Hét vraag- en antwoordplatform van Nederland

Hoor je een supersonische knal als je in het vliegtuig zit die dat veroorzaakt?

Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
1.1K
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
nee je vliegt dan sneller dan het geluid dus kan je het niet horen
Bordensteker
8 jaar geleden
Het geluid op de grond dat in één keer (als een soort knal) hoorbaar wordt is ook nog hoorbaar als de motor of motoren op dat moment weinig geluid maken. Het wordt namelijk al veroorzaakt doordat het vliegtuig de lucht even opzij duwt. En doordat de vleugel even de lucht een mep naar beneden geeft.
Doordat de lucht niet even “gewaarschuwd” wordt (want die waarschuwing reist maar met de snelheid van het geluid voor een vliegtuig uit) gebeurt dat opzijduwen met een felle beweging, en achter het vliegtuig klapt de lucht weer heftig in het ontstane zog. Door de vorm van bijvoorbeeld de Concorde heel puntig te maken, met ook een opvallend taps toelopende staart, wordt dit effect beperkt.
De heftige beweging van de lucht is als een stevig geluid voortdurend hoorbaar als je er schuin achteraan mee zou vliegen. Maar je eigen herrie maakt dan dat je dat andere vliegtuig niet echt hoort. Een waarnemer op de grond (of eentje die er in een luchtballon in de buurt hangt) kan dat geluid echter niet vooraf horen aankomen. Hij krijgt het heel kort ná het passeren ineens allemaal tegelijk in zijn oor, en dát klinkt alsof er ergens een knal geproduceerd werd.
En in zo’n vliegtuig hoor je gewoon het voortdurende ruisen van de snel langsstromende lucht. Want dat ontstaat al vanaf het puntje van de neus.
En het geluid van de motoren komt binnendoor en via het frame bijtijds bij de oren van de passagiers. Het effect van een knal horen blijft gereserveerd voor degenen die niet mee ingestapt zijn.

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (1)

Nee.
De geluidsknal van een vliegtuig dat sneller dan het geluid vliegt wordt gehoord door waarnemers die het geluid van het naderende vliegtuig niet geleidelijk maar ineens op hetzelfde moment in het oor krijgen. Het vliegtuig moet dus snel voorbijkomen, als je er zelf in zit hoor je geen bijzonder geluid.

Toegevoegd na 33 minuten:
De waarnemer op de grond hoort ineens op één moment zowel het geluid dat het vliegtuig maakte toen het recht boven hem vloog, maar ook het geluid dat het vliegtuig maakte toen het een stukje verder gevlogen was (het vliegtuig is al voorbij de waarnemer op het moment dat hij het geluid voor het eerst kan horen – en op dat éne moment komt ineens een heleboel geluid tegelijk bij zijn oor aan), en vooral ook het geluid dat het vliegtuig al aan het maken was toen het nog niet over de waarnemer was heengevlogen.
Het vliegt zo snel dat je het als waarnemer op de grond niet kunt horen aankomen, maar je krijgt als het net voorbij is ineens alsnog ál dat “achterstallige” geluid tegelijk bij jouw oor.

Het knal-effect is dus een gevolg van het feit dat het vliegtuig in ‘stilstaande’ lucht een (niet snel meebewegende) waarnemer snel voorbijvliegt. Het vliegtuig produceert geen explosies of zo, en er is in het vliegtuig niets geks te horen.

Een eerdere vraag gaat met antwoorden en reacties (veel) dieper op het verschijnsel in: http://www.goeievraag.nl/wetenschap/natuurkunde-scheikunde/vraag/563489/hoor-vliegtuig-geluidsbarriere-heen-gaat
(Lees meer...)
Bordensteker
8 jaar geleden
Bordensteker
8 jaar geleden
Wil de geachte minnaar ook argumenten noemen?
Er is nergens een knal of explosie in de gewone betekenis van het woord.
Maar doordat de lucht het geluid niet snel genoeg bij ons oor kon brengen, krijgen we al het geluid in één keer bij ons oor, en dat klinkt als een knal.
Bordensteker
8 jaar geleden
Stel je voor dat een boot kalm over een glad water vaart. Dan krijg je golven zoals in deze foto: http://www.wikiwaves.org/files/a/a1/Wake.avon.gorge.arp.750pix.jpg .
Als je aan de oever zit, komen die boeggolven, even nadat de boot voorbij is, het water aan de waterkant gedurende korte tijd even flink laten bewegen. Het gras of het riet langs de oever wordt daardoor kort heen en weer bewogen.
Dit is hoe je je het vertraagd langskomen van achterstallig geluid kunt voorstellen. Nu pakken we een kleine maar stevige hengel en zetten die dwars op de vaarrichting goed vast aan de zijkant tamelijk ver achteraan de boot. Met de top van de hengel laag boven het water, op een of twee meter afstand van de boot, en aan een kort stukje vislijn doen we dan een plastic badeendje.
Dat badeendje vaart dus naast de boot mee, en het zit daarbij voortdurend ergens in het meereizend golfpatroon, dat wil zeggen, het drijft de hele tijd mee juist bovenop een meebewegende golftop, of juist onderin een meebewegend golfdal, of in een gebied met neergaand water of in een gebied met omhoogkomend water.
Het badeendje zal zelf niet omhoog en omlaag bewegen. Het blijft steeds strak op dezelfde plek naast de boot, en de hele tijd even hoog of laag op die vaste plek in het meebewegend golfpatroon. Maar een stilliggend badeendje dat bij de oever in het water drijft, gaat wél ineens gedurende een beperkte tijd flink op en neer bewegen. Nou, hieraan moet je denken als je probeert te begrijpen hoe het achterstallige geluid wél ineens invloed heeft op de oren van een stilstaande waarnemer, maar niet op de oren van een met de beweging meereizende luisteraar.
Alleen als het andere badeendje aan de oever ineeens omhoog en omlaag aan het gaan is, en het gras of riet heen en weer aan het bewegen is, is er een luchtbeweging die door een oor als geluid kan worden opgevangen.
Het meegetrokken badeendje bij de boot gaat niet op en neer, dus daar is voor een meereizend oor géén geluid.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Van mij een +.
Een voorbeeld: Vliegtuig (B1) vliegt met 1,1 x v (v = geluidssnelheid)
Luisteraar (U) staat op 3030 m. Vliegtuig vliegt 0,1s verder (B2) en legt daarbij 33 m af. Het produceert dan geluid op een afstand van 3000 m van U. Het geluid van het begin van die tiende seconde komt dan tegelijk aan op U met het geluid van het eind van die tiende seconde. Wat ertussen zit met een heel klein verschil. Daardoor dus het knaleffect. NB De waarden zijn afgerond.
Verwijderde gebruiker
8 jaar geleden
Wanneer het vliegtuig de snelheid van het geluid bereikt overlappen de geluidsgolven elkaar en ontstaat er een geluidsgolf met een zeer grote amplitude: een schokgolf. Vroeger dacht men dat het moeilijk zou zijn de barrière van het geluid te doorbreken en noemde men het de geluidsmuur. Maar het vliegtuig heeft hiervoor geen extra snelheid nodig. Is deze "geluidsmuur" eenmaal gepasseerd, dan doet zich een heel ander fenomeen voor. Het vliegtuig vliegt nu sneller dan de geluidsgolven die het uitzendt. Bij een lagere snelheid zijn die geluidsgolven de voortekenen voor de moleculen rond en vóór het vliegtuig. Hierdoor kunnen de moleculen zich op voorhand ordenen en kunnen ze makkelijk langs de neus of vleugels van het vliegtuig passeren. Als deze signalen te laat komen wordt de onvoorbereide lucht plots doorboord met de punt van het vliegtuig, met een weerstandsverhoging tot gevolg. Een waarnemer zal buiten deze kegel niets horen, maar wanneer het vliegtuig hem passeert is zal hij alle geluidsgolven tegelijkertijd horen die elkaar overlappen. Doordat wij met ons oor geen onderscheid meer kunnen maken tussen al dat samenvallende geluid, horen we één, soms twee luide knallen als het vliegtuig gepasseerd is. De fysische toestand binnen en buiten de kegel is zeer verschillend. Zo is de totale druk binnenin de kopgolf veel lager waardoor er soms een spectaculaire condensatiewolk ontstaat. Dit verschijnsel ontstaat door adiabatische expansie en wordt een Prandtl-Glauert singulariteit genoemd. Doordat de drukverlaging zo snel optreedt dat er geen warmteuitwisseling plaats kan vinden, daalt de temperatuur van de lucht achter het vliegtuig. Dit gebeurt zo sterk dat de waterdamp in de lucht condenseert en zichtbare waterdruppeltjes (in de vorm van een wolk) vormt. Het oppervlak waarover de waterdamp ontstaat visualiseert de vorm van de omwentelingskegel, op de plaats waar de druk het meest daalt is de wolk het best te zien, dit is meestal achter de vleugels.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 2500
Gekozen afbeelding