Το πρόβλημα του ηχητικού μπουμ - Κατερίνα Καούρη
-
0:07 - 0:11Οι άνθρωποι πάντα έβρισκαν
συναρπαστική την ταχύτητα. -
0:11 - 0:15Η ιστορία της προόδου της ανθρωπότητας
είναι ιστορία αυξανόμενης ταχύτητας -
0:15 - 0:19και ένα από τα πιο σημαντικά επιτεύγματα
αυτού του ιστορικού αγώνα δρόμου -
0:19 - 0:22ήταν το σπάσιμο του φράγματος του ήχου.
-
0:22 - 0:25Λίγο μετά τις πρώτες επιτυχημένες
πτήσεις αεροπλάνων, -
0:25 - 0:30οι πιλότοι ανυπομονούσαν τα αεροπλάνα
τους να πηγαίνουν όλο και γρηγορότερα. -
0:30 - 0:32Αλλά οι αυξανόμενοι στροβιλισμοί
-
0:32 - 0:38και οι ισχυρές δυνάμεις στα αεροπλάνα
τούς απέτρεπαν από μεγαλύτερες ταχύτητες. -
0:38 - 0:42Κάποιοι προσπάθησαν να παρακάμψουν
το πρόβλημα με ριψοκίνδυνες βουτιές, -
0:42 - 0:44συχνά με τραγικά αποτελέσματα.
-
0:44 - 0:48Τελικά, το 1947, οι βελτιώσεις
στον σχεδιασμό, -
0:48 - 0:52όπως ένας κινητός οριζόντιος
σταθεροποιητής, το κινητό ουραίο πτέρωμα -
0:52 - 0:56επέτρεψαν στον Αμερικανό
στρατιωτικό πιλότο Τσακ Γιέγκερ -
0:56 - 1:04να πετάξει το αεροσκάφος
Bell X-1 με 1127 χλμ/ώρα -
1:04 - 1:07και να γίνει ο πρώτος άνθρωπος,
που έσπασε το φράγμα του ήχου -
1:07 - 1:10και ταξίδεψε γρηγορότερα
από την ταχύτητα του ήχου. -
1:10 - 1:14Το Bell X-1 ακολούθησαν
πολλά υπερηχητικά αεροσκάφη, -
1:14 - 1:18και τα επόμενα μοντέλα έφτασαν
μέχρι ταχύτητες 3 Μαχ. -
1:18 - 1:22Αεροσκάφη, που ταξιδεύουν σε υπερηχητικές
ταχύτητες, δημιουργούν ένα ωστικό κύμα -
1:22 - 1:26με έναν κρότο σαν βροντή,
που ονομάζεται ηχητικό μπουμ, -
1:26 - 1:29μπορεί να προκαλέσει δυσφορία
σε ανθρώπους και ζώα στη γη -
1:29 - 1:31ακόμα και ζημιές σε κτίρια.
-
1:31 - 1:32Γι' αυτό,
-
1:32 - 1:35οι επιστήμονες ανά τον κόσμο
μελετούν τα ηχητικά μπουμ, -
1:35 - 1:38προσπαθούν να προβλέψουν
τη διαδρομή τους στην ατμόσφαιρα, -
1:38 - 1:42πού θα καταλήξουν στη γη
και πόσο δυνατά θα είναι. -
1:42 - 1:46Για να καταλάβουμε καλύτερα πώς μελετούν
οι επιστήμονες τα ηχητικά μπουμ, -
1:46 - 1:48ας ξεκινήσουμε με τα βασικά του ήχου.
-
1:48 - 1:52Φανταστείτε ότι πετάμε
μια μικρή πέτρα σε μια λιμνούλα. -
1:52 - 1:53Τι βλέπετε;
-
1:53 - 1:56Η πέτρα δημιουργεί κύματα,
που ταξιδεύουν στο νερό -
1:56 - 1:59με την ίδια ταχύτητα προς
όλες τις κατευθύνσεις. -
1:59 - 2:03Αυτοί οι κύκλοι, των οποίων η ακτίνα
μεγαλώνει ονομάζονται «μέτωπα κύματος». -
2:03 - 2:06Παρόμοια, αν και δεν τα βλέπουμε,
-
2:06 - 2:09μια ακίνητη πηγή ήχου,
όπως ένα στερεοφωνικό, -
2:09 - 2:12δημιουργεί ηχητικά κύματα
που ταξιδεύουν προς τα έξω. -
2:12 - 2:14Η ταχύτητα των κυμάτων
εξαρτάται από παράγοντες, -
2:14 - 2:18όπως το υψόμετρο και η θερμοκρασία
του αέρα μέσα στον οποίο ταξιδεύουν. -
2:18 - 2:24Στο επίπεδο της θάλασσας, ο ήχος
ταξιδεύει με περίπου 1225 χλμ/ώρα. -
2:24 - 2:27Αλλά αντί για κύκλους
σε μια διδιάστατη επιφάνεια, -
2:27 - 2:31τα μέτωπα κύματος είναι
τώρα ομόκεντρες σφαίρες, -
2:31 - 2:36με τον ήχο να ταξιδεύει κατά μήκος
ακτίνων κάθετων σε αυτά τα κύματα. -
2:36 - 2:40Τώρα φανταστείτε μία κινούμενη πηγή ήχου,
όπως τη σφυρίχτρα ενός τρένου. -
2:40 - 2:43Καθώς η πηγή κινείται
προς κάποια κατεύθυνση, -
2:43 - 2:48τα διαδοχικά κύματα μπροστά του
συμπυκνώνονται όλο και περισσότερο. -
2:48 - 2:53Αυτή η μεγαλύτερη συχνότητα των κυμάτων
είναι η αιτία του φαινομένου Ντόπλερ, -
2:53 - 2:56στο οποίο αντικείμενα, που πλησιάζουν
ακούγονται πιο υψίσυχνα. -
2:56 - 3:00Αλλά όσο η πηγή κινείται αργότερα
από τα ακουστικά κύματα, -
3:00 - 3:03αυτά παραμένουν το ένα μέσα στο άλλο.
-
3:03 - 3:05Όταν όμως ένα αντικείμενο
γίνει υπερηχητικό, -
3:05 - 3:10δηλαδή κινείται γρηγορότερα από τον ήχο
που παράγει, η εικόνα αλλάζει δραματικά. -
3:11 - 3:13Καθώς προσπερνά τα ηχητικά
κύματα, που έχει εκπέμψει, -
3:13 - 3:16ενώ δημιουργεί καινούρια στη νέα του θέση,
-
3:16 - 3:20τα κύματα συμπιέζονται
και σχηματίζουν έναν κώνο Μαχ. -
3:20 - 3:23Δεν ακούγεται κανένας ήχος
καθώς πλησιάζει έναν παρατηρητή, -
3:23 - 3:28επειδή το αντικείμενο ταξιδεύει
γρηγορότερα από τον ήχο που παράγει. -
3:28 - 3:33Μόνο αφού το αντικείμενο έχει περάσει από
τον παρατηρητή ακούγεται το ηχητικό μπουμ. -
3:33 - 3:37Εκεί που ο κώνος Μαχ συναντά το έδαφος,
σχηματίζει μια υπερβολή -
3:37 - 3:41και αφήνει ένα ίχνος, τον «τάπητα του
μπουμ», καθώς ταξιδεύει προς τα εμπρός. -
3:41 - 3:46Χάρη σε αυτό γνωρίζουμε την περιοχή
όπου έχει επιδράσει το ηχητικό μπουμ. -
3:46 - 3:49Τι γίνεται όμως με την ένταση
του ηχητικού μπουμ; -
3:49 - 3:53Αυτό εμπλέκει την επίλυση των περίφημων
εξισώσεων Ναβίερ-Στόουκς -
3:53 - 3:56για την εύρεση της μεταβολής
της πίεσης του αέρα -
3:56 - 4:00εξαιτίας του υπερηχητικού αεροπλάνου,
που ταξιδεύει μέσα του. -
4:00 - 4:04Αυτό έχει ως αποτέλεσμα ένα αποτύπωμα
της πίεσης, γνωστό ως «κύμα Ν». -
4:04 - 4:05Τι σημαίνει αυτό το σχήμα;
-
4:05 - 4:10Το ηχητικό μπουμ συμβαίνει όταν υπάρχουν
ξαφνικές μεταβολές στην πίεση -
4:10 - 4:12και το κύμα N περιλαμβάνει δύο μπουμ:
-
4:12 - 4:15ένα για την αρχική αύξηση της πίεσης
στο ρύγχος του αεροσκάφους -
4:15 - 4:18και ένα για όταν η περνά η ουρά
-
4:18 - 4:21και η πίεση επιστρέφει ξαφνικά
στην κανονική της τιμή. -
4:21 - 4:23Αυτό προκαλεί το διπλό μπουμ,
-
4:23 - 4:26αλλά στα ανθρώπινα αυτιά
συνήθως ακούγεται σαν ένα μπουμ. -
4:27 - 4:30Στην πράξη, μοντέλα σε υπολογιστές,
που χρησιμοποιούν αυτές τις αρχές -
4:30 - 4:34μπορούν συχνά να προβλέπουν
τη θέση και ένταση των ηχητικών μπουμ -
4:34 - 4:38για δεδομένες ατμοσφαιρικές
συνθήκες και τροχιές πτήσης -
4:38 - 4:41και γίνεται έρευνα για την άμβλυνση
των φαινομένων τους. -
4:41 - 4:45Στο μεταξύ, οι υπερηχητικές πτήσεις
πάνω από τη στεριά απαγορεύονται. -
4:46 - 4:49Είναι, λοιπόν, τα ηχητικά μπουμ
πρόσφατη δημιουργία; -
4:49 - 4:50Όχι ακριβώς.
-
4:50 - 4:53Ενώ προσπαθούμε να βρούμε
τρόπους να τα κάνουμε να σωπάσουν -
4:53 - 4:56μερικά άλλα ζώα χρησιμοποιούν
τα ηχητικά μπουν προς όφελός τους. -
4:56 - 5:01Ο γιγαντιαίος διπλόδοκος ίσως ήταν
ικανός να κουνά την ουρά του -
5:01 - 5:05γρηγορότερα από τον ήχο, με ταχύτητα
μεγαλύτερη από 1200 χλμ/ώρα, -
5:05 - 5:08πιθανώς για να τρομάξει τα αρπακτικά.
-
5:08 - 5:12Μερικά είδη γαρίδων επίσης δημιουργούν
ένα παρόμοιο ωστικό κύμα υποβρυχίως -
5:12 - 5:16ζαλίζοντας ή ακόμα και σκοτώνοντας
τα θηράματα τους από απόσταση -
5:16 - 5:19με μόνο έναν κρότο
της υπερμεγέθους δαγκάνας τους. -
5:20 - 5:22Έτσι, ενώ οι άνθρωποι έχουμε
κάνει μεγάλη πρόοδο -
5:22 - 5:25στο αμείλικτο μας κυνήγι της ταχύτητας,
-
5:25 - 5:27η φύση μάς έχει προλάβει.
- Title:
- Το πρόβλημα του ηχητικού μπουμ - Κατερίνα Καούρη
- Speaker:
- Katerina Kaouri
- Description:
-
Δείτε όλο το μάθημα: http://ed.ted.com/lessons/what-causes-sonic-booms-katerina-kaouri
Τα αντικείμενα που ταξιδεύουν με ταχύτητα μεγαλύτερη του ήχου (όπως πολύ γρήγορα αεροπλάνα), δημιουργούν ένα ωστικό κύμα, που συνοδεύεται από έναν θόρυβο σαν βροντή: το ηχητικό μπουμ. Αυτοί οι επικοί ήχοι μπορεί να προκαλέσουν δυσφορία στους ανθρώπους και τα ζώα, ακόμα και ζημιές σε κτίρια. Η Κατερίνα Καούρη περιγράφει πώς ακριβώς οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τα Μαθηματικά για να προβλέψουν τη διάδοση των ηχητικών μπουμ στην ατμόσφαιρα, πού θα καταλήξουν και πόσο δυνατά θα είναι.
Μάθημα από την Κατερίνα Καούρη, ψηφιακή απεικόνιση από τον Άντον Μπογκάτι.
- Video Language:
- English
- Team:
- closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:44
Chryssa R. Takahashi approved Greek subtitles for The sonic boom problem | ||
Chryssa R. Takahashi edited Greek subtitles for The sonic boom problem | ||
Chryssa R. Takahashi accepted Greek subtitles for The sonic boom problem | ||
Chryssa R. Takahashi edited Greek subtitles for The sonic boom problem | ||
Christos Selemeles edited Greek subtitles for The sonic boom problem |