكل, و لذلك يمنع الطيران على سرعة الصوت لفترة طويلة كما أن مقاومة الهواء تكون أكثر ما يمكن ولهذا السبب سرعة الطيران لمعظم الطائرات هي حوالي 0.85 كحد أقصى
..
أما عندما تتخلص الطائرة من هذا الحاجر في الطيران الفوق صوتي تصبح هذه الموجات خلف الطائرة مما يجعل طيرانها أسهل و بأقل مقاومة للهواء كما هو الحال في الكونكورد ولكن المشكلة تبقى فى استهلاك الوقود
فيزياء الصوت
ميكـــانيـــكا الصــــــوت
يمكن تعريف الصوت بأنه سلسلة من التضاغطات والتخلخلات التي تنتقل في الوسط المادي إلى أن تصل إلى طبلة الأذن فتسبب حركتها وبالتالي تؤدي إلى الإحساس بالسمع .
وإذا أردنا أن نفصل أكثر في ميكانيكا الصوت فإنه يمكننا أن نقول أنه عندما يصدر الصوت من الجسم المهتز فإنه يسبب ازدياد ونقصان للضغط في تلك المنطقة عن الضغط الجوي الطبيعي . وعندما يزداد الضغط بسبب الصوت تسمى هذه الحالة تضاغطات وعندما يقل الضغط تسمى هذه الحالة تخلخلات ، هذه التضاغطات والتخلخلات تنتقل عبر الوسط الناقل إلى أن تصل إلى طبلة الأذن .
ومن المناسب أيضاً أن نتحدث عن إزاحات جزيئات الهواء تحت تأثير الموجة الصوتية بدلاً من الحديث عن الضغط فيها . حيث أن جزيئات الوسط تتحرك ذهاباً وإياباً بنفس الطريقة التي يتحرك يها مصدر الصوت ذهاباً وإياباً. ويلاحظ في هذه الحالة أن الحركة الاهتزازية لجزيئات الوسط هي في نفس اتجاه انتشار الموجة الصوتية ، لذلك فإن هذه الأمواج هي أمواج طولية .
ويمكن القول أن هناك شرطان أساسيان لحدوث الصوت وانتقاله هما :
1 - وجود جسم مهتز يصدر الموجات التضاغطية ..
2 - وجود وسط مادي لنقل الصوت .
سرعـــة الصـــوت
الصوت عبارة عن أمواج طولية تنتقل عبر الوسط المادي، ولكي نحدد سرعة الصوت أو الموجة الطولية في الوسط لابد أن نتعرف على أهم العوامل لتحديد سرعة الصوت وهو عامل الحجم(K ) .
ويعرف عامل الحجم بأنه النسبة بين الإجهاد والإنفعال ..
والآن يمكننا أن نحدد سرعة الصوت من العلاقة التالية :
v = (K /d )-½
حيث d كثافة الوسط ............. K عامل الحجم ................v سرعة الصوت
إذاً من العلاقة السابقة يتبين لنا أنه بازدياد عامل الحجم K تزداد سرعة الصوت في الوسط . ومن المفيد أن نعرض بعض السرعات للصوت في أوساط مختلفة للتوضيح :
سرعة الصوت ( م. ث-1 )
الكثافة ( كجم . م-3 )
الوسط
344
1.20
الهواء
1284
0.0899
الهيدروجين ( عند الصفر المئوي )
1207
790
الكحول
1295
870
البنزين
1498
998
الماء النقي
5000
2700
الألومنيوم
5120
7900
الحديد
1570
1056
الدم (عند 37 درجة مئوية)
قياس الصوت
يستخدم العلماء وحدة تسمى الديسيبل لقياس مستوى شدة الصوت. والنبرة ذات التردد 3,000 هرتز وذات مستوى الشدة صفر ديسيبل، هي فاصل عتبة السمع، أي أضعف صوت تستطيع الأذن البشرية الطبيعية أن تسمعه. ومستوى شدة الصوت الذي قيمته 140 ديسيبلا هو مؤشر عتبة الألم. ولا تحدث الأصوات ذات 140 ديسيبلا، أو أكثر، إحساسًا بالسمع في الأذن، وإنما تحدث إحساسًا بالألم. ويبلغ الهمس نحو 20 ديسيبلا، والمحادثة العادية نحو 60 ديسيبلا. أما موسيقى الرقص الصاخبة، فقد تعطي نحو 120 ديسيبلا. .
وهنالك وحدة، تسمى الفون، كثيرًا ما تستخدم لقياس مستوى ارتفاع النبرات. ويساوي مستوى الارتفاع بوحدة الفون لأي نبرة مستوى الشدة بالديسيبل لنبرة ذات تردد 1,000 هرتز تبدو في مثل ارتفاعها. فارتفاع النبرة التي شدتها 20 ديسيبلا وترددها 1,000 هرتز، على سبيل المثال، هو 20 فونًا. وأي نبرة أخرى تبدو بنفس الارتفاع، بغض النظر عن ترددها وشدتها، ستعطي مستوى الارتفاع 20 فونًا. فالنبرة التي شدتها 80 ديسيبلا وترددها 20 هرتزًا مثلاً سيكون مستوى ارتفاعها 20 فونًا إذا بدت في مثل ارتفاع النبرة التي شدتها 20 ديسيبلا وترددها 1,000 هرتز.
و عندما تمر هذه الموجات على جسم الطائرة تحدث ضغط كبير على الهيكل, و لذلك يمنع الطيران على سرعة الصوت لفترة طويلة كما أن مقاومة الهواء تكون أكثر ما يمكن ولهذا السبب سرعة الطيران لمعظم الطائرات هي حوالي 0.85 كحد أقصى
..
أما عندما تتخلص الطائرة من هذا الحاجر في الطيران الفوق صوتي تصبح هذه الموجات خلف الطائرة مما يجعل طيرانها أسهل و بأقل مقاومة للهواء كما هو الحال في الكونكورد ولكن المشكلة تبقى فى استهلاك الوقود
فيزياء الصوت
ميكـــانيـــكا الصــــــوت
يمكن تعريف الصوت بأنه سلسلة من التضاغطات والتخلخلات التي تنتقل في الوسط المادي إلى أن تصل إلى طبلة الأذن فتسبب حركتها وبالتالي تؤدي إلى الإحساس بالسمع .
وإذا أردنا أن نفصل أكثر في ميكانيكا الصوت فإنه يمكننا أن نقول أنه عندما يصدر الصوت من الجسم المهتز فإنه يسبب ازدياد ونقصان للضغط في تلك المنطقة عن الضغط الجوي الطبيعي . وعندما يزداد الضغط بسبب الصوت تسمى هذه الحالة تضاغطات وعندما يقل الضغط تسمى هذه الحالة تخلخلات ، هذه التضاغطات والتخلخلات تنتقل عبر الوسط الناقل إلى أن تصل إلى طبلة الأذن .
ومن المناسب أيضاً أن نتحدث عن إزاحات جزيئات الهواء تحت تأثير الموجة الصوتية بدلاً من الحديث عن الضغط فيها . حيث أن جزيئات الوسط تتحرك ذهاباً وإياباً بنفس الطريقة التي يتحرك يها مصدر الصوت ذهاباً وإياباً. ويلاحظ في هذه الحالة أن الحركة الاهتزازية لجزيئات الوسط هي في نفس اتجاه انتشار الموجة الصوتية ، لذلك فإن هذه الأمواج هي أمواج طولية .
ويمكن القول أن هناك شرطان أساسيان لحدوث الصوت وانتقاله هما :
1 - وجود جسم مهتز يصدر الموجات التضاغطية ..
2 - وجود وسط مادي لنقل الصوت .
سرعـــة الصـــوت
الصوت عبارة عن أمواج طولية تنتقل عبر الوسط المادي، ولكي نحدد سرعة الصوت أو الموجة الطولية في الوسط لابد أن نتعرف على أهم العوامل لتحديد سرعة الصوت وهو عامل الحجم(K ) .
ويعرف عامل الحجم بأنه النسبة بين الإجهاد والإنفعال ..
والآن يمكننا أن نحدد سرعة الصوت من العلاقة التالية :
v = (K /d )-½
حيث d كثافة الوسط ............. K عامل الحجم ................v سرعة الصوت
إذاً من العلاقة السابقة يتبين لنا أنه بازدياد عامل الحجم K تزداد سرعة الصوت في الوسط . ومن المفيد أن نعرض بعض السرعات للصوت في أوساط مختلفة للتوضيح :
سرعة الصوت ( م. ث-1 )
الكثافة ( كجم . م-3 )
الوسط
344
1.20
الهواء
1284
0.0899
الهيدروجين ( عند الصفر المئوي )
1207
790
الكحول
1295
870
البنزين
1498
998
الماء النقي
5000
2700
الألومنيوم
5120
7900
الحديد
1570
1056
الدم (عند 37 درجة مئوية)
قياس الصوت
يستخدم العلماء وحدة تسمى الديسيبل لقياس مستوى شدة الصوت. والنبرة ذات التردد 3,000 هرتز وذات مستوى الشدة صفر ديسيبل، هي فاصل عتبة السمع، أي أضعف صوت تستطيع الأذن البشرية الطبيعية أن تسمعه. ومستوى شدة الصوت الذي قيمته 140 ديسيبلا هو مؤشر عتبة الألم. ولا تحدث الأصوات ذات 140 ديسيبلا، أو أكثر، إحساسًا بالسمع في الأذن، وإنما تحدث إحساسًا بالألم. ويبلغ الهمس نحو 20 ديسيبلا، والمحادثة العادية نحو 60 ديسيبلا. أما موسيقى الرقص الصاخبة، فقد تعطي نحو 120 ديسيبلا. .
وهنالك وحدة، تسمى الفون، كثيرًا ما تستخدم لقياس مستوى ارتفاع النبرات. ويساوي مستوى الارتفاع بوحدة الفون لأي نبرة مستوى الشدة بالديسيبل لنبرة ذات تردد 1,000 هرتز تبدو في مثل ارتفاعها. فارتفاع النبرة التي شدتها 20 ديسيبلا وترددها 1,000 هرتز، على سبيل المثال، هو 20 فونًا. وأي نبرة أخرى تبدو بنفس الارتفاع، بغض النظر عن ترددها وشدتها، ستعطي مستوى الارتفاع 20 فونًا. فالنبرة التي شدتها 80 ديسيبلا وترددها 20 هرتزًا مثلاً سيكون مستوى ارتفاعها 20 فونًا إذا بدت في مثل ارتفاع النبرة التي شدتها 20 ديسيبلا وترددها 1,000 هرتز.