Тема . Механика. Кинематика

.02 Конус Маха

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела механика. кинематика
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#99275

Сверхзвуковые самолеты летят перпендикулярно друг другу со скоростями, соответствующими числам Маха M1 = 3,M2 = 4  . Сколько времени второй летчик будет слышать шум мотора первого самолета, если первоначальное

расстояние между самолетами L = 6600 м  ? Услышит ли когда-нибудь первый летчик звук второго самолета? Скорость звука c = 330 м/ с.

PIC

Источники: МФТИ, 2006

Показать ответ и решение

Сразу после того, как первый самолет пересечет траекторию второго, на ней появятся две точки: A1  и A2  . Первая будет двигаться навстречу второму самолету, а вторая – от него. Скорости обеих точек равны

        v
v⊥ = ∘---12---.
       M 1 − 1

Второй летчик будет слышать звук первого самолета, пока будет находиться внутри конуса Маха первого самолета, т.е. между точками A1  и A2.  Пусть t1  – время встречи второго самолета с точкой A1,  а t2  – время, когда второй самолет догонит точку A  ,
  2  тогда для «длительности звучания первого самолета» Δt  получим

Δt = t − t .
     2   1

Если расстояние между самолетами было равно L  и они движутся навстречу друг другу со скоростями v
 2  и  v ,
  ⊥  то они встретятся через время

     --L----
t1 = v2 + v⊥

Если же один из самолетов движется в другую сторону, то второй нагонит первого через время

     --L----
t2 = v2 − v⊥

Объединяя эти два ответа, окончательно получаем

                     ∘ --2----
Δt = -22v⊥-2L =  --22M12--M-12−-1-2L-= 2,85 с.
     v2 − v⊥    M1M 2 − M 1 − M 2c

А вот пилот первого самолета никогда не услышит звука второго самолета, так как его скорость v1 = M1c = 990 м/с  больше скорости точки пересечения его траектории с конусом Маха второго самолета v = ∘--v22----= 341 м/с.
     M 2 − 1

PIC

Ответ:

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!