Ja, der Wind kann sich schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegen. Wind ist einfach die volumetrische Bewegung einer Luftmasse im Weltraum und unterscheidet sich im Prinzip nicht von einem rasenden Zug oder einem Kometen, der durch den Weltraum fegt.
Die einzige Einschränkung der Volumenbewegung von Objekten mit Masse ist die universelle Grenze der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum. Die Schallgeschwindigkeit ist nicht so grundlegend wie die Lichtgeschwindigkeit. Die Schallgeschwindigkeit beschreibt einfach, wie schnell sich eine Schallwelle durch ein Material bewegt.
Unterschiedliche Materialien haben unterschiedliche Schallgeschwindigkeiten. Windgeschwindigkeit und Schallgeschwindigkeit sind völlig verschiedene Dinge. Die Windgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit eines bestimmten Luftvolumens, das sich relativ zu einem stationären externen Beobachter bewegt.
Andererseits ist die Schallgeschwindigkeit die Geschwindigkeit einer Schwingungswelle innerhalb eines Materials relativ zu diesem Material und hängt daher nicht vom Betrachter ab. Wenn Sie Ihren Bezugsrahmen richtig wählen, kann es sein, dass sich der Wind fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegt. Zum Beispiel ist die Luft in Ihrem Wohnzimmer, die relativ zu Ihnen und der Erde stationär ist, auch Wind, der sich relativ zum Zentrum unserer Galaxie mit einer unglaublichen Geschwindigkeit bewegt.
Die Luft auf der Internationalen Raumstation bewegt sich ungefähr 20 Mal schneller als der Schall relativ zur Erde, und dennoch können Astronauten auf der Raumstation perfekt sprechen und Schall durch diese Luft hin und her übertragen. Trotzdem bewegen sich große Windböen auf der Erdoberfläche normalerweise nicht so schnell wie Schall.
Was passiert also, wenn sich der Wind schneller als mit Schallgeschwindigkeit bewegt? Für sich genommen nicht viel. Wind, der sich isoliert schneller als die Schallgeschwindigkeit bewegt, ist immer noch nur Wind. Wenn dieser Überschallwind jedoch auf ein stationäres Objekt trifft, erzeugt er einen starken Überschallknall.
Ein Strahltriebwerk, das in stationärer Luft mit einer Geschwindigkeit fliegt, die die Schallgeschwindigkeit überschreitet, ist identisch mit dem Wind, der schneller weht als die Schallgeschwindigkeit an einem stationären Triebwerk vorbei. In beiden Fällen wird der gleiche Schallknall erzeugt. In der Tat ist diese Äquivalenz die Funktionsweise von Windkanälen.
Ein Wind, der schneller als die Schallgeschwindigkeit weht und auf stationäre Bäume und Häuser trifft, würde Überschallknalle erzeugen. Aber wenn es wirklich starke, anhaltende, wetterbedingte Winde gäbe, die sich schneller als die Schallgeschwindigkeit relativ zum Boden bewegen, wären Schallknalle nicht die gefährlichsten Folgen.
Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt ca. 340 m / s. Konstante Windgeschwindigkeiten über 150 Stundenkilometer (über 43 m / s) reichen aus, um Bäume zu entwurzeln, leichte Gebäude abzureißen und Autos umzustürzen.
2021-05-04 17:13:02
Autor: Vitalii Babkin