Enunciado
Física - Física para Cientistas e Engenheiros - Mecânica, Oscilações e Ondas, Termodinâmica: Volume 1 - 6ª Edição - Mosca, Tripler- Ed: 6º - Capítulo 15.1 - Ex. 76
Você está assistindo à chegada de um ônibus espacial. Próximo ao final do pouso, a nave está viajando com Mach e a uma altitude de . (a) Qual é o ângulo que a onda de choque forma com a direção do voo da nave? (b) Qual é a sua distância ao ônibus espacial no momento em que você ouve a onda de choque, supondo que a nave manetenha constantes sua direção de voo e a altitude de , após passar diretamente sobre sua cabeça?
Passo 1
Precisamos fazer um diagrama. Vamos representar a onda sonora emitida pela nave quando passava pela nossa cabeça por um círculo de raio, onde é a velocidade do som.
Analogamente, como é a rapidez do ônibus espacial, o produto é a distância percorrida pelo ônibus após o tempo .
Nosso primeiro objetivo é calcular o ângulo (perceba que o desenho está distorcido para ser compreensível, mas o raio é perpendicular ao lado do triângulo vermelho), então:
Como (ou ):
Passo 2
(b) E a nossa distância até o ônibus espacial é dada por no desenho:
Então:
Resposta
(a) .
(b) .