גל הלם

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית

ערך זה זקוק לעריכה, על מנת שיתאים לסגנון המקובל בוויקיפדיה.
לצורך זה ייתכנו סיבות אחדות: פגמים טכניים כגון מיעוט קישורים פנימיים, סגנון הטעון שיפור או צורך בהגהה. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה שלו.

ערך זה הינו חלק מהערך מכניקת הזורמים

אחד מההבדלים בין זורמים למוצקים הוא העובדה כי זורמים הם בעלי צפיפות לא קבוע. כלומר, הנפח שתופסת "חתיכת מסה" משתנה והיא לא קבועה עבור חומר מסוים ומשתנה במידה ניכרת בהתאם לתנאי הסביבה (גם במוצקים זה משתנה בהתאם לתנאי הסביבה, אך במעט מאד). אחת מהתכונות החשובות המשתנות בהתאם לסביבה בזורמים היא הצפיפות החומר (המסומנת בדרך כלל באות ρ. כאשר אנו עוסקים בזרימה במהירויות נמוכות, צפיפות החומר משתנה במעט מאוד ובקירוב טוב ניתן להתייחס אליה כאילו שהיא קבועה. מידע מועבר בתווך של זורם על ידי גרימת הפרעה במקום ממנו יוצא המידע (למשל קול). הפרעה זו מתקדמת בתוך החומר. בהפרעה, הכוונה היא להבדל קטן בלחץ המקומי של הזורם במקום בו נגרמת ההפרעה. זה משנה מעט את הלחץ ליד המקום, וזה שוב משנה את הלחץ במקום ליד, ובכך מתקדמת ההפרעה בתוך התווך. מהירות ההתקדמות של ההפרעה בתוך החומר נקראת "מהירות הקול" מכיוון שקול הוא הפרעה טיפוסית שכזו המתקדמת בתוך החומר. מהירות זו תלויה בסוג הזורם ובתנאי הסביבה (כגון צפיפות, טמפרטורה וכו'). כאשר גוף נע בתוך זורם (למשל מטוס, מכונית או אף אדם שהולך בתוך האויר של הסביבה), הוא גורם להפרעה של האויר. הפרעה זו כאמור מתקדמת בתווך, יותר מהר מאשר הגוף מתקדם, וגורם לתנועה של מולקולות הזורם, כך שהן נעות ו"מפנות את המקום" בו הן נמצאות כך שכשהגוף מגיע לשם, יהיה לו מקום פנוי. מצב זה הוא במקרה שמהירותו של הגוף נמוכה ממהירות הקול בתווך בו הוא נמצא. זוהי "זרימה תת-קולית", כלומר, מתחת למהירות הקול. בעיה מתחילה להווצר כאשר מהירות הגוף גדולה יותר ממהירות הקול בתווך - אז, עד לרגע הגעת הגוף למקום מסוים, אין למולקולות של התווך שום אפשרות "לדעת" שגוף מגיע ושהן "צריכות" לנוע משם על מנת לפנות את המקום. במקרה זה, נוצרת בקירבת הגוף המתקדם מעין קו גבול שכשהוא מגיע אל המולקולות, נותן להן תוך זמן קצר מכה מאוד חזקה כך שבבת אחת (ולא באופן הדרגתי כמו שקורה בהפרעה רגילה) המולקולות מפנות את מקומן. מדובר בשינויים קיצוניים, כאשר אותן מולקולות עוברות ממצב מנוחה למצב של מהירות מאוד גבוהה, טמפ' הרבה יותר גבוה מאשר קודם, צפיפות הרבה יותר גבוה וכן לחץ הרבה יותר גבוה. חזית הגבול הזו נקראית "גל הלם". זהו אותו גן הלם ששומעים למשל כאשר מטוסים עוברים את מהירות הקול ("בום על קולי").

[עריכה] ראו גם