Physik Forum

[mk15bp]

Hallo,

bin mir sehr sehr unsicher über folgende aufgabe...


Ein Überschallflugzeug fliegt an einem Flugzeugträger vorbei, wobei ein Wasserdampfkegel auftritt. Der Kegel hat einen Öffnungswinkel von 135°. Die Schallgeschwindigkeit beträgt 343 m/s.


http://www.science-at-home.de/bilder/referate/schallmauer_flugzeug.jpg

1. man hört den flugzeugmotor erst nach dem das flugzeug den beobachter passiert hat, aber schon bevor der oben gezeigte kegel den beobachter passiert.

--> keine idee, erste behauptung stimmt zwar, allerdings wird der kegel immer direkt am heck mitgezogen...

2. das flugzeug fliegt mit mach 1.1 (plusminus 10%)

--> mit Ma = 1/sin135° bekomme ich 1,414 Ma, allerdings steht im internet überall das bei mach 1,4 der winkel um die 90° betagen soll

3. ein beobachter hört den überschallknall in dem moment wo erstmalig die schallgeschwindigkeit überschritten wird

--> denke das ist richtig, obwohl der knall zeitverzögert ankommt ist die wesentlich aussage doch getroffen

4. der auf dem bild erkennbare sichtbare wasserdampf is im wesentlichen kondensat aus den triebwerken

--> das ist falsch, es handelt sich um den wolkenscheibeneffekt

5.wenn das flugzeug mit 0,872 mach auf einen beoabchter zufliegt, so sind die ursprünglich hörbaren frequenzen des antriebsgeräuschs im bereich von 3khz-16khz in den ultraschallbereich verschoben (>20khz)

--> müsste falsch sein, ultraschall tritt erst ab mach 1 auf




Bin jedem um jede Mithilfe im Voraus dankbar...

MFG

[Fritz]

Also ich kann jetzt spontan nur zu 5. was sagen, nämlich dass du da Überschall und Ultraschall zu verwechseln scheinst. Überschall hat etwas mit der Ausbreitungsgeschwindigkeit zu tun, Ultraschall mit der Frequenz.

Warum nun die Fluggeräusche höhere Frequenz haben hängt mit dem Dopplereffekt zusammen. Es ist sogar so, dass diese Verschiebung der Frequenz um so stärker ist je näher das Flugzeug an die Schallgeschwindigkeit herankommt, bis es dann bei Mach 1 zur Singularität kommt und man gar nichts mehr hört, auch nicht im Ultraschall.
Das kannst du leicht anhand der Formel (1) nachprüfen: http://de.wikipedia.org/wiki/Dopplereffekt

Ich hab das mal mit deinen Zahlen nachgerechnet, die 3kHz werden dementsprechend als etwa 23.4kHz wahrgenommen, oder eben vom Mensch nicht mehr

[mk15bp]

wow, vielen dank...

3kHz verschieben sich tatsächlich zu 23kHz infolge des Doppler Effekts...