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力學 標題:超音速飛機的位置
1:黃福坤 (研究所)張貼:2004-02-01 16:50:00:
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超音速飛機的位置


    如右圖考慮一超音速飛機由 A 飛向 B,

    當飛機在 A點所發出的聲音

    在飛機已經飛到了 B 點時才會傳達到觀察者 C。

    聲音所需傳播距離為 AC 長度。

    今考慮飛機在 D點發出的聲音C 需走 DC 的距離,

    才會抵達人的耳朵。 若是 Vs 為聲速,Vo 為飛機的速度

      AC/Vs ≧ AD/Vo + DC/Vs

    則 由 D 點發出的聲音會比 A 點的聲音先抵達 C 點。

      好好玩!先發出的聲音後到達,而後發出的聲音先到達!超音速耶!

    再仔細想一想! D 點附近應該可以找到 最先抵達 C 處的點。

    然後 向兩邊離開越遠 越晚抵達 C 點。

    因此 C 點的人聽起來會是怎樣的感覺呢?

    他會以為飛機是從那裡飛往那裡呢?分辨的出 飛機飛行的方向嗎?

以下這個動畫讓你仔細體會 上面所說的狀況。


若無法瀏覽動畫請點選使用問題


使用說明:

    啟動t 後會有一架飛機由左往右飛去。

    圖形中間下方有一個耳朵,代表 聽聲音的人!

      你可以按下滑鼠左鍵後 隨處拖動滑鼠來改變 聽(觀察)者的位置。

    飛機飛行時,會描繪出由移動中聲源 各處所產生的聲音 朝向 聽者的路徑。

    當聲音最初抵達聽者時,動畫會暫停一下,讓你稍做觀察。

    已經抵達聽者的聲音路徑顏色會改為藍色。(原為黃、綠相間方便區隔)

    也會以數字 標出每一條路徑 抵達的順序!(會不會對你太好了!)

    你可以選擇 飛機速度與聲速的比值,觀察比較不同數值的情形。

    此時 按一下滑鼠,則動畫會繼續。

    重設 恢復原狀。


請你 試著算一算 圖中最先抵達的點 該在那裡,和高度、 聲速與 飛機速度間關係為何?

方法幾乎都已經說明清楚了!剩下的看你的了!

如果你再偷懶!那也就隨你了! 『佛!也只能渡 有緣人!』『天助,自助者!』。

至於超音速飛行所形成的震波請參考 都卜勒效應及震波(波的疊加)


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