Ses hızı nedir?

Havada seyahat ederken ses hızını açacak olursanız Sonik patlama adı verilen bir durum meydana gelir.

Peki Sonic patlama tam olarak nedir ve meydana geldiği nasıl anlaşılır? Bu sorular üzerinde daha sonra duracağız. Şimdi bakalım Ses nasıl hareket eder veya iletiliyor?

Ses Hızı ve Sonik Patlama

İnternet üzerinden kısa bir araştırma yaparsak bu konuda araştırma yapan insanların büyük bir bölümü sesin saniyede 343 metre yol aldığını söylüyor. Tabii ki günlük hayatımızda karşılaştığımız en yüksek hız ses hızı değildir. Sesin katı cisimler üzerinde yayılma hızı havaya göre çok daha hızlı olmasına rağmen bugün sizlerle sesin havadaki hızlı ile ilgili  konuşacağız. Bildiğiniz gibi günümüzde teknolojik açıdan inanılmaz derecede gelişmiş birçok araç kullanıyoruz. Savaşlarda veya yolculuk yapmak için kullanılan uçakların bazıları ses hızını aşacak kadar güçlü.

Havada oksijen ve nitrojen gibi birçok element bir arada bulunuyor. Bu elementler sahip olduğu atomlar sayesinde havada parçacıklar halinde duruyor. Sesin havada nasıl ilerlediği ise tam olarak bu noktada akıllara geliyor. Ses dalgaları parçacıklara çarparak, parçacıkların hareket etmesi için teşvik edici bir rol olmuyor. Fakat oksijen gibi elementler havada sesi iletmek için hareket etmek yerine üzerinde bulunan enerji bir sonraki parçacığa vererek enerjisini boşaltıyor. Bahsetmiş olduğumuz bu olay birçok defa tekrar edilerek ses çok kısa bir süre içinde oldukça uzun mesafeler yol alabiliyor.

Bu durumu futbol maçlarında sıkça gördüğümüz Meksika dalgası hareketine benzetebiliriz. Meksika dalgası hareketini yapmak için seyirciler ellerini yukarı kaldırarak ayağa kalkar ve daha sonra olduğu yerde oturur. Fakat uzaktan bakan bir insan, seyirciler hareket etmiyor olmasına rağmen tribünlerde denizdeki dalga efektinin ortaya çıktığını görebilir. Sesin havada parçacıklar ile yayılma olayı da aynı bunun gibidir. Ayrıca bu konuda örnek verebileceğimiz diğer bir durum ise uzaydır. Bildiğiniz gibi uzayda herhangi bir element havada bulunmaz. Bu durum insanların nefes almasını uzay içinde imkansız kıldığı gibi aynı zamanda sesin iletilmesini de imkansız kılıyor.

Son olarak bahsetmek istediğimiz konu ise sesin parçacıklar halinde yayılmasını ispatlayan yankı olayıdır. Günlük hayatta konuşurken veya bağırırken belirli bir süre sonra kendi sesinizin size tekrar geldiğini duymuş olabilirsiniz. Bu durum yankı olarak biliniyor. Özellikle iki dağın arasında çok daha bariz bir şekilde meydana gelen yankı olayı ses dalgalarının belli bir kaynaktan çıktıktan sonra, herhangi bir engele çarparak geri dönmesi olayıdır. Yani karşınızdaki dağa doğru çığlık atacak olursanız ses dalgaları önce ağızdan çıkar ve karşıdaki dağa doğru hareket etmeye başlar. Daha sonra daha çarparak ses dalgaları geri gelir. Herhangi bir değişikliğe uğramadan geri dönen ses dalgaları kulağımıza geldiği anda birkaç saniye geçmiş ve siz söylediğiniz kelimeleri tekrar duyuyorsunuzdur.

Ses dalgaları hakkında bilinmesi gereken önemli konulardan bir tanesi de ses hızının sabit olmadığı ve ortam koşullarına göre değişiklik gösterdiğidir. Havada veya karada hangi ortamda olursa olsun ses hızı sıcak ortamlarda daha hızlı yayılır. Aslında neden sesin sıcak ortamlarda yayıldığını daha önceden bahsettiğimiz bilgiler sayesinde düşünerek kendiniz de bulabilirsiniz. Sıcak hava, havada bulunan parçacıkların kinetik enerjisinin artırarak daha fazla hareket etmelerine sebep olur. Bildiğiniz gibi parçacıkların hareket etmesi sesin iletilmesi konusunda büyük rol oynuyor. Bu yüzden de hava ne kadar sıcak olursa parçacıklar üzerine biriktirdiği ses enerjisini çok daha kısa bir süre içerisinde diğer parçaya aktarma kabiliyetine sahip oluyor. Böylece ses daha sıcak havalarda çok daha hızlı bir şekilde iletiliyor.

Sesten daha hızlı hareket etmek mümkün müdür?

Günümüzde sahip olduğumuz teknolojik araçlar sayesinde ses hızını aşmak mümkün. Bununla beraber ses hızını aştığımız anda sonik patlama adı verilen bir durum ortaya çıkar. Ses hızından daha yavaş fakat yine de ortama göre inanılmaz derecede hızlı giden uçaklar burun kısmında bulunan havayı sürekli olarak sıkıştırır. Gaz diğer maddelere göre çok daha yüksek sıkışma potansiyeline sahip olduğu için ses hızını aşmadığımız sürece herhangi bir problem meydana gelmez. Fakat herhangi bir obje veya günümüzdeki örneğe bakacak olursak F-16 gibi uçaklar ses hızını aşabilir. Ses hızı aşıldığı zaman, burun kısmında biriken hava daha fazla sıkışamaz ve sonik patlama olarak bilinen durum meydana gelir. Sonik patlama meydana gelmeden önce uçağın burun kısmında gazlardan oluşan bir duvar oluşur ve patlama bu duvar üzerinde meydana gelir. Sonic patlama yaşandığı bir anda şiddetli bir ses duyulur az önce bahsetmiş olduğumuz duvar yapısı dışarıdan bakan bir gözlemci tarafından fark edilebilir.

Bugün kısaca ses dalgalarını nasıl yayıldığından ve sesin hızı hakkında bilgi vermeye çalıştık. Kim bilir belki de yakın gelecekte ses hızına ulaşmayı başaran arabalar ile karşı karşıya kalırız. Günümüzdeki uçaklar gibi güçlü motorlar diye hava sürtünme seni minimum seviyeye indirecek aerodinamik tasarımlarla inanılmaz hızlı arabalar hayatımızda yer almaya başlayabilir.