sciencetalk

Wie hoort de knal als je door de geluidsmuur springt zoals dat experiment van vorige week. Hoort de springer het geluid als hij vertraagt en horen de mensen op de grond dit ook?

Volgens dit artikel van Space Safety Magazine hoorde Baumgartner geen knal. Hij merkte ook niet op een andere manier dat hij op zeker moment de geluidsbarriere doorbrak, dat bleek pas achteraf.

Chuck Yeager, de piloot die in 1947 als eerste de geluidsbarriere doorbrak zei: "The occupants in a supersonic jet don't hear the boom, just those on the ground below."

Zie ook dit topic

Op het moment van het doorbreken van de geluidsbarriere bewegen de drukgolven niet ten opzichte van de springer, hij zal dus niets horen. Daar komt nog bij dat er in het geval van Baumgartner waarschijnlijk geen geluidsgolven waren, tenzij hij hard gilde of zoiets, en daardaarbij vraag ik me af of je op die hoogte hoe dan ook iets hoort, vanwege de ijle lucht...

In feite is het ook logisch. Op het moment van het doorbreken van de geluidsbarrière ga je sneller dan het geluid, en kan dat geluid je dus ook niet inhalen.

Dat lijkt me inderdaad ook de logica. Als je het met een vliegtuig doet dan zit je als piloot normaliter voorin, terwijl de voornaamste herrie (motoren etc) zich achter je bevinden. Het geluid daarvan zal je dus niet inhalen, feitelijk zou het stiller moeten worden zodra je sneller gaat dan het geluid, omdat je de motoren 'buitenom' niet meer kunt horen. Dit geldt uiteraard niet voor trillingen in het toestel of geluid dat zich door de lucht IN het toestel verplaatst.

Afgezien daarvan is een sonic boom iets dat je alleen opmerkt op afstand. Voor het toestel zelf is er niet zoveel verschil tussen iets langzamer of iets sneller vliegen dan het geluid. Iemand op de grond hoort een 'knal' omdat voor een kort moment de geluidsgolven allemaal tegelijk bij hem aankomen.

Of je bij zo'n parachutesprong moet spreken over een geluidsbarriere is een aparte kwestie. Op die hoogte is de lucht zo ijl dat er welliswaar een geluidssnelheid is, maar dat de geleiding van geluid door de lucht erg klein is. Uiteraard werken je oren sowieso niet meer onder dergelijk lage druk, maar zelfs met een geschikte microfoon denk ik dat het effect heel klein zou zijn.

In tegenstelling tot wat de meeste science fiction laat horen/zien is er in de ruimte eigenlijk helemaal geen geluid - je zou bij wijze van spreke een rotje kunnen afsteken een meter achter een astronaut op een spacewalk zonder dat die daar ook maar iets van kan horen.

In tegenstelling tot wat de meeste science fiction laat horen/zien is er in de ruimte eigenlijk helemaal geen geluid

Zolang er geen enkele druk is, klopt dat natuurlijk.

je zou bij wijze van spreke een rotje kunnen afsteken een meter achter een astronaut op een spacewalk zonder dat die daar ook maar iets van kan horen.

Juist bij een explosie betwijfel ik dit. Er is dan sprake van een expanderend gas en dat veroorzaakt een kortstondig 'hoge' drukgebied waarin geluid zich kan voortplanten. Of een simpel rotje een vacuüm van een paar kubieke meter van zoveel druk kan voorzien dat de zich erin voorplantende drukgolven nog hoorbaar zijn weet ik niet, maar onmogelijk acht ik het niet.

Ik denk eerder dat ie een 'zetje' voelt door het gas dan geluid hoort - iets als een rotje produceert een deflagratie waarbij de schokgolf langzamer gaat dan het geluid... en is dus nog geen medium om het geluid te geleiden voordat de gassen de astronaut bereiken.

Dat lijkt me inderdaad ook de logica. Als je het met een vliegtuig doet dan zit je als piloot normaliter voorin, terwijl de voornaamste herrie (motoren etc) zich achter je bevinden.

De sonic boom klinkt op de grond als een dubbele knal, afkomstig van de boeggolf van de voorkant en de boeggolf van de achterkant van het vliegtuig.[shuttleknal, concordeknal] In theorie mag je daar tussenin een knal van het motorgeluid verwachten, maar blijkbaar is het motorgeluid zwak vergeleken met die boeggolven. De bron van de sonic boom herrie zit dus toch deels voor de neus van de piloot.

Afgezien daarvan is een sonic boom iets dat je alleen opmerkt op afstand.

Maar: hoe kleiner de afstand hoe luider de knal. Een supersonische straaljager die op 10 meter boven je langs scheert zal een opmerkelijke knal geven.[1 , 2]

Wat betreft het rotje waag ik het te betwijfelen of je het ooit af zou kunnen steken: wat er daarna gebeurt is voer voor filosofen...

Benm schreef: ↑di 23 okt 2012, 11:38
iets als een rotje produceert een deflagratie waarbij de schokgolf langzamer gaat dan het geluid

Maar als de schokgolf door de expansie van het medium naar het vacuum versneld wordt...

Geluid is tenslotte niets anders dan drukverschil in een medium. Drukverschil is er wel degelijk en een medium ook. Anders gezegd, vlak bij je oor zou je het zeker horen, of als het in plaats van een rotje een exploderende gasfles op wat grotere afstand was ook.

Ik denk niet dat je zo iets kleins als een rotje op een meter nog zou kunnen horen, maar prinicipieel is een gasexplosie die in een vacuüm ontstaat hoorbaar.

@eezacque:

of je het ooit af zou kunnen steken

Met iets gloeiends bijvoorbeeld, het rotje heeft geen externe oxidator nodig.

Dat afsteken lukt inderdaad wel - desnoods met een gloeidraaidje ipv een lont. Dat is nog wel te testen in een vacuumstolp of iets dergelijks... maar ben wel benieuwd wat er nou gebeurd met de gaswolk en het hoorbaar zijn van de knal.

Waarschijnlijk heb je een heel grote ruimte nodig om het echt goed te testen, maar een proefje met een stolp gevuld met lucht vs vacuum lijkt me al interessant.

jkien schreef: ↑ma 22 okt 2012, 20:09
Volgens dit artikel van Space Safety Magazine hoorde Baumgartner geen knal. Hij merkte ook niet op een andere manier dat hij op zeker moment de geluidsbarriere doorbrak, dat bleek pas achteraf.

In dit artikel staat dit wel voorwaardelijk. Die was door dat spinnen meer aan het vechten voor zijn leven en vermoedelijk helemaal niet geconcentreerd op dit fenomeen of gelijk welke gerelateerde waarneming:

Due to the spinning, which can be fatal if not quickly brought under control, Baumgartner did not hear the sonic boom when he broke the sound barrier. Only later did he find out his fastest speed, a recordbreaking 1.24 Mach.

Mensen op de grond horen dit inderdaad (als het niet te ver weg is). Maar hij zelf niet. Omdat hij zelf sneller dan het geluid gaat kan de knal hem als het ware niet bijhouden en zal hij hem niet horen.

Dat is wel een interessant punt. Als je kijkt naar bijvoorbeeld een straaljager dan zit de piloot voor de motoren, en zal het geluid daarvan hem niet inhalen, en lijkt het logisch dat de knal daarom niet hoorbaar is.

Maar stel dat je een passagierstoestel neemt waarbij mensen ook achter de motoren zitten, en daarmee door de geluidsbarriere gaat. In zo'n geval lijkt het me aannemelijk dat de mensen die achter de motoren zitten de knal wel horen.

Bij toestellen als de concorde of tu-144 zitten de passagiers voor de 'uitlaat' van de motoren, dus daarbij speelt het geen rol. Zou je het praktisch willen testen moet je een toestel met draaiende motoren naar beneden sturen zodat het voorbij mach 1 gaat. Voor zover ik weet bestaan er geen passagiersvliegtuigen waarbij dat binnen veilige operatie valt, en is er ook geen reden om dit te proberen bij een storing.

De 'knal' wordt toch veroorzaakt door de drukgolf (in de lucht) die voor het vliegtuig - of persoon in het geval van Baumgartner - uit gaat? Op de grond hoor je een knal als de drukgolf bij jou komt. Aangezien de drukgolf als een kegel om het vliegtuig/persoon zit en er dus nooit bij aankomt, zal je als veroorzaker nooit zelf de knal horen.