Última atualização: 30 de Oct. de 2024

Calculadora do Número de Mach

Q: Como encontrar o número de Mach de uma aeronave voando a 31.000 pés (aprox. 9 km)?

Para encontrar o número de Mach de uma aeronave comercial voando a 31.000 pés , você precisa: Considerar a temperatura a 31.000 pés (aprox. 9 km) como: T = -46,42 °C (226,73 K) ; Usar a temperatura em Celsius para calcular a velocidade do som: c = 331,3⋅√(1+T/(273,15)) = 301,84 m/s Considerar a velocidade de voo do avião como v = 252,1 m/s (Boeing 787); Dividir a velocidade do avião pela velocidade do som: M = 252,1/301,84 = 0,84 Ótimo , você acabou de encontrar a resposta correta!

Q: Qual é o número de Mach da ISS nesse instante?

O número de Mach da Estação Espacial Internacional (International Space Station) é de impressionantes 22,33! A ISS orbita a Terra com uma velocidade constante de 7,66 km/s , razão pela qual encontramos esse grande número de Mach . Como essa velocidade é constante, e não há ar ou atmosfera na órbita da ISS, os astronautas não sentem nenhum efeito desagradável e a ISS está a salvo de danos estruturais .

Q: O que é o número de Mach na mecânica dos fluidos?

O número de Mach é uma quantidade adimensional. Na mecânica dos fluidos, ele representa a razão da velocidade do fluxo que passa por uma seção do fluido comparada com a velocidade do som local. Usando o número de Mach, os fluxos podem ser classificados como: Fluxo incompressível: M = 0 ; Fluxo subsônico: 0 < M < 1 ; Fluxo transônico: 0,8 ≤ M ≤ 1,2 ; Fluxo supersônico: M > 1 ; e Fluxo hipersônico: M > 3 .

Q: Qual é o número de Mach da velocidade da luz?

O número de Mach para a velocidade da luz é 873.768 ! Você pode determinar seu valor considerando as seguintes etapas: Considere a velocidade da luz no ar como 299.702.547 m/s ; Considere a velocidade do som no ar como 343 m/s ; Divida a velocidade da luz pela velocidade do som; e É isso! Você descobriu que o número de Mach para a luz é 873.768 .

Q: O que pode acontecer se o número de Mach crítico é excedido?

Exceder um número de Mach crítico pode levar a um fenômeno chamado compressibilidade . Quando uma aeronave está sob compressibilidade, as ondas de choque criadas no fluxo de ar a colocam em um mergulho impossível de ser manobrado, estas ondas também podem causar danos à estrutura da aeronave .

Criada por Rahul Dhari

Revisada por Steven Wooding

Steven Wooding

Physicist holding a 1st class degree and a member of the Institute of Physics. Creator of the UK vaccine queue calculator, and featured in many publications, including The Sun, Daily Mail, Express, and Independent. Tenacious in researching answers to questions and has an affection for coding. Hobbies include cycling, walking, and birdwatching. You can find him on Twitter @OmniSteve. See full profile

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Traduzida por Dr.(a) João Rafael Lucio dos Santos

João Rafael Lucio dos Santos

PhD, Federal University of Campina Grande

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Joao is a physicist, researcher, and professor in Brazil. He earned his Ph.D. in Physics at the University of Rochester, NY in 2013. He has written several papers in international journals, mainly in field theory and cosmology. Joao is also a researcher and the outreach leader for the BINGO telescope. This state-of-the-art radio telescope will be operating in the Northeast of Brazil in a few years. He believes in the importance of spreading knowledge and high-quality information among society and the public in general. He also believes that people can enjoy the learning process if it is funny and if they can see it as a path to change their life, even in daily activities. In his free time, he enjoys running, playing tennis, cooking, traveling, and having pleasant moments with his relatives and friends. See full profile

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Índice

O que é o número de Mach?Como calcular o número de Mach?Exemplo: usando a calculadora do número Mach O que são fluxos supersônicos e subsônicos?Perguntas frequentes

A calculadora do número de Mach da Omni determina o número de Mach para a velocidade que você desejar. Se você já se perguntou “qual é a velocidade de voo de uma aeronave que faz estrondos no céu?”, esta calculadora revelará que a velocidade é muito maior do que a velocidade do som. A calculadora também informará a você o significado dos termos supersônico e subsônico! Continue lendo para que você entenda o que é o número de Mach e como ele pode ser calculado.

O que é o número de Mach?

O som viaja em diferentes velocidades em diferentes meios e em diferentes temperaturas, você pode entender melhor esta propriedade acessando a nossa calculadora de velocidade do som em sólidos 🇺🇸. Essa velocidade é comparada com a velocidade de um objeto, como uma aeronave ou um barco. A razão entre a velocidade de um objeto e a velocidade do som é conhecida como número de Mach. O número de Mach é uma quantidade adimensional, ou seja, não possui dimensão. Matematicamente, a equação do número de Mach pode ser escrita como:

M = \frac{v}{c}

onde $v$ é a velocidade do objeto e $c$ é a velocidade do som.

Por padrão, assumimos que a temperatura do ar é $20 \degree C$ , mas você pode alterá-la no campo Temperatura do ar, para que nossa calculadora se adapte ao novo valor. A velocidade do som no ar, com uma temperatura $T$ (em $\degree C$ ), é dada pela fórmula:

c = 331{,}3 \cdot \sqrt{1+\frac{T}{273{,}15}}

🙋 Se você quiser saber mais sobre essas fórmulas, visite nossa calculadora de velocidade do som!

Como calcular o número de Mach?

Para calcular o número Mach, você deve seguir os passos abaixo:

Passo 1: Defina as unidades apropriadas para a velocidade na lista à direita. Se precisar de ajuda com a conversão, você também pode usar nosso conversor de velocidade 🇺🇸.
Passo 2: Insira a velocidade do objeto.
Passo 3: Insira a velocidade do som.
Passo 4: A calculadora do número de Mach agora dirá a você qual é o número de Mach para o objeto fornecido.

Exemplo: usando a calculadora do número Mach

Faça uma estimativa do número de Mach de uma aeronave voando a uma velocidade de $1.500\ \mathrm{km/h}$ . Dada a velocidade do som: $343\ \mathrm{m/s}$ .

Passo 1: Defina as unidades ou converta ambas as velocidades nas mesmas unidades, por exemplo, m/s. De modo que,

$v = 1.500\ \mathrm{km/h} = 416{,}67\ \mathrm{m/s}$ .

Passo 2: insira a velocidade da aeronave como $416{,}67\ \mathrm{m/s}$ .
Passo 3: Insira a velocidade do som como $343\ \mathrm{m/s}$ .
Passo 4: O número de Mach ou a velocidade de Mach da aeronave é:

M = \frac{416{,}67}{343} = 1{,}21

Como alternativa, você também pode estimar a velocidade de uma aeronave usando sua velocidade de Mach. Por exemplo, se a aeronave estiver viajando a $3$ Mach. Qual é a velocidade em metros por segundo?

Passo 1: Digite o número de Mach como $3$ .
Passo 2: Insira a velocidade do som como $343\ \mathrm{m/s}$ .
Passo 3: A calculadora de velocidade de Mach retornará a velocidade da aeronave como $1.029\ \mathrm{m/s}$ . Matematicamente, esse resultado é obtido a partir da equação:

v = M \cdot c = 343 \cdot 3 = 1.029\ \mathrm{m/s}

🔎 O avião voando pode ter uma velocidade diferente da velocidade indicada por um medidor. Essa diferença também está relacionada ao número de Mach. Consulte nossa calculadora de velocidade verdadeira (TAS) 🇺🇸 para saber mais!

O que são fluxos supersônicos e subsônicos?

Bell X-1B, a primeira aeronave tripulada a atingir velocidades supersônicas.

A primeira aeronave a quebrar a barreira do som foi um Bell X1 pilotado por Chuck Yeager no ano de 1947. A barreira do som é o termo usado quando uma aeronave está se aproximando da velocidade do som e o número de Mach informa qual é a relação de proporção entre a velocidade da aeronave e a velocidade do som. O número de Mach é usado para caracterizar o fluxo da velocidade nas seguintes categorias:

Faixa de número de Mach	Tipo de fluxo	Tipo de objetos	Exemplos comuns
<0,8	Subsônico	Aviões de passageiros e helicópteros	Dornier 228, Boeing 747-400, Airbus A330-300
0,8-1,2	Transônico	Aeronaves militares de treinamento	M346 Master, T45 Goshawk, B-1B Lancer
1,2-5,0	Supersônico	Aeronaves militares	MiG 21 Fishbed, F 16 Fighting Falcon, Mirage 2000H
5,0-10,0	Hipersônico	Mísseis balísticos, veículos experimentais	Bramhos-II, NASA X15

Confira as calculadoras a seguir para saber mais sobre os incríveis fenômenos que ocorrem no regime de fluxo supersônico:

Perguntas frequentes

Como encontrar o número de Mach de uma aeronave voando a 31.000 pés (aprox. 9 km)?

Para encontrar o número de Mach de uma aeronave comercial voando a 31.000 pés, você precisa:

Considerar a temperatura a 31.000 pés (aprox. 9 km) como: T = -46,42 °C (226,73 K);
Usar a temperatura em Celsius para calcular a velocidade do som:

c = 331,3⋅√(1+T/(273,15)) = 301,84 m/s
Considerar a velocidade de voo do avião como v = 252,1 m/s (Boeing 787);
Dividir a velocidade do avião pela velocidade do som:

M = 252,1/301,84 = 0,84
Ótimo, você acabou de encontrar a resposta correta!

Qual é o número de Mach da ISS nesse instante?

O número de Mach da Estação Espacial Internacional (International Space Station) é de impressionantes 22,33! A ISS orbita a Terra com uma velocidade constante de 7,66 km/s, razão pela qual encontramos esse grande número de Mach. Como essa velocidade é constante, e não há ar ou atmosfera na órbita da ISS, os astronautas não sentem nenhum efeito desagradável e a ISS está a salvo de danos estruturais.

O que é o número de Mach na mecânica dos fluidos?

O número de Mach é uma quantidade adimensional. Na mecânica dos fluidos, ele representa a razão da velocidade do fluxo que passa por uma seção do fluido comparada com a velocidade do som local.
Usando o número de Mach, os fluxos podem ser classificados como:

Fluxo incompressível: M = 0;
Fluxo subsônico: 0 < M < 1;
Fluxo transônico: 0,8 ≤ M ≤ 1,2;
Fluxo supersônico: M > 1; e
Fluxo hipersônico: M > 3.

Qual é o número de Mach da velocidade da luz?

O número de Mach para a velocidade da luz é 873.768! Você pode determinar seu valor considerando as seguintes etapas:

Considere a velocidade da luz no ar como 299.702.547 m/s;
Considere a velocidade do som no ar como 343 m/s;
Divida a velocidade da luz pela velocidade do som; e
É isso! Você descobriu que o número de Mach para a luz é 873.768.

O que pode acontecer se o número de Mach crítico é excedido?

Exceder um número de Mach crítico pode levar a um fenômeno chamado compressibilidade. Quando uma aeronave está sob compressibilidade, as ondas de choque criadas no fluxo de ar a colocam em um mergulho impossível de ser manobrado, estas ondas também podem causar danos à estrutura da aeronave.