Οι κυνηγοί και οι άνθρωποι των στρατιωτικών ειδικοτήτων είναι πολύ εξοικειωμένοι με τον ήχο που φέρουν σφαίρες και όστρακα. Αυτός ο ήχος είναι αμφιλεγόμενος, δεν διακρίνεται από την καθαρότητα του τόνου. Στο σύντομο χρονικό διάστημα της πτήσης της σφαίρας, θα παρατηρήσετε ότι ο τόνος αυτού του ήχου αλλάζει από υψηλή σε χαμηλή.
Για να κατανοήσετε την αιτία του χαρακτηριστικού ήχου όταν μια σφαίρα πετάει, δώστε προσοχή στο σχήμα των σφαιρών που γνωρίζετε. Οι σφαίρες κυνηγιού για όπλα ομαλής οπής έχουν στρογγυλό ή κυλινδρικό σχήμα (yakan, Mayer bullet). Για αθλητικά και στρατιωτικά όπλα, χρησιμοποιούνται κωνικές σφαίρες ή σφαίρες με στρογγυλεμένο μέτωπο προς την κατεύθυνση της πτήσης. Προφανώς, η αεροδυναμική της σφαίρας δεν είναι τέλεια και δεν συμβάλλει στην καλή ροή της.
Μελετώντας τη συμπεριφορά των σωμάτων μπλόφα στις ροές υγρών ή αερίων, ο επιστήμονας Theodor von Karman ανακάλυψε ότι μια πορεία στροφών σχηματίζεται πίσω από τέτοια σώματα. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται "κομμάτι Karman". Η πυκνότητα των ροών αέρα σε στροφές είναι διαφορετική και αλλάζει κυκλικά, αντίστοιχα, μια δίνη μπορεί να φανταστεί ως γεννήτρια ακουστικών κυμάτων. Και ο ήχος είναι ένα ακουστικό κύμα.
Πιθανότατα είστε εξοικειωμένοι με το οιωνό σύμφωνα με το οποίο ένας μαχητής ακούει το σφύριγμα της σφαίρας που πέταξε πέρα. Αυτό το σύμβολο έχει μια απολύτως επιστημονική βάση. Η σφαίρα πετά με υποηχητική ταχύτητα και η διαδρομή δίνης βρίσκεται πίσω από αυτήν κατά μήκος της διαδρομής πτήσης. Επιπλέον, ένα άτομο δεν ακούει τις δινές του «μονοπατιού Karman», αλλά τα κύματα που σχηματίζει στον περιβάλλοντα εναέριο χώρο όταν έρχεται σε επαφή με αυτό. Δηλαδή, ένα άτομο που ακούει τον ήχο μιας διερχόμενης σφαίρας δεν βρίσκεται στην τροχιά της σφαίρας, αλλά δίπλα σε αυτήν την τροχιά.
Μια απλή εμπειρία θα σας βοηθήσει να καταλάβετε πώς μοιάζει ένας δρόμος δίνης. Βάλτε λίγο νερό στην μπανιέρα και προσθέστε μια μικρή ποσότητα αφρού οποιουδήποτε είδους απορρυπαντικού στην επιφάνεια. Ξεκινήστε μια πλαστή σφαίρα στην μπανιέρα. Μπορεί να είναι ένα παιδικό σκάφος με κοφτερή πλώρη και αμβλύ πρύμνη, ή μοντέλο αφρού οποιουδήποτε σχήματος. Σκουπίστε τη διάταξη πάνω από την επιφάνεια του νερού. Στο τζετ αφύπνισης του μοντέλου, θα δείτε στροβιλισμούς που αποτελούνται από φυσαλίδες αφρού. Αυτό είναι το "κομμάτι Karman".
Σημειώστε ότι όταν βρίσκεστε κοντά στην τροχιά της σφαίρας, παρατηρείτε αυτήν την τροχιά από μια συγκεκριμένη γωνία. Εάν η διαδρομή δίνης βρίσκεται σε γωνία κοντά σε μια ευθεία γραμμή προς εσάς, η απόσταση από την πηγή των στροφών είναι ελάχιστη, τότε ο ήχος θα ακολουθήσει τη συντομότερη διαδρομή. Αλλά η σφαίρα πέρασε και τώρα η απόσταση από την πηγή των στροφών αυξάνεται. Η ταχύτητα της σφαίρας είναι υψηλή και συγκρίσιμη με την ταχύτητα του ήχου. Αυτό σημαίνει ότι η απόσταση μεταξύ των κέντρων των στροφών θα θεωρηθεί ότι αυξάνεται λόγω της καθυστέρησης των ηχητικών κυμάτων. Υποκειμενικά, αυτό μπορεί να ακουστεί ως μείωση του ήχου. Στη φυσική, αυτό το φαινόμενο ονομάζεται φαινόμενο Doppler. Είναι μια από τις αποδείξεις της κυματομορφής του ήχου.
