Encontre o número Mach de um objeto a partir de sua velocidade e da velocidade local do som, derive a velocidade do som a partir da temperatura do ar ou classifique um número Mach por regime de fluxo - M = v/a.
Velocidade e velocidade do som
343 m/s is standard for dry air at 20°C. Use the From Temperature tab to derive it for other conditions.
Número Mach
—
Enter speed and the local speed of sound to compute.
Regime de fluxo—
Velocidade do som usada—
Derive a velocidade do som a partir da temperatura do ar
O ar mais frio diminui a velocidade do som, o que aumenta o número Mach para a mesma velocidade do objeto – é por isso que as aeronaves atingem um determinado número Mach mais facilmente em altitudes altas e frias.
Número de temperatura Mach (pés (ft))
—
Enter speed and air temperature to compute.
velocidade do som (pés (ft))—
Regime de fluxo (pés (ft))—
Classificar por número Mach
Paste a Mach value from the first tab, or type one directly.
Flow regime convention: below Mach 0.8 is subsonic, 0.8–1.2 is transonic, 1.2–5 is supersonic, and above Mach 5 is hypersonic.
Regime de fluxo
—
Insira um número Mach para classificar o fluxo.
Limiares do regime
Regime
Alcance Mach
Subsônico
M < 0,8
Transônico
0.8 – 1.2
Supersônico
1.2 – 5
Hipersônico
M > 5
Thresholds follow the standard aerodynamics convention; exact transition points vary with vehicle shape and altitude.
4 min de leitura3 etapas8 termos3 exemplos6 perguntasM = v / a
O número Mach informa a rapidez com que algo está se movendo em relação à velocidade do som no ar circundante – um único número adimensional que determina se o fluxo de ar se comporta de maneira suave ou violenta.
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Etapas
Como usar esta calculadora
3 etapas▸
1
Insira a velocidade e a velocidade do som
On the Mach Number tab, type the object's speed and the local speed of sound. Se você não sabe a velocidade do som para suas condições, use 343 m/s (ar seco, 20°C) como um padrão razoável ou mude para a guia Da temperatura.
2
Or derive it from air temperature
Na guia Da temperatura, insira a velocidade do objeto mais a temperatura do ar. A calculadora deriva primeiro a velocidade local do som a partir da temperatura e depois calcula o número Mach a partir disso.
3
Read the Mach number and flow regime
The result card shows the Mach number and labels the flow as subsonic, transonic, supersonic, or hypersonic. Use a guia Regime de Fluxo para classificar um número Mach que você já possui sem inserir novamente a velocidade.
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Referência
Fórmula e metodologia
2 fórmulas▸
Número Mach
M = v / a
The Mach number M is the ratio of an object's speed v to the local speed of sound a. Tanto v quanto a devem estar nas mesmas unidades (normalmente m/s); M é adimensional.
Velocidade do som devido à temperatura
a ≈ 331.3 + 0.606 · T(°C)
Esta aproximação linear fornece a velocidade do som no ar seco próximo à pressão ao nível do mar, onde T é a temperatura do ar em graus Celsius. A relação exata é a = √(γRT) para um gás ideal, mas esta aproximação tem precisão de cerca de 0,5% em relação às temperaturas atmosféricas típicas.
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Glossário
Principais termos explicados
8 termos▸
Número MachUma razão adimensional entre a velocidade de um objeto e a velocidade local do som, escrita M = v/a. Mach 1 significa que o objeto está se movendo exatamente na velocidade do som.
Velocidade do somA velocidade com que as ondas sonoras viajam através de um meio. In air it depends primarily on temperature, roughly 343 m/s at 20°C and slower in colder air.
SubsônicoFlow or motion at a Mach number below about 0.8, where air behaves as an incompressible fluid and compressibility effects are negligible.
TransônicoA faixa Mach varia aproximadamente entre 0,8 e 1,2, onde o fluxo de ar sobre partes de um objeto pode ser localmente supersônico, mesmo que a velocidade geral do objeto esteja próxima de Mach 1.
SupersônicoMovimento com um número Mach superior a 1, o que significa que o objeto ultrapassa as ondas sonoras que gera, produzindo ondas de choque e um estrondo sônico.
HipersônicoMovimento a um número Mach superior a cerca de 5, onde o aquecimento aerodinâmico e os efeitos da química do ar tornam-se preocupações dominantes no projeto.
Fluxo compressívelFluid flow in which density changes significantly with pressure, becoming important as Mach number approaches and exceeds 1.
pés (ft)Unidade de comprimento do sistema usual dos Estados Unidos. 1 pé (ft) = 12 polegadas (in) = 0,3048 m.
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Situações comuns
Exemplos práticos
3 exemplos▸
✈️
Jato comercial
Avião de cruzeiro
Velocidade 343 m/sVelocidade do som 343 m/s
At 343 m/s against a speed of sound of 343 m/s, M = 343/343 = 1.00 — exactly Mach 1, the transonic boundary. A real airliner cruises a bit below this, around Mach 0.78–0.85, to stay comfortably subsonic.
🌡️
Voo de alta altitude
Da temperatura do ar
Velocidade 250m/sTemperatura do ar 15°C
At 15°C the speed of sound is about 340.4 m/s (331.3 + 0.606 × 15). Mach number = 250/340.4 ≈ 0.73 — subsonic, just below the transonic boundary. Colder air at altitude lowers the speed of sound, which raises the Mach number for the same true airspeed.
🚀
Jato de combate
Corrida supersônica
Número Mach 1.8
A Mach number of 1.8 falls in the supersonic range (1.2–5). The aircraft is moving 1.8 times faster than sound, generating a sonic boom and shock waves along its airframe.
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Referência
Citar esta calculadora
APA e MLA▸
Use um destes formatos para citar esta calculadora em um trabalho ou relatório.
O número Mach informa a rapidez com que algo está se movendo em relação à velocidade do som no ar circundante – um único número adimensional que determina se o fluxo de ar se comporta de maneira suave ou violenta. Esta calculadora encontra o número Mach a partir da velocidade e velocidade do som, deriva a velocidade do som a partir da temperatura do ar e classifica qualquer número Mach em um regime de fluxo.
Como funciona a calculadora do número Mach
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The Mach number is simply M = v/a, the object's speed divided by the local speed of sound. Como a velocidade do som no ar não é constante – depende da temperatura – a mesma velocidade física corresponde a diferentes números de Mach em diferentes condições. O ar frio e de alta altitude tem uma velocidade do som mais baixa do que o ar quente ao nível do mar, portanto, uma aeronave voando na mesma velocidade real atinge um número Mach mais alto em altitude.
A calculadora usa a aproximação linear padrão a ≈ 331,3 + 0,606·T(°C) para a velocidade do som no ar seco, que rastreia a relação exata do gás ideal a = √(γRT) de perto nas faixas de temperatura relevantes para a aviação e para o dia a dia. física.
Entradas e o que elas significam
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Speed can be entered in meters per second or kilometers per hour. A velocidade do som está em metros por segundo – 343 m/s é o valor comumente citado para ar seco a 20°C, mas cai para cerca de 295 m/s a -40°C, uma diferença que é importante para voos em grandes altitudes. Air temperature accepts Celsius or Fahrenheit and feeds directly into the speed-of-sound approximation on the From Temperature tab.
Limites e casos extremos
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A aproximação baseada na temperatura assume ar seco próximo à pressão atmosférica padrão; as mudanças de umidade e pressão causadas pela altitude alteram ligeiramente a velocidade real do som. A fórmula linear também perde precisão em temperaturas extremas, muito fora das faixas atmosféricas típicas. Para trabalhos precisos de engenharia aeroespacial, use a relação a = √(γRT) completa com os valores apropriados de γ e a constante de gás específica R para a atmosfera real ou consulte um modelo de atmosfera padrão.
❓
Perguntas
Perguntas frequentes
6 perguntas▸
Qual é a fórmula do número Mach?+
O número Mach é M = v/a, onde v é a velocidade do objeto e a é a velocidade local do som, ambas nas mesmas unidades. É uma proporção simples, portanto não possui unidades próprias.
O que significa Mach 1?+
Mach 1 significa que um objeto está se movendo exatamente na velocidade local do som. Abaixo de Mach 1 é subsônico e acima de Mach 1 é supersônico; a região em torno de Mach 1 (aproximadamente 0,8 a 1,2) é chamada transônica.
Por que a velocidade do som muda?+
A velocidade do som no ar depende principalmente da temperatura, não diretamente da pressão ou altitude. O ar mais quente tem moléculas mais energéticas e que se movem mais rapidamente, por isso o som viaja através dele mais rapidamente. É por isso que a velocidade do som cai no ar frio em grandes altitudes.
O que é considerado supersônico?+
Supersônico significa um número Mach maior que 1 – o objeto está se movendo mais rápido do que as ondas sonoras que produz, o que cria um estrondo sônico.
A altitude afeta o número Mach para a mesma velocidade?+
Sim. Como altitudes mais elevadas são normalmente mais frias, a velocidade do som é menor lá em cima. Voar na mesma velocidade real em uma altitude mais alta e mais fria resulta em um número Mach mais alto do que voar ao nível do mar.
Quais unidades o número Mach usa?+
O número Mach não tem dimensão – não possui unidades, pois é uma relação de duas velocidades. Insira a velocidade em m/s ou km/h e a calculadora fará a conversão internamente.
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