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質問

物理の授業で「波の干渉」という範囲をこないだまでやってたんですがー、

初めて先生に授業前に質問をしました。
はいそうです。いまさらです。

いえいえ、授業が分からんかった訳ではありません。
物理は全教科中で一番か二番か三番目くらいに得意です。

「同じ位相の波は強めあう」・・・だったかな?という事を前の授業で聞き、
だったら・・・、と思って簡単な図を描いて先生のところに持ってった訳です。


赤点が波源、円が球面波です。遠近法じゃありません。
赤点が波が広がる速度と同じ速度で、左向きに移動してます。


音源がちょうどマッハ1で移動すれば、
音源の前面に同じ位相の波が集まって強めあい、結果すごい音がなるんじゃねぇか、

という持論を説明し、合ってるかどうか聞いた訳です。

なんかその通りだそうですわ。
音速を超えた瞬間にすごい音と水蒸気でできた傘みたいなものが見えるんだそうです。

加えて音源がマッハ1以上で移動すれば音源が音波を追い越してしまうため、


こういう波面が形成されるんだそうです。
赤点が波源、円が球面波、直線が波面です。遠近法じゃありません。
赤点が球面波が広がる速度を上回る速度で、左向きに移動してます。


一般に衝撃波と呼ばれてるものはこれなんだそうです。
同じ位相の波が幾重にも重なって強めあってるため、
ガラスは割れるわ、家は揺れるわ、もちろん五月蝿いわのすごい被害が出るんだそうな。
厚木とか普天間の近くは毎日毎日コレなんでしょうなぁ・・・。

超音速航空機なら、この衝撃波の範囲外に出ないように機体を設計せねばならん訳ですかね?
そうしないと自分が出した衝撃波で翼がぶち壊れます、たぶん。

だからコンコルドもF-15もあんな極端な形をしているのか、とひとり納得しました。

図が分かりにくくて本当に申し訳ないです・・・。

では。

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テーマ:雑記 - ジャンル:ブログ

  1. 2010/11/17(水) 00:31:30|
  2. 雑記
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:9
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コメント

ソニックブームと言う奴ですね。
なんとなくこういう速度云々の話になると、「光速を超える速さで動いたら、光が追い付かない方向の景色は見えなくなるのではないか?」って考えてた頃を思い出します。
っていうかこういう疑問を解決していくのって実に科学者チックですねぇ…
ポアンカレ予想とか思い出してきちまったぞ!
  1. 2010/11/18(木) 01:47:34 |
  2. URL |
  3. ヒップホッピー #-
  4. [ 編集 ]

超音速航空機がクサビ形(後退翼ってヤツですな)をしているのは単に空気抵抗を減らすという狙いもあります。

地上の乗物だと新幹線やレース車両がこういった空気抵抗を減らす処理がなされとりますな。

主翼の全幅もプロペラ機時代から、短い方(厳密には主翼の縦横比において横の割合が多めな方)が空気抵抗が少なくなり速度が出やすいといわれとります。

ただし空気抵抗が減る分揚力が低下し翼端失速も発生しやすくなるので、離着陸能力や飛行距離は低下してしまいます。

また音速に近づくにつれ、速度的には音速に達していなくとも機体の一部にて超音速の衝撃波は発生します。この状態がいわゆる「遷音速」であります。
この際に発生することがある円錐状のカコイイ水蒸気(ベイパーコーン)は有名ですな。

  1. 2010/11/18(木) 17:15:59 |
  2. URL |
  3. 砂漠の狸 #-
  4. [ 編集 ]

Re: タイトルなし

>ヒプホ様
奇遇ですね。自分もちょうど似たような事を考えてます。
「光と同じ速さで光の塊(電球とか)をぶん投げたら、その光は見えるのか否か」というものですが。
予想は、目に光が届かないので電球ごと消えてしまう、ですが、
そうなるとその消えてしまった電球をどうやって観測したらよいのやら・・・。
仮に消えるとして、向こう側の景色はどう映るのか、逆側から観測したらどうなるのか・・・。

謎は尽きませんぜ!

>砂漠の狸様
なるほど。揚力は空気抵抗にもなり得る訳ですね。
それなら翼を可変式にしてみてはどうだ、と考えつきました。
我ながらナイスアイデア、と思いましたが、なんか既にあるっぽいですねぇ・・・。

ではこれをフォーミュラーにも応用して必要なときにダウンフォースを、とも思いつきましたが、
なんかこれは大昔からあるっぽいですねぇ・・・。

自分の発想は時代に40年ほど遅れを取っているようです。
  1. 2010/11/20(土) 23:59:05 |
  2. URL |
  3. わるきゅーれ #fb7xNeB2
  4. [ 編集 ]

>フォーミュラーにも応用して必要なときにダウンフォースを

複雑な機構を必要とする上に、昨今は規定で「可動する空力部品」は禁止(その他電子装備もだいたい禁止)されとりますので、残念ながら現代のレース業界では見かけなくなりました。

ただ、一部の高級市販自動車には用いられとるようです。

そもそも可変する空力部品は固定状態では機構がデッドウエイトな上に、整備製・信頼性の面で乏しいのでここ最近は重宝されなくなりましたな。
ビジュアル的には浪漫全快なのでありますが(嗚呼、愛しのF-14・・・)。
また航空機の場合は、可変部に継ぎ目ができる都合で絶対的な空力性能やステルス性にも悪影響を及ぼします。

可変機構とはちょいと話が変わりますが、「可動する空力部品」に焦点を絞るなら、F1業界では地面の空気を吸い上げてダウンフォースを得る「ファンカー」というのがかつて話題を呼びました。
詳しい所を話すと記事ひとつできるくらいに長くなりますので興味が湧いたらググってみて下さい。
  1. 2010/11/21(日) 21:04:57 |
  2. URL |
  3. 砂漠の狸 #-
  4. [ 編集 ]

>狸様
なるほどなるほど。
空力と言えば、昔のシャパラルがいろいろすごかったみたいですね。
変わり種は掃除機みたいなの積んでたりしまして。一昔前のレーシングカーはどれもこれも面白いですよね。

戦闘爆撃機だけかと思ったら、どうやらデカい戦略爆撃機にも採用されていたようですね、可変翼って。
むしろそっちのほうが多いのかな?

>ファンカー
わかりました。調べてみるっす。
  1. 2010/11/22(月) 23:33:39 |
  2. URL |
  3. わるきゅーれ #fb7xNeB2
  4. [ 編集 ]

>シャパラル

弁当箱2Jきた!これでかつる!
というよりソイツがファンカーであります。F1ファンカーのブラバムBT46よりもさらに前に開発された車両です。
動力以外にスノーモービル用エンジンを搭載してファンをまわしたそうな。
  1. 2010/11/23(火) 10:55:57 |
  2. URL |
  3. 砂漠の狸 #-
  4. [ 編集 ]

Re: タイトルなし

>狸様
これがファンカーだったんですね。
しかし、重量増のデメリットの方が大きいような気もしますが・・・。
昔のレース車はあの手この手で速く走ろうとしてましたもんね。
前輪を増やしてみたりとか・・・。
  1. 2010/11/25(木) 23:36:42 |
  2. URL |
  3. わるきゅーれ #fb7xNeB2
  4. [ 編集 ]

一応言っておくと、高度で出せる速度が決まっているはずですよ・・・
地上付近で超音速なんて出したら大惨事ですw
  1. 2010/12/06(月) 19:25:44 |
  2. URL |
  3. icbm #JxT2ZqZE
  4. [ 編集 ]

>icbm様
コメントありがとうございます。

そりゃそうですよね。
そもそも超音速で低空飛行する意味が無いですし。
着陸するために高度を落としてるなら、速度も落ちてるはずですしね。
どうやら本文に語弊があったようですね。失礼しました。
  1. 2010/12/06(月) 21:59:08 |
  2. URL |
  3. わるきゅーれ #fb7xNeB2
  4. [ 編集 ]

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