ما هو جدار الصوت

تعريف جدار الصوت

يُعرف جدار الصوت أو ما يُعرف بحاجز الصوت (بالإنجليزية: Sound Barrier) على أنه القوة التي تُعارض وتقاوم حركة جسمٍ ما عندما تصل سرعة هذا الجسم إلى السرعة التي يتحرك بها الصوت. إذا ما تم كسر حاجز الصوت وتخطيه (أي التحرك بسرعة أكبر من سرعة الصوت) فسوف ينتج صوتٌ مدوٍّ.

ولفهم ماهية حاجز الصوت أكثر والذي يحدث عند تخطيه فيجب أولاً تعريف الصوت والتعرف على ماهيته، ومن ثم الحديث عن سرعة الصوت ومقدارها .

تاريخ جدار الصوت واكتشافه

يعد الكابتن الأمريكي تشاك ييغر (Chuck Yeager) أول شخص يقود طائرة بسرعة تتخطى سرعة الصوت، بعد تطوعه لاختبار طائرة صاروخية (the experimental X-1)؛ لمعرفة مدى القدرة على اختراق جدار الصوت.

وفي تاريخ 4 أكتوبر من عام 1947م، حلق تشاك ييغر بالطائرة من فوق بحيرة (Rogers Dry) في جنوب كاليفورنيا، بعد أن وصل لارتفاع 12,192 م باستخدام طائرة (B-29) التي كانت تحمل طائرته، ولقد استطاع تخطي حاجز 1,065.3 كم في الساعة، وهو حاجز الصوت على الارتفاع الذي تواجد فيه حينها، وبعدها اكتشف جدار الصوت وكيف يمكن اختراقه.

وفي عام 1953م استطاع تشاك بيغر بطائرة (X-1A) تخطي حاجز 2655.4 كم في الساعة.

دوي اختراق حاجز الصوت وأسبابه

تتراكم الموجات الصوتية أمام الجسم المتسارع إلى سرعة الصوت ، فإذا كان هنالك تسارع كافٍ للجسم فسوف يخترق حاجز الصوت، وحينها يصبح الجسم أسرع من الصوت الذي يبعثه، والتغيير في الضغط حول الجسم بسبب هذه العملية يُسمع على الأرض كأنه انفجار (S onic Boom) .

لن يسمع صوت اختراق حاجز الصوت إذا كان الجسم يسير بسرعة فوق صوتية؛ لأن الجسم ينتقل بسرعة أكبر من سرعة الصوت الذي يصدره، وتسمى الفترة الزمنية هذه بمنطقة الصمت (بالإنجليزية: Zone of Silence) ، ولكن بعد مرور الجسم من مكان الاستماع لصوته (الراصد) يمكن سماع الموجات الصوتية المنبعثة منه.

وتسمى الفترة الزمنية هذه بمنطقة العمل أو الحدث (بالإنجليزية: Zone of Action) ، وعند مرور الجسم فوق الراصد تنبعث موجات اضطراب الضغط (موجات ماخ) نحو الأرض، مما يؤدي لحدوث طفرة صوتية أو دوي انفجار.

تولد الطائرة مناطق ضغط منخفض قربها تؤدي إلى تكثيف الماء الموجود في الهواء فيه، وبالتالي تكوين سحابة بخار مائي، وتنتشر موجات الضغط هذه أمام الطائرة، وهي أقوى على الأجنحة والجسم، ومع استمرار تسارع الطائرة، تظهر سحابة من البخار عند مؤخرة الطائرة؛ وهي السحابة البيضاء الناتجة عند اختراق الصوت، وبعد اختراق حاجز الصوت، يتأثر الهواء بموجة الصدمة الناتجة وتختفي سحابة البخار.

عدد ماخ و علاقته بجدار الصوت

سمي عدد ماخ بهذا الاسم تيمنًا بالعالم الفيزيائي والفيلسوف النمساوي إرنست ماخ (Ernst Mach)، الذي وضع بعض المبادئ المهمة في البصريات، والميكانيكا، وديناميكا الموجة، وقد ولد هذا العالم في 18 فبراير من عام 1838م، وتلقى تعليمه في جامعة فيينا، وحصل على الدكتوراه في الفيزياء سنة 1860م.

وقد درّس ماخ الميكانيكا والفيزياء في مدينة فيينا، وأصبح أستاذًا في الرياضيات، وبالإضافة لاهتمامه بدراسة علم النفس وفسيولوجيا الإحساس، ويعود له الفضل في اكتشاف الظاهرة الفسيولوجية المعروفة باسم خطوط ماخ (بالإنجليزية: Mach’s bands ).

ويوجد لدى إرنست ماخ عدة دراسات حول الإحساس الحركي أو الشعور المتعلق بالحركة والتسارع، وقد طور هذا العالم عدة تقنيات بصرية وتصويرية لقياس الموجات الصوتية وانتشارها، وأسس مبادئ السرعة فوق الصوتية ورقم أو عدد ماخ (بالإنجليزية: Mach number) الذي يشير إلى نسبة سرعة الجسم إلى سرعة الصوت، ويعبر عنه بالصيغة الرياضية التالية:

عدد ماخ = سرعة الجسم / سرعة الصوت

وبذلك يرتبط عدد ماخ بجدار الصوت، وهنالك عدة حالات لعدد ماخ؛ هي:

ماخ

يعني أن الجسم يسير بسرعة أقل من سرعة الصوت (بالإنجليزية: Subsonic).

ماخ = 1

يعني أن سرعة الجسم قريبة من سرعة الصوت أو تساويه، وهي المرحلة التي ينتقل فيها الجسم من السرعة العادية إلى السرعة الفوق صوتية (بالإنجليزية: Transonic).

ماخ > 1

يعني أن سرعة الجسم أكبر من سرعة الصوت (بالإنجليزية: Supersonic).

ماخ > 5

يعني أن سرعة الجسم تفوق سرعة الصوت بكثير (بالإنجليزية: Hypersonic).

يعرف جدار الصوت بأنه القوة المقاومة لحركة الجسم عندما تصل سرعته إلى سرعة تحرك الصوت، ويعود اكتشاف جدار الصوت للكابتن الأميركي تشاك ييغر سنة 1947م، ويحدث دوي اختراق حاجز الصوت بسبب اضطرابات الضغط حول الطائرة.

ولقد حدد العالم إرنست ماخ الرقم الذي يشير الى نسبة سرعة الجسم الى سرعة الصوت، ويوجد أربع حالات لرقم ماخ، وهي: أقل من سرعة الصوت، وقرب أو المساواة مع سرعة الصوت، وأكبر من سرعة الصوت، وأكبر من سرعة الصوت بكثير.

2023-12-179تعليم

مزيد من المشاركات

بحث عن الروبوت صوفيا

تعريف الروبوت صوفيا ظهر الروبوت صوفيا لأول مرة في عام 2016، فهذا الروبوت الشبيه بالإنسان يجسد الأحلام لمستقبل الذكاء الاصطناعي ، حيث إنه مزيج فريد من العلوم والهندسة والفن، صوفيا هي في الوقت نفسه شخصية خيال علمية من صنع الإنسان تصور مستقبل الذكاء الاصطناعي والروبوتات، ومنصة للروبوتات المتقدمة وأبحاث الذكاء الاصطناعي، والروبوت الذكي اصطناعيًا "صوفيا" الذي ابتكرته وبرمجته شركة "Hanson Robotics" وهي شركة روبوتات بشرية مقرها هونغ كونغ ، هو أول روبوت في العالم يتم الاعتراف به كمواطن سعودي. مواصفات

استراتيجية إعادة التفكير

تعريف الاستراتيجية والتفكير تعريف الاستراتيجية (بالإنجليزية: Strategy ) ، وهي كلمة يونانية أصلها (Stratçgos)، حيث تتكون من مقطعين الأول (stratus) ومعناه الجيش، والآخر (ago) ومعناه القيادة أو الحركة، وتُعرف بأنها خطة طويلة الأمد للتحقيق والوصول إلى هدف ما؛ من خلال الخطة التي وضعت من قِبل المؤسسة، وبالتالي فإنها ترفع من نقاط قوتها وتُضعف من نقاط قوة المنافسين لها. تعريف التفكير (بالإنجليزية: Thinking)، يُعرف بأنه سلسلة من النشاطات التي يقوم العقل الواعي بفعلها، والمختصة بالدماغ؛ كالإدراك، الحساب

كيف تكتب طلب

الطلب الخطي باتت أغلب المعاملات اليومية في عصرنا الحالي لا تتمّ إلا من خلال تقديم الطلبات الخطيّة للجهات الرسميّة وغير الرسمية؛ حيث يتعيّن على الشخص أن يستدعي جهةً ما لتقديم خدمة معينة، أو الموافقة على مسألة، أو غيرها من الأمور التي يتطلّب الحصول عليها تقديم طلبٍ خطي بذلك، وقد يجهل بعض الأشخاص كيفيّة كتابة هذا الطلب أو الاستدعاء؛ لما له من أهميّة في الحياة اليومية. كيفية كتابة الطلب إنّ شرح كيفية كتابة الطلب يتطلّب معرفة عدّة أمور خاصة فيه، وهي محتوياته، وشكله، وشروطه، والتفصيل كالتالي:

مدينة نابلس في فلسطين

مدينة نابلس تعد مدينة نابلس إحدى أكبر المدن الفلسطينية من حيث عدد السكان، وأهمها موقعاً، كما تعتبر عاصمة دولة فلسطين الاقتصادية، ومقراً لأكبر الجامعات الموجودة فيها، وتعد نابلس عاصمة شمال الضفة الغربية، إضافةً إلى اعتبارها مركزاً لمحافظة نابلس التي تضم ستة وخمسين قرية، كما يقدر عدد سكان المدينة حسب آخر إحصائية أجريت في عام 2007 ما يقارب (321,000) نسمة، ويوجد لمدينة نابلس عدة أسماء تطلق عليها؛ كجبل النار، ودمشق الصغرى، وعش العلماء، وملكة فلسطين غير المتوجة، وتشتهر مدينة نابلس بصناعة الصابون

تحليل الكروموسومات للجنين

تحليل الكروموسومات هو عبارة عن فحص مخبريّ يتمّ إجراؤه للتأكُّد من عدم وجود تشوُّهات، أو مشاكل في أزواج الكروموسومات عند الجنين ، وتحتوي الكروموسومات على المادّة الوراثيّة التي يحصل عليها الأبناء من الآباء، وتوجد في خلايا الجسم جميعها، وتُشكِّل البصمة الخاصّة لتطوُّر كلِّ شخص بطريقة منفردة عن الآخر، وأثناء عمليّة انقسام الخليّة تنتقل مجموعة كاملة من الكروموسومات للخليّة الجديدة، وتتمثَّل وظيفة تحليل الكروموسومات في تحديد حجم، وشكل أزواج الكروموسومات؛ للكشف عن وجود تلف، أو فقد في أحد

أبناء يوسف عليه السلام

أبناء يوسف عليه السلام ورد أنّ نبي الله يوسف -عليه السلام- رُزق بولدين من زوجته راعيل؛ وهما: أفرائيم وميشا، وقيل إنّ راعيل كانت زوجةً للوزير إطفير الذي عزله الملك ثمّ ولّى يوسف -عليه السلام- مكانه في الحكم والوزارة، وزوّجه زوجته، وقيل إنّ راعيل عندما تزوجها يوسف -عليه السلام- كانت عذراء؛ فزوجها السابق لم يكن يأتي النساء، وممّا ورد عن أبناء يوسف -عليه السلام- أن قد وُلد لابنه أفرائيم نون، ونون والد يوشع، ووُلد له كذلك رحمة؛ وهي زوجة نبي الله أيوب -عليه السلام-. نبي الله يوسف عليه السلام هو يوسف

ما هي التوبة

التوبة يضعف المُسلم في بعض الأحيان فيقع في المُحرّمات ، ومن رحمة الله -تعالى- به بأن فتح له باب التوبة؛ فمن تاب بعد ذنبه تاب الله -تعالى- عليه، والتوبة التي أمر الله -تعالى- بها هي التوبة النصوح الواردة بقوله: (يَا أَيُّهَا الَّذِينَ آمَنُوا تُوبُوا إِلَى اللَّـهِ تَوْبَةً نَّصُوحًا عَسَى رَبُّكُمْ أَن يُكَفِّرَ عَنكُمْ سَيِّئَاتِكُمْ وَيُدْخِلَكُمْ جَنَّاتٍ تَجْرِي مِن تَحْتِهَا الْأَنْهَارُ)، كما ويقتدي المُسلم بالنبي -عليه الصلاة والسلام- الذي كان يتوب إلى الله -تعالى-دائماً، قال -عليه

كيفية تحضير قهوة

القيمة الغذائية للقهوة العنصر الغذائي 100 غرام من القهوة الطاقة 520 سعرة حرارية البروتين 8.00 غرام الدهون 26.00 غرام الكربوهيدرات 62.00 غرام الألياف 6 غرام السكريات 52 غرام الكالسيوم 160 ملليغرام الحديد 5.40 ملليغرام الصوديوم 150 ملليغرام الكوليسترول 10 ملليغرام القهوة المثلجة مدّة التحضير 5 دقائق تكفي لِ شخصين المكونات ملعقتان كبيرتان من قهوة إسبريسو القابلة للذوبان. كوبان أو ما يعادل خمسمئة ملليلترٍ من الماء البارد جداً (المثلج). ملعقة صغيرة من السكر. كمية قليلة من مكعبات الثلج. ملعقة كبيرة