質問: 衝撃波について 超音速で運動する物体が生じる衝撃波についてなのですが、以下の各点について詳しく知りたいと思います。 物理に詳しい方にお答えいただけると幸いです。 1. 無音で運動する物体は衝撃波を生じるのでしょうか?それとも物体自体が「音源」でないと衝撃波は生じないのでしょうか。(もちろん物体自体は超音速で運動しているという前提で) 2. 物体が音速を超える瞬間に、物体の中にいる人はなんらかの衝撃を感じるのでしょうか? 3. そもそも衝撃波とは何の波なんでしょうか。通常の音波と同じように空気の密・粗の波でしょうか? 4. 爆弾等が爆発したときに、周囲の空気の膨張する速度が音速を超えていたとすると、その「音速を超えた空気という物体」からは衝撃波が生じるのでしょうか? また、仮に衝撃波が生じるとすると、それはいわゆる「爆風」と同じものなのでしょうか? 原理をちゃんと勉強すればいいのでしょうが、数式が苦手でどうしても...なので質問させていただきました。 いずれか1点についてのご回答でも大歓迎です。 よろしくお願いします。
回答: no.1の方が回答しているので相違点のみ回答します。 2. 通常は衝撃を感じることはありません。物体が音速を超えた瞬間の衝撃波は極めて弱くて衝撃波前後の圧力差はゼロです。音速から速度が上がるにつれて圧力差は大きくなりますが、連続的に物体が加速しているのなら圧力差もゼロから連続的に変化しますので、衝撃はありません。 4.に関連して、これは「音速を超えた空気という物体」である必要はありません。例えばトンネルに入った新幹線はわずかな圧力上昇である微気圧波を作ります。これが長いトンネルを伝播する間に衝撃波へと成長します。トンネルの出口で大きな音がするのはこのためです。