Kırbacı Şaklatınca Çıkan Sesin, Ses Hızını Geçtiği İçin Meydana Gelmesi
Neden çıkıyor o ses?
kırbaç, tarih öncesi dönemden günümüze kadar hep insanoğlunun elinde yer bulmuştur. savaşlardan, hayvan terbiyesine hatta günümüzde de seks oyuncaklarına dönüşmüştür. fiziki yapısı ve çıkardığı sesle birlikte insanlarda farklı bir aura oluşturmuştur.
kırbaç sesi, bilimsel olarak küçük bir ses duvarı patlamasıdır. 1927 yılında yüksek hızlı fotoğrafçılığın icadı ile kırbacın çıkardığı sesin, ses duvarını aşan bir hareketten kaynaklandığı keşfedilmiştir.
bu ses, kırbacın ucunun ses hızını aşmasıyla oluşur. kırbaç savrulduğunda, dalga hareketi kırbacın uzunluğu boyunca ilerler ve uca doğru hızlanır. bu hızlanma, kırbacın ucunun ses hızını aşmasına neden olur ve bu da bir “sonik patlama” yaratır.
kırbacın savrulması sırasında, kırbacın kalın kısmından ince kısmına doğru bir dalga hareketi oluşur. bu dalga, kırbacın ucuna ulaştığında hızlanır ve böylece ses hızını aşar ve çatlama sesi çıkarır.
Peki bu nasıl oluyor?
Bir kırbacın ucunun sesten daha hızlı hareket etmesi olgusu, öncelikle mekaniğinden kaynaklanır. İşte temel faktörlerin bir dökümü:
Dalga Yayılımı: Bir kırbaç çatladığında hareket, sapından başlar ve kırbacın uzunluğu boyunca ilerler. Kırbaç genellikle sivrilir, yani uca doğru incelir ve hafifler. Bu tasarım, hareketin enerjisinin kırbaç boyunca hareket ederken yoğunlaşmasını sağlar.
Enerjinin Korunumu: Kırbaç şaklatıldığında, idare edenin hareketinden gelen enerji kırbaç boyunca aşağı doğru aktarılır. Kırbaç daraldığı için aynı miktarda enerji daha küçük bir alana odaklanır ve bunun sonucunda uçta daha yüksek bir hız elde edilir.
Ses Hızı: Kırbacın ucu, yerel bir dalga olduğu için ses hızını aşabilir (yaklaşık saniyede 343 metre veya oda sıcaklığında havada saniyede 1.125 fit). Kırbacın kendisinin bu hızda hareket etmesi gerekmez; Bunun yerine, hareket kırbaç boyunca aktarılırken uç hızla hızlanır.
Çatlama Sesi: Kırbacın ucu ses bariyerini kırdığında, genellikle kırbacın "çatlaması" olarak adlandırılan küçük bir ses patlaması yaratır. Bu, ucun ses hızından daha hızlı hareket etmesinin, önündeki havayı sıkıştırmasının ve şok dalgaları yaratmasının bir sonucudur.
Özetle, kırbacın tasarımı enerjinin uca doğru yoğunlaşmasını ve hızlandırılmasını sağlar ve kullanıcı o hıza yakın bir yerde hareket etmese bile sesten daha hızlı hareket etmesini sağlar.