甩鞭子为什么会响?

在鞭子高速摆动的时候，鞭子会卷曲而形成一个圆圈。当这个圆圈的速度超过音速，就会产生音爆而发出声响。音爆物体运行速度接近音速时，会有一股强大的阻力，使物体产生强烈的振荡，速度衰减。这一现象被俗称为音障(Sound Barrier)。突破音障时，由于物体本身对空气的压缩无法迅速传播，逐渐在物体的迎风面积累而终形成激波面，在激波面上声学能量高度集中。这些能量传到人们耳朵里时，会让人感受到短暂而极其强烈的爆炸声，称为音爆(Sonic Boom)。产生原理声音在空气中的传播像水中投入石子产生的水波一样，通过波的形式向外传播，这就是声波。我们平时听见的声音就是声波传入耳内使鼓膜震动而产生的。当飞机在空中作超音速飞行时，在机头或突出部分，也会像水中前进的快艇一样出现一种楔形或锥形波，这就是激波。飞机所发出的疏密状的音波无法跑到飞机前方，所以就全部叠在机身后方，形成了圆锥形状的音锥。当它们向外传播时便互相干扰和影响，然后汇集成一道包罗机头的音爆前激波和一道尾随机尾的后激波。这种波虽然可以用上述的楔形水波来比拟，但有着迥然不同的性质。激波的厚度很小，经过波后空气的压强、密度、温度都突然升高，速度立即下降。当这两道激波波及到无论哪个空间和物体时，均会感到这种强烈的变化，反映到人的耳朵里，使耳鼓膜受到突然的空气压强变化，就感觉是两声雷鸣般的巨响。这种响声就称之为“音爆”(sonic boom )。主要危害“音爆”的强弱以及对地面影响的大小，与飞机飞行高度有着直接的关系。因为，激波和水波一样，距离越远，波的强度也越弱。当飞机作低空超音速飞行时，不但地面的人畜能听到震耳欲聋的巨响，影响人们的生活和工作，严重的还可以震碎玻璃，甚至损坏不坚固的建筑物，造成直接的损失

早在1905年,物理学家就知道鞭子劈啪作响的原因是音爆所致。在1927年的高速摄影实验中,清楚地显示了音爆的产生。因此,一般相信,音爆来自鞭子中速度最快的部分,也就是尖端部分。 不过,后来的实验和观测却引出了一些疑问。例如,当音爆产生的时候,科学家发现鞭子尖端的速度高达2马赫(音速2倍)。为何我们没有在鞭子尖端刚超过音速的时候就听到声响呢? 研究人员表示,这是由于发出声响的不是尖端的部分,而是圆圈部分。 当圆圈的速度达到音速时,鞭子尖端通常可以达到2马赫的速度。鞭子为什么能甩响<正> 鞭子在高速甩动的时候会劈啪作响,这种现象在大约100年前就已经获得科学上的解释。不过,最新的研究却显示,鞭子发出声响另有原因。研究人员指出,在鞭子高速摆动的时候，鞭子会卷曲而形成一个圆圈。当这个圆圈的速度超过音速，就会产生音爆而发出声响。