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Stoßwellenphysik

Stoßwellenphysik
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Anonim

Stoßwelle, starke Druckwelle in einem elastischen Medium wie Luft, Wasser oder einer festen Substanz, die durch Überschallflugzeuge, Explosionen, Blitze oder andere Phänomene erzeugt wird, die heftige Druckänderungen hervorrufen. Stoßwellen unterscheiden sich von Schallwellen darin, dass die Wellenfront, in der die Kompression stattfindet, ein Bereich plötzlicher und heftiger Änderungen von Spannung, Dichte und Temperatur ist. Aus diesem Grund breiten sich Stoßwellen anders aus als gewöhnliche Schallwellen. Insbesondere bewegen sich Stoßwellen schneller als Schall und ihre Geschwindigkeit nimmt mit zunehmender Amplitude zu; Die Intensität einer Stoßwelle nimmt jedoch auch schneller ab als die einer Schallwelle, da ein Teil der Energie der Stoßwelle zur Erwärmung des Mediums aufgewendet wird, in dem sie sich bewegt. Die Amplitude einer starken Stoßwelle, wie sie durch eine Explosion in der Luft erzeugt wird, nimmt fast mit dem umgekehrten Quadrat der Entfernung ab, bis die Welle so schwach geworden ist, dass sie den Gesetzen der Schallwellen folgt. Stoßwellen verändern die mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften von Festkörpern und können daher verwendet werden, um die Zustandsgleichung (eine Beziehung zwischen Druck, Temperatur und Volumen) eines Materials zu untersuchen.

Ton: Stoßwellen

Wenn die Geschwindigkeit der Quelle größer als die Schallgeschwindigkeit ist, tritt eine andere Art von Wellenphänomen auf: der Schallknall. Ein Überschallknall