Der grooße Physik-Thread

[TheBiber]

Schallwellen breiten sich kugelförmig um die Schallquelle herum aus mit der ungefähren Schallgeschwindigkeit von 300m/s. Wenn sich die Schallquelle nun bewegt und man Momentaufnahmen betrachtet, dann sieht man örtlich versetzte Kreise (wenn man das ganze von der Seite betrachtet). Ist nun die Geschwindigkeit der Schallquelle gleich der Schallgeschwindigkeit, dann komprimieren sich die Schallwellen vor der Schallquelle zur Schallmauer. Um diese zu überschreiten, braucht man mehr Energie als für den "normalen" Flug, da man einem viel grösseren aerodynamischen Widerstand ausgesetzt ist. Sobald die Schallmauer durchbrochen ist, entsteht ein sogenannter Machscher Kegel, an dessen Mantel die Schallwellen äusserst komprimiert sind, weshalb sie eine vielfach grössere Druckwelle und damit Schallstärke bzw. Lautstärke entstehen lassen als wenn man die Schallquelle bei Unterschallgeschwindigkeit hört.

Am besten stellt man sich die Situation anhand folgender Grafik vor:



Links sieht man das Flugzeug bei Unterschallgeschwindigkeit, in der Mitte durchbricht es die Schallmauer und rechts fliegt es mit Überschallgeschwindigkeit. Die Kreise stellen dabei die Schallwellen dar. Der Machsche Kegel ist im rechten Bild eindeutig erkennbar, ebenso die zusammengequetschten Kreisränder im mittleren Bild, welche die Schallmauer erzeugen. Der Kegel ist im übrigen auch der Grund dafür, weshalb man den Überschallknall erst einige Zeit nach dem vorbeifliegen eines Überschallflugzeuges hört. Der Winkel des Kegels lässt sich berechnen, wenn die Geschwindigkeit der Schallquelle bekannt ist.
Die Lautstärke einer Schallquelle mit einer Überschallgeschwindigkeit wird übrigens NICHT verdoppelt, sie erhöht sich aber bei zunehmender Geschwindigkeit nach einer bestimmten Formel. Allerdings setzt dies voraus, dass ich euch erst die Begriffe Schallstärke und Lautstärke erklären müsste, wie diese zusammenhängen und wie die Zahlenwerte genau vom menschlichen Ohr wahrgenommen werden. Kann ich machen, wenn ihr darauf besteht.

@Schamane:
Mit selbstausgedachten Theorien verwirrt man nur andere Leute. Bleiben wir doch lieber bei seriösen Informationen.
Mir wurde früher einmal erklärt, die Schwerkraft entstehe durch die Drehung der Erde und hab das eine schöne Zeit lang geglaubt, was sich spätestens dann als falsch herausstellte, als ich mich ernsthaft mit Physik beschäftigte.