Hi,
见
https://en.wikipedia.org/wiki/Sonic_boom#Bullwhip
脚注 8 是一篇相关的论文。
有次我在住处附近的公园爬一座小山,从很远的地方就听到很大的重复的声响,觉得很奇怪,到底是什么东西能发出这么大的声响?出公园的时候发现是一个小学生在草地上玩
bullwhip,而且鞭子还很长。后来又在另一个地方看到别人玩,声音也非常大。
前天才知道,这种鞭子之所以能产生这么大的声响,是因为它的尖端部分的速度已经突破了音障(sound barrier)而产生了音爆(sonic boom).
论文我还没看,可以根据物理直觉想一下。因为 whip
的直径越来越细,手柄的地方粗,末端的直径细。当波或运动从后面传递到前面的时候,因为后端的物质多,前面的物质少,能量从后面往前面传递过去。
能量是守恒的,从公式看,动能 E_k = (m*v^2)/2, 当 E_k 不变,m 变小,则 v 必须变大,从 F=ma 也可以看出,但
m 变小了,因此加速度 a 变大。
So interesting!
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Best regards,
Atommann