Маха число. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Маха число - один из критериев подобия в механике жидкости и газа. Представляет собой отношение скорости течения v в данной точке газового потока к местной скорости распространения звука, a в движущейся среде -

[назв. по имени австрийского учёного Э. Маха (E. Mach)].

Маха число является мерой влияния сжимаемости среды, т. е. относит, изменения её плотности

под действием всесторонних сил давления р. Из законов термодинамики следует, что

пропорционально

а из Беонилли уравнения

, поэтому

. T. к. скорость распространения звука

, т. е. относит, изменение плотности в газовом потоке

В несжимаемой жидкости

. С ростом M. ч. влияние сжимаемости усиливается. Напр., если считать газ несжимаемой жидкостью, то уже при скорости, соответствующей M = 0,2

км/ч при полёте в воздухе вблизи поверхности Земли), давление будет вычислено с ошибкой в 1%, плотность - с ошибкой в 2%; при M=1 эти ошибки возрастут соответственно до 25% и 50%. Если движение газа неустановившееся, сжимаемость может оказывать заметное влияние при очень малых скоростях движения частиц газа (напр., при распространении звуковых волн).

Величина M. ч. принята за основу классификации течений газа: при

газ можно считать несжимаемым, при

течения наз. дозвуковыми, при

- околозвуковыми, при

- сверхзвуковыми и при

- гиперзвуковыми.

Наряду с M. ч. используются и др. характеристики безразмерной скорости течения газа: коэф. скорости

где v_кр - критическая скорость, v_макс - макс, скорость в газе,

- отношение уд. теплоёмкостей газа при постоянных давлении и объёме соответственно.

Маха число связано с др. подобия критериями - Эйлера числом Eu, Рейнольдса числом Re и Книдсена числом Kn соотношениями

В акустике пользуются M. ч.

или

(где

- амплитуда колебательной скорости частиц в звуковой волне, - избыточная плотность, обусловленная проходящей волной) для характеристики степени возмущения среды, вызванного распространением в ней звуковой волны. Поскольку предметом изучения акустики являются процессы, в к-рых возмущения среды малы, соответственно малы и значения M. ч.

это условие является количественным критерием применимости акустич. представлений. Напр., для звука в воздухе, интенсивность к-рого соответствует громкому разговору,

Знаете ли Вы, почему "черные дыры" - фикция?
Согласно релятивистской мифологии, "чёрная дыра - это область в пространстве-времени, гравитационное притяжение которой настолько велико, что покинуть её не могут даже объекты, движущиеся со скоростью света (в том числе и кванты самого света). Граница этой области называется горизонтом событий, а её характерный размер - гравитационным радиусом. В простейшем случае сферически симметричной чёрной дыры он равен радиусу Шварцшильда".
На самом деле миф о черных дырах есть порождение мифа о фотоне - пушечном ядре. Этот миф родился еще в античные времена. Математическое развитие он получил в трудах Исаака Ньютона в виде корпускулярной теории света. Корпускуле света приписывалась масса. Из этого следовало, что при высоких ускорениях свободного падения возможен поворот траектории луча света вспять, по параболе, как это происходит с пушечным ядром в гравитационном поле Земли.
Отсюда родились сказки о "радиусе Шварцшильда", "черных дырах Хокинга" и прочих безудержных фантазиях пропагандистов релятивизма.
Впрочем, эти сказки несколько древнее. В 1795 году математик Пьер Симон Лаплас писал:
"Если бы диаметр светящейся звезды с той же плотностью, что и Земля, в 250 раз превосходил бы диаметр Солнца, то вследствие притяжения звезды ни один из испущенных ею лучей не смог бы дойти до нас; следовательно, не исключено, что самые большие из светящихся тел по этой причине являются невидимыми." [цитата по Брагинский В.Б., Полнарёв А. Г. Удивительная гравитация. - М., Наука, 1985]
Однако, как выяснилось в 20-м веке, фотон не обладает массой и не может взаимодействовать с гравитационным полем как весомое вещество. Фотон - это квантованная электромагнитная волна, то есть даже не объект, а процесс. А процессы не могут иметь веса, так как они не являются вещественными объектами. Это всего-лишь движение некоторой среды. (сравните с аналогами: движение воды, движение воздуха, колебания почвы). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.