मच वन कितना तेज़ है?

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भौतिकी के दायरे में, कुछ निश्चित बाधाएं हैं जिन्हें मानव पहचानने के लिए आया है। सबसे प्रसिद्ध प्रकाश की गति है, अधिकतम गति जिस पर सभी पारंपरिक पदार्थ और ब्रह्मांड में सभी प्रकार की जानकारी यात्रा कर सकते हैं। यह एक बाधा है कि मानवता अतीत को आगे बढ़ाने में सक्षम नहीं हो सकती है, मुख्यतः क्योंकि ऐसा करना भौतिकी के सबसे मौलिक कानूनों में से एक का उल्लंघन करता है - आइंस्टीन की थ्योरी ऑफ जनरल रिलेटिविटी।

लेकिन ध्वनि की गति के बारे में क्या? यह भौतिकी में एक और अवरोध है, लेकिन एक मानवता जिसे तोड़ने में सक्षम है (वास्तव में कई बार)। और जब इस अवरोध को तोड़ने की बात आती है, तो वैज्ञानिक ध्वनि की स्थानीय गति के प्रवाह की सीमा का प्रतिनिधित्व करने के लिए एक मच नंबर के रूप में जाना जाता है। दूसरे शब्दों में, ध्वनि अवरोध को अतीत में धकेलने को मच 1 के रूप में परिभाषित किया गया है।

परिभाषा:

जब हम माच 1 शब्द सुनते हैं तो यह मान लेना आसान होता है कि यह पृथ्वी के वायुमंडल के माध्यम से ध्वनि की गति है। हालाँकि यह शब्द आपके विचार से अधिक भरा हुआ है। सच्चाई यह है कि गति की वास्तविक माप के बजाय एक माच संख्या एक अनुपात है। और यह अनुपात इस तथ्य के कारण है कि ध्वनि की गति एक स्थान से दूसरे तक भिन्न होती है, तापमान और वायु घनत्व में अंतर के कारण।

गणितीय रूप से, इसे M = के रूप में परिभाषित किया जा सकता है यू/सी, जहां M मच संख्या है, यू सीमाओं के संबंध में स्थानीय प्रवाह वेग है (यानी माध्यम से गति करने वाली वस्तु की गति), और सी उस विशेष माध्यम (यानी स्थानीय वातावरण, जल आदि) में ध्वनि की गति है।

जब ध्वनि की गति टूट जाती है, तो यह "ध्वनि बूम" के रूप में जाना जाता है। यह तेज, कर्कश ध्वनि है जो ध्वनि तरंगों से जुड़ी होती है जो ध्वनि की स्थानीय गति की तुलना में तेजी से यात्रा करने वाली वस्तु द्वारा बनाई जाती हैं। उदाहरणों में एक विमान होता है जो ध्वनि अवरोधों को तोड़ता है जो कि लघु उभार के कारण होता है जो बुलेट से उड़ान भरता है, या एक बुलवप की दरार।

ध्वनि की गति:

मूल रूप से, ध्वनि की गति एक निश्चित समय में ध्वनि तरंग द्वारा तय की गई दूरी होती है क्योंकि यह एक लोचदार माध्यम से फैलती है। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, यह एक सार्वभौमिक मूल्य नहीं है, लेकिन माध्यम की संरचना और उस माध्यम की स्थितियों के लिए नीचे आता है। जब हम ध्वनि की गति की बात करते हैं, तो हम पृथ्वी के वातावरण में ध्वनि की गति का उल्लेख करते हैं। लेकिन यह भी भिन्नता के अधीन है।

हालांकि, वैज्ञानिक मानक के रूप में 20 डिग्री सेल्सियस (68 डिग्री फ़ारेनहाइट) और शुष्क हवा (कम आर्द्रता) में मापा जाता है और ध्वनि की गति पर भरोसा करते हैं। इन परिस्थितियों में, ध्वनि की स्थानीय गति 343 मीटर प्रति सेकंड (1,235 किमी / घंटा; 767 मील प्रति घंटे) - या 2.91 सेकेंड में 1 किलोमीटर और 4.69 सेकेंड में 1 मील है।

वर्गीकरण:

अधिकांश अनुपातों की तरह, ध्वनि अवरोध के संबंध में ऑब्जेक्ट की गति को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले सन्निकटन और श्रेणियां हैं। यह हमें की श्रेणियां देता है सबसोनिक, ट्रांसोनिक, सुपरसोनिक, तथा आवाज़ से जल्द। इस वर्गीकरण प्रणाली का उपयोग अक्सर विमान या अंतरिक्ष यान को वर्गीकृत करने के लिए किया जाता है, न्यूनतम आवश्यकता यह है कि वर्गीकृत किए गए अधिकांश शिल्प में ध्वनि की गति के करीब पहुंचने या पार करने की क्षमता है।

विमान या किसी भी वस्तु के लिए जो ध्वनि अवरोधक के नीचे गति से उड़ती है, का वर्गीकरण सबसोनिक लागू होता है। इस श्रेणी में अधिकांश कम्यूटर जेट और छोटे वाणिज्यिक विमान शामिल हैं, हालांकि कुछ अपवादों को नोट किया गया है (यानी कॉनकॉर्ड की तरह सुपरसोनिक वाणिज्यिक जेट)।

चूंकि ये शिल्प ध्वनि की गति से कभी नहीं मिलते हैं या अधिक होते हैं, उनके पास एक मच संख्या होती है जो एक से कम होती है और इसलिए दशमलव रूप में व्यक्त की जाती है - अर्थात मच 0.8 (273 मी / सेक; 980 किमी / घंटा; 609 मील प्रति घंटे) से कम। आमतौर पर, ये विमान प्रोपेलर चालित होते हैं और इनमें उच्च पहलू-अनुपात (पतला) पंख और गोल विशेषताएं होती हैं।

का पदनाम ट्रांसोनिक उड़ान की स्थिति पर लागू होता है जहां विमान के चारों ओर एयरफ्लो वेग की एक श्रृंखला मौजूद होती है। ये गति ध्वनि की गति से नीचे, ऊपर और मच 0.8 से 1.2 (273-40-40 मीटर / सेकंड; 980-1,470 किमी / घंटा; 609-914 मील प्रति घंटे) तक होती है। ट्रांसोनिक विमानों में लगभग हमेशा पंख होते हैं, जिससे ड्रैग-डायवर्जेंस में देरी होती है, और जेट इंजन द्वारा संचालित होते हैं।

अगली श्रेणी है पराध्वनिक हवाई जहाज। ये ऐसे शिल्प हैं जो हवा के संपीड़न से परे जा सकते हैं जो "ध्वनि अवरोधक" है। इन शिल्पों की आम तौर पर 1 और 5 (410–1,702 मीटर / सेकंड, 1,470–6,126 किमी / घंटा, 915-3,806 मील प्रति घंटे) के बीच एक मच संख्या होती है। सुपरसोनिक गति से उड़ान भरने के लिए तैयार किए गए विमान, मच 1 से ऊपर के प्रवाह के व्यवहार में कट्टरपंथी मतभेदों के कारण अपने वायुगतिकीय डिजाइन में बड़े अंतर दिखाते हैं।

इनमें तेज किनारों, पतले पंख वाले खंड और पूंछ स्टेबलाइजर्स (उर्फ पंख) या कैनार्ड्स (फोर्विंग) शामिल हैं जो समायोजित करने में सक्षम हैं। आमतौर पर इस पदनाम वाले शिल्प में आधुनिक लड़ाकू जेट, जासूसी विमान (एसआर -71 ब्लैकबर्ड की तरह) और पूर्वोक्त कॉनकॉर्ड शामिल हैं।

अंतिम श्रेणी हाइपरसोनिक है, जो वायुयान पर लागू होती है जो मच 5 की गति को पार कर सकती है और मच 10 (1,702–3,403 मीटर / सेकेंड; 6,126–12,251 किमी / घंटा; 3,806-7,680 मील प्रति घंटे) जितनी गति प्राप्त कर सकती है। बहुत कम विमान ऐसी गति से आगे बढ़ सकते हैं, और रॉकेट-पावर्ड (जैसे एक्स -15), स्क्रैमजेट (जैसे कि एक्स -43, या हाइपरएक्स), या अंतरिक्ष यान हैं जो पृथ्वी के वायुमंडल को छोड़ने की प्रक्रिया में हैं।

एक अन्य उदाहरण पृथ्वी के वायुमंडल में प्रवेश करने वाली वस्तुएँ हैं। ये अंतरिक्ष यान को फिर से प्रवेश करने वाले या उल्कापिंड का रूप ले सकते हैं, जो पृथ्वी के वायुमंडल से होकर गुजरे हैं। उदाहरण के लिए, 2013 के फरवरी में रूस के छोटे से शहर चेल्याबिंस्क के ऊपर आसमान में प्रवेश करने वाला उल्का लगभग 19.16 15 0.15 किमी / सेकंड (68,436 - 69,516 किमी / घंटा; 42,524 - 43,195 मील प्रति घंटे) की गति से यात्रा कर रहा था; ।

दूसरे शब्दों में, उल्का मच 55 और 56 के बीच यात्रा कर रहा था जब यह हमारे वायुमंडल से टकराया था! इसकी जबरदस्त गति को देखते हुए, जब उल्कापिंड चेल्याबिंस्क के ऊपर आसमान में पहुंच गया, तो इसने एक शक्तिशाली उछाल को इतना शक्तिशाली बना दिया कि इसने पूरे क्षेत्र में छह शहरों में इमारत के हजार को व्यापक नुकसान पहुंचाया। इस क्षति, जिसमें बहुत अधिक विस्फोट वाली खिड़कियां शामिल थीं, जिसके परिणामस्वरूप 1,500 लोग घायल हो गए।

मच वन कितनी तेजी से है? संक्षिप्त उत्तर यह है कि यह इस बात पर निर्भर करता है कि आप कहां हैं। लेकिन सामान्य तौर पर, यह एक गति है जो लगभग 1200 किमी / घंटा या 750 मील प्रति घंटे से अधिक है। यदि आप इस तेज़ी से जाने में सक्षम हैं, तो आप ध्वनि अवरोधक तोड़ देंगे, और आसपास के लोग इसके बारे में सुनेंगे!

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अधिक जानकारी के लिए, Mach नंबर के बारे में NASA का लेख देखें, और यहाँ Mach संख्या के बारे में एक पाठ का लिंक दिया गया है।

हमने अंतरिक्ष यान के बारे में खगोल विज्ञान कास्ट का एक एपिसोड रिकॉर्ड किया है। यहां सुनें, एपिसोड 127: द यूएस स्पेस शटल।

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