Koja je brzina zvuka?

Brzina zvuka varira ovisno o nadmorskoj visini, temperaturi i mediju kroz koji putuje. Na primjer, na razini mora u standardnoj atmosferi, na temperaturi od 59 stupnjeva Fahrenheita (15 Celzijusa), zvuk putuje 761 milju na sat (1,225 km/p/h). Na temperaturi od 32 stupnja Fahrenheita (0 Celzijusa) brzina zvuka pada na 742 mph (1,194 km/p/h). Na visinama iznad razine mora brzina zvuka je opet drugačija i varirat će ovisno o prevladavajućim čimbenicima.

Razlog za ovu varijaciju je taj što zvučni valovi putuju uzbudljivim molekulama. Kada zvučni val udari u molekulu, on će vibrirati, prenoseći tako vibraciju na susjedne molekule, koje je prenose dalje na sličan način. Ako su molekule jako zbijene, zvučni val može putovati vrlo brzo, povećavajući brzinu zvuka. Kada molekule nisu tako gusto zbijene, brzina zvuka se usporava.

Temperatura i nadmorska visina utječu na gustoću atmosfere, mijenjajući brzinu zvuka. Zvuk će također putovati brže kroz vodu nego kroz zrak, jer je voda gušći medij. Isto tako, zvuk putuje brže kroz čelične stihove materijale manje gustoće poput drveta ili atmosferskih uvjeta. Iz tog razloga možete vidjeti stari film koji prikazuje nekoga kako stavlja uho na željezničku prugu kako bi osluškivao vlak koji se približava, jer će zvuk do slušatelja brže doći kroz čelične tračnice nego zrakom.

Kada mlaz putuje brže od brzine zvuka, kaže se da probija zvučnu barijeru. To stvara udarni val ili zvučni bum i trenutni “pokrivač” oko mlaza. Pokrov je zapravo bijeli oblak pare, koji, kada se uhvati u brzoj fotografiji, čini da se zrakoplov čini kao da izlazi iz bijele crvotočine.

Mach 1 odnosi se na probijanje početne zvučne barijere ili prelazak s podzvučnih na nadzvučne brzine. Vojni avioni rutinski putuju nadzvučno. Kada mlaz putuje dvostruko brže od brzine zvuka, on putuje brzinom od 2 Macha. Tri puta brže od zvuka odnosi se na 3 Macha, i tako dalje.