Problema da Semana - 13

ÂNGULO DE MACH

A uma determinada altitude e temperatura, a velocidade Mach (M) de um avião é a razão entre a sua velocidade (v) e a velocidade do som (v_som).

Quando um avião se desloca a uma velocidade superior à do som, a onda de choque que o seu movimento provoca toma a forma de um cone (cone de Mach). Ao ângulo formado pela geratriz do cone e pela direcção do avião chama-se ângulo de Mach (a). A figura 2 mostra o esquema do cone de Mach provocado por um avião F15.

Figura 1                                                                                   Figura 2

A relação entre o ângulo de Mach (a) e a velocidade Mach (M) é dada pela seguinte expressão:

Para responderes às questões seguintes, tem em conta a relação anterior.

1.   Calcula o ângulo de Mach, quando um avião atinge uma velocidade Mach de 2.

2.   Se a velocidade Mach aumentar, o ângulo de Mach aumenta, diminui ou mantém-se? Explica a tua resposta.



Figura 3



3.   Na figura 3, vê-se o cone formado por um avião quando este ultrapassa a barreira do som. Recorrendo a material de medida, determina, aproximadamente, a velocidade Mach do avião.

Nota:

A designação Mach deve-se ao físico austríaco, do séc. XIX, Ernst Mach, que estudou óptica, mecânica e dinâmica de fluidos.