בעיית הבום העל קולי - קתרינה קאורי
-
0:07 - 0:11האנושות היתה מוקסמת ממהירות במשך עידנים.
-
0:11 - 0:15ההסטוריה של ההתקדמות האנושית
היא אחת של מהירות מתגברת, -
0:15 - 0:19ואחד מההשגים הכי חשובים במרוץ ההסטורי הזה
-
0:19 - 0:22היה שבירת מחסום הקול.
-
0:22 - 0:25לא הרבה אחרי הטיסות המוצלחות הראשונות,
-
0:25 - 0:30טייסים היו להוטים לדחוף את
המטוסים שלהם לטוס מהר יותר ויותר. -
0:30 - 0:32אבל כשהם עשו זאת, מערבולות מתגברות
-
0:32 - 0:38וכוחות גדולים על המטוס
מנעו מהם להאיץ יותר. -
0:38 - 0:42כמה ניסו לעקוף את הבעיה
דרך צלילות מסוכנות, -
0:42 - 0:44שהרבה פעמים הסתיימו בטרגדיות.
-
0:44 - 0:48לבסוף, ב 1947, שיפורי עיצוב,
-
0:48 - 0:52כמו מייצבים אופקיים נעים, הזנב הנע כולו,
-
0:52 - 0:56אפשרו לטייס הצבא האמריקאי צ'אק ייגר
-
0:56 - 1:04להטיס את מטוס הבל X-1
במהירות של 1127 קמ"ש, -
1:04 - 1:07ולהפוך לאדם הראשון לשבור את מחסום הקול
-
1:07 - 1:10ולנוע מהר ממהירות הקול.
-
1:10 - 1:14הבל X-1 היה הראשון בין
הרבה מטוסים על קוליים אחריו, -
1:14 - 1:18עם עיצובים מאוחרים יותר שמגיעים
למהירות של יותר ממאך שלוש. -
1:18 - 1:22מטוסים הנעים במהירות
על קוליות יוצרים גל הלם -
1:22 - 1:26עם רעש דמוי רעם שידוע כבום על קולי,
-
1:26 - 1:29שיכול לגרום לחץ לאנשים וחיות מתחת
-
1:29 - 1:31או אפילו להזיק לבניינים.
-
1:31 - 1:32מהסיבה הזו,
-
1:32 - 1:35מדענים מסביב לעולם חקרו בומים על קוליים,
-
1:35 - 1:38בניסיון לחזות את הנתיב שלהם באטמוספירה,
-
1:38 - 1:42היכן הם יפגעו, וכמה חזקים הם יהיו.
-
1:42 - 1:45כדי להבין טוב יותר איך
מדענים חוקרים בומים על קוליים, -
1:45 - 1:48בואו נתחיל עם העקרונות הבסיסיים של צליל.
-
1:48 - 1:52דמיינו זריקת אבן קטנה לבריכה שקטה.
-
1:52 - 1:53מה תראו?
-
1:53 - 1:56האבן גורמת לגלים לנוע במים
-
1:56 - 1:59באותה מהירות בכל כיוון.
-
1:59 - 2:03העיגולים האלה שממשיכים
לגדול ברדיוס נקראים חזית הגל. -
2:03 - 2:06בדומה, למרות שאנחנו לא רואים אותם,
-
2:06 - 2:09מקור קול נייח, כמו מערכת סטראו ביתית,
-
2:09 - 2:12יוצר גלי קול שנעים החוצה.
-
2:12 - 2:14המהירות של הגלים האלה תלויה בגורמים
-
2:14 - 2:18כמו הגובה והטמפרטורה
של האויר דרכו הם נעים. -
2:18 - 2:24בגובה פני הים, קול נע בערך ב 1225 קמ"ש.
-
2:24 - 2:27אבל במקום עיגולים על משטח דו מימדי,
-
2:27 - 2:31חזיתות הגלים הן עכשיו כדורים קונצנטריים,
-
2:31 - 2:36עם הקול שנע לאורך קרניים
שניצבות לגלים האלה. -
2:36 - 2:40עכשיו דמיינו מקור קול נע, כמו שריקת רכבת.
-
2:40 - 2:43כשהמקור ממשיך להתקדם בכיוון מסוים,
-
2:43 - 2:48הגלים הבאים לפניו יתצטופפו לפניו.
-
2:48 - 2:53תדירות הגלים הגבוהה יותר
היא הגורם לאפקט דופלר המפורסם, -
2:53 - 2:56בו עצמים מתקרבים נשמעים
עם גובה צליל גבוה יתר. -
2:56 - 3:00אבל כל עוד המקור נע
לאט יותר מגלי הקול עצמם, -
3:00 - 3:03הם ישארו מקוננים אחד בתוך השני.
-
3:03 - 3:08זה כשהעצם נע במהירות על קולית,
נע מהר מהקול שהוא יוצר, -
3:08 - 3:11שהתמונה משתנה דרמטית.
-
3:11 - 3:13כשהוא עוקף גלי קול שהוא עצמו יצר,
-
3:13 - 3:16בעודו מייצר חדשים מהמיקום הנוכחי שלו,
-
3:16 - 3:20הגלים נלחצים יחד, ויוצרים את חרוט המאך.
-
3:20 - 3:23אף צליל לא נשמע כשהוא מתקרב לצופה
-
3:23 - 3:28מפני שהאובייקט נע מהר יותר
מהקול שהוא יוצר. -
3:28 - 3:33רק אחרי שהוא עובר הצופה
ישמע את הבום העל קולי. -
3:33 - 3:37במקום בו חרוט המאך פוגש את האדמה,
הוא יוצר היפרבולה, -
3:37 - 3:41ומשאיר שובל הידוע בשטיח הבום
כשהוא נע קדימה. -
3:41 - 3:46זה עושה את זה לאפשרי לקבוע
את האזור שמושפע על ידי הבום העל קולי. -
3:46 - 3:49מה עם להבין כמה חזק הבום העל קולי יהיה?
-
3:49 - 3:53זה כולל את פתירת משוואות
נבייר סטוקס המפורסמות -
3:53 - 3:56כדי למצוא את השתנות הלחץ באויר
-
3:56 - 4:00בשל המטוס העל קולי שנע דרכו.
-
4:00 - 4:04התוצאה היא חתימת לחץ שידועה כגל N.
-
4:04 - 4:05מה המשמעות של הצורה הזו?
-
4:05 - 4:10ובכן, הבום העל קולי מתרחש
כשיש שינוי פתאומי בלחץ, -
4:10 - 4:12וגלי ה N כוללים שני בומים:
-
4:12 - 4:15אחד לעליית הלחץ הראשונית באף של המטוס,
-
4:15 - 4:18ונוספת כשהזנב עובר,
-
4:18 - 4:21והלחץ פתאום חוזר לנורמלי.
-
4:21 - 4:23זה גורם לבום כפול,
-
4:23 - 4:27אבל זה בדרך כלל נשמע
כבום יחיד לאוזני האנשים. -
4:27 - 4:30למעשה, מודלים ממוחשבים
שמשתמשים בעיקרון הזה -
4:30 - 4:34יכולים הרבה פעמים לחזות
את המיקום והעוצמה של בומים על קוליים -
4:34 - 4:38עבור מצבים אטמוספריים
ולנתונים עם כיווני טיסה, -
4:38 - 4:41ויש מחקר מתמשך למתן את השפעות האלו.
-
4:41 - 4:46בינתיים, טיסה על קולית
מעל האדמה נשארת אסורה. -
4:46 - 4:49אז, האם בומים על קוליים הם יצירה עדכנית?
-
4:49 - 4:50לא בדיוק.
-
4:50 - 4:53בעוד אנחנו מנסים למצוא דרכים להשתיק אותם,
-
4:53 - 4:56חיות אחרות השתמשו
בבומים על קוליים לתועלתן. -
4:56 - 5:01הדיפלודוקוס העצום היה
אולי מסוגל להצליף בזנבו -
5:01 - 5:08מהר ממהירות הקול, מעל 1200 קמ"ש,
כנראה כדי להרתיע טורפים. -
5:08 - 5:12כמה מינים של שרימפס
יכולים ליצור גל הלם דומה במים, -
5:12 - 5:16ולהמם או אפילו להרוג טרף ממרחק
-
5:16 - 5:20עם הקשה בצבתם הענקית.
-
5:20 - 5:22אז בעוד אנחנו האנשים התקדמנו הרבה
-
5:22 - 5:25במרדף חסר המנוח שלנו אחרי המהירות,
-
5:25 - 5:27מסתבר שהטבע היה שם קודם.
- Title:
- בעיית הבום העל קולי - קתרינה קאורי
- Speaker:
- Katerina Kaouri
- Description:
-
more » « less
צפו בשיעור המלא: http://ed.ted.com/lessons/what-causes-sonic-booms-katerina-kaouri
עצמים שטסים מהר ממהירות הקול (כמו מטוסים ממש מהירים) יוצרים גלי הלם שמלווים ברעש דמוי רעם. הקולות האפים האלה יכולים לגרום לחץ לאנשים וחיות ואפילו לפגוע בבניינים קרובים. קתרינה קאורי מפרטת איך המדענים משתמשים במתמטיקה כדי לחזות נתיבים של בומים על קוליים, היכן הם יפגעו, וכמה חזקים הם יהיו.
שיעור מאת קתרינה קאורי, אנימציה של אנטון בוגטי.
- Video Language:
- English
- Team:
closed TED
- Project:
- TED-Ed
- Duration:
- 05:44
|
Tal Dekkers approved Hebrew subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Tal Dekkers accepted Hebrew subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Tal Dekkers edited Hebrew subtitles for The sonic boom problem | |
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for The sonic boom problem | |
|
|
Ido Dekkers edited Hebrew subtitles for The sonic boom problem |