حاسبة عدد ماخ

عدد ماخ هو وحدة بلا أبعاد تمثل نسبة سرعة جسم يتحرك خلال سائل إلى سرعة الصوت في ذلك السائل. ويرمز له بـ "M" وهو أمر بالغ الأهمية لفهم الديناميكا الهوائية، خاصة في ظروف الطيران عالية السرعة.

الخلفية التاريخية

سمي عدد ماخ نسبةً إلى إرنست ماخ، وهو فيزيائي وفيلسوف نمساوي قدم مساهمات كبيرة في الفيزياء في القرن التاسع عشر. أصبح مفهوم عدد ماخ مهمًا بشكل خاص في الديناميكا الهوائية والطيران، خاصة مع ظهور الطائرات عالية السرعة.

صيغة الحساب

يحسب عدد ماخ باستخدام الصيغة:

\[ M = \frac{v}{a} \]

حيث:

• \(M\) هو عدد ماخ،
• \(v\) هي سرعة الجسم بالمتر في الثانية (م/ث)،
• \(a\) هي سرعة الصوت في الوسط بالمتر في الثانية (م/ث).

مثال على الحساب

لكائن يتحرك بسرعة 340 م/ث في بيئة حيث سرعة الصوت هي 340 م/ث:

\[ M = \frac{340}{340} = 1 \]

يشير هذا إلى أن الجسم يتحرك بسرعة ماخ 1، وهي سرعة الصوت.

أهمية وسيناريوهات الاستخدام

يُعد عدد ماخ مهمًا في العديد من المجالات، خاصة في هندسة الفضاء، حيث يساعد في تصميم الطائرات لتحمل ظروف الطيران المختلفة. كما أنه أمر بالغ الأهمية في فهم وتوقع الموجات الصدمية، التي تحدث عندما تتحرك الأجسام بسرعات تفوق سرعة الصوت (عدد ماخ أكبر من 1).

الأسئلة الشائعة

1. ماذا يعني عندما تطير طائرة بسرعة ماخ 2؟

   • يعني أن سرعة الطائرة ضعف سرعة الصوت في بيئتها الحالية.

2. هل هناك حد لعدد ماخ الذي يمكن أن يصل إليه جسم ما؟

   • عمليًا، نعم. كلما زاد عدد ماخ، زاد التسخين الديناميكي الهوائي والضغوط الأخرى على الجسم، مما يتطلب مواد وتصميمًا متطورًا لتحمل ذلك.

3. هل يمكن أن يتغير عدد ماخ مع الارتفاع؟

   • نعم، تتغير سرعة الصوت مع درجة الحرارة، التي تتغير مع الارتفاع، مما يؤثر على عدد ماخ لسرعة معينة.