Home page → Tecnica → Nozioni di volo supersonico

<< Nozioni di volo supersonico >>

07/06/2005

La barriera del suono

Il volo alle velocità superiori a quella del suono presenta aspetti e problemi molto diversi da quelli del volo alle velocità inferiori; in questo nuovo ambito emergeranno espressioni quali barriera del suono e bang sonico. Nello studio della relazione che può esistere tra la velocità di volo di un aereo e la velocità del suono occorre fare qualche premessa.

Il suono è costituito da una serie di rapide vibrazioni emesse da una fonte sonora, che può essere ad esempio assimilata ad una corda o dalla membrana di uno strumento musicale, da una campana o dalle nostre corde vocali: ciascuna di queste vibrazioni imprime un urto alle molecole dell'aria circostante alla fonte sonora: queste molecole, sotto la spinta ricevuta, si spostano andando ad urtare le molecole adiacenti, rimbalzano e ritornano dove erano prima, per poi spostarsi nuovamente alla successiva vibrazione; le molecole adiacenti si comportano nel medesimo modo con le altre molecole confinanti e così via, dando luogo al fenomeno di propagazione dello spazio, finché l'ultimo strato di molecole urta contro la meMbrana dell'orecchio umano imprimendole una serie di vibrazioni identiche a quelle originarie, che vengo interpretate come suoni.

Nel corso dei fenomeni d'urto delle molecole tra loro si verificano addensamenti e/o rarefazioni di esse, che costituiscono le onde sonore. Naturalmente, l'intensità degli urti che si trasmettono da uno strato all'altro delle molecole, va progressivamente diminuendo, man mano che ci si allontana dalla fonte sonora, pur mantenendo la stessa frequenza: con l'aumentare della distanza, quindi, le onde sonore si smorzano e il suono si affievolisce, fino a non essere più percepibile.

Appare innanzitutto chiaro che il suono per propagarsi necessita dell'aria: nel vuoto, infatti, esso non si propaga. È anche intuitivo che il suono si propaga tanto più rapidamente quanto più l'aria è densa; quando l'aria è rarefatta invece le molecole si trovano più distanziate l'una dall'altra e quindi devono percorrere un cammino più lungo, e impiegare più tempo, per andare ad urtare le molecole adiacenti e propagare il suono.

Ebbene, questa velocità non dipende tanto dall'intensità delle vibrazioni sonore, cioè dalla forza d'urto ricevuta dalle molecole incontrate per prime dalla fonte sonora, quanto dalla velocità caratteristica di spostamento delle molecole stesse. Infatti, le molecole dell'aria, hanno una loro propria velocità massima di movimento, che ammonta a circa 500 metri al secondo.