سنگ‌ریزه‌ای که دیوار صوتی را شکست

خیلی‌ها فکر می‌کنند دست‌یابی به سرعت‌های مافوق‌صوت به هنگام شلیک گلوله یا پرواز جنگنده‌ها می‌تواند روی دهد، اما حتی سنگ‌ریزه‌ای که در آب فرو می‌افتد، هوا را به سرعت‌ بیشتر از 340 متر بر ثانیه می‌رساند.

اگر تصور می‌کنید این تصویر یک هواپیما یا یک پرنده است، در اشتباهید. این تصویر سنگی در حال فرو رفتن در آب است. شاید این منظره معمولی به‌نظر برسد، اما نکته جالب این واقعه آن است که دانشمندان تخمین می‌زنند جریان هوایی که از این برخورد به وجود می‌آید، از سرعت یک گلوله نیز بالاتر است.

به گزارش نیوساینتیست، زمانی که شیئی مانند یک سنگ داخل آب می‌افتد ، حفره‌ای از هوا داخل آب تولید می‌شود که می‌تواند هوا را با سرعتی مافوق سرعت صوت از داخل آب به بیرون بفرستد. این کشف توسط استفان کگل و همکارانش از دانشگاه Twente واقع در هلند انجام گرفته است.

این گروه با استفاده از تصویربرداری با سرعت بسیار بالا ، حفره‌ای از هوا را ثبت کردند که به شکل یک ساعت شنی در آب تشکیل می‌شود. بالای این ساعت شنی در حقیقت، سطح آبی است که شیء با آن برخورد کرده و پایه آن را شیء در حال فرو رفتن در آب تشکیل می‌‌دهد.

این تیم تحقیقاتی برای اندازه‌گیری سرعت هوایی که از بالای سطح آب خارج می‌شود، آب را به رنگ مشکی در آوردند. اما با وجودی که دوربین آن‌ها می‌توانست در هر ثانیه 15هزار تصویر ثبت کند، گروه تحقیقاتی باز هم موفق نشد این سرعت را به طور مستقیم اندازه‌گیری کند. این بدان معنی بود که سرعت هوای خروجی خیلی بیشتر از انتظار آنهاست. بنابراین آن‌ها تصمیم گرفتند با استفاده از شبیه‌سازی ، رفتار آب و هوای خروجی را بررسی کنند.

با انجام این کار، محققان متوجه شدند درست قبل از آن‌که حفره تشکیل شده بسته شود، فشار هوا در انتهای این ساعت شنی نسبت به گردنه آن بسیار بالاتر می‌رود و این تفاوت فشار، هوا را با سرعتی فراتر از سرعت صوت به بیرون می‌فرستد.