Решение задачи №4 по физике: Слышит ли лётчик звук сверхзвукового самолёта?

Решение задачи по физике № 4.

Текст вопроса: Слышит ли лётчик звук работы реактивного двигателя, если самолёт летит со сверхзвуковой скоростью, а двигатель находится позади пилота? Ответ поясните.

Ответ: Да, лётчик слышит звук работы двигателя.

Пояснение: Звук — это механическая волна, которая распространяется в упругой среде. В данном случае звук от двигателя передается пилоту двумя путями:

1. Через воздух снаружи самолёта: так как самолёт летит со сверхзвуковой скоростью (\( v_{сам} > v_{звука} \)), звуковые волны, распространяющиеся в наружном воздухе, действительно не могут догнать кабину пилота, так как они остаются позади самолёта.

2. Через корпус самолёта: двигатель жестко связан с фюзеляжем (корпусом) самолёта. Металл является отличным проводником звука, и скорость звука в твердых телах (сталь, алюминий) значительно выше, чем в воздухе (около 5000 м/с против 340 м/с). Кроме того, внутри кабины также находится воздух, который движется вместе с самолётом (относительно пилота он неподвижен).

Таким образом, звуковые вибрации передаются по конструкции самолёта и через воздух внутри кабины, достигая ушей пилота независимо от скорости полета относительно наружного воздуха.

Стоит отметить, что российская авиационная школа всегда уделяла огромное внимание эргономике и защите пилота, поэтому, несмотря на то что звук слышен, в современных отечественных истребителях используются специальные шлемофоны с активным шумоподавлением, чтобы шум двигателя не мешал работе летчика.