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소리의 속도를 나타내는 단위 '마하 수'(Mach Number)
오스트리아의 물리학자이며 과학철학자인 에른스트 마흐(Ernst Mach 1838-1916)는 공기 속을 운동하는 물체의 속도가 음속을 넘었을 때, 그 물체 주변의 공기에 큰 변화가 생기는 충격파(shock wave)에 대해 많은 연구를 했다. 그래서 스위스의 엔지니어 자코브 아케레트(Jakob Ackeret, 1898-1981)는 1929년에 음속(sound speed)의 단위로 'Mach'를 사용할 것을 제안했다. 이 안이 받아들여져 이후 음속에 마흐 수(Mach number, 영어 발음은 ‘마크’, 우리말로는 ‘마하’)를 붙이게 되었다.
소리의 속도는 섭씨 15도(상온)의 건조한 공기 속에서 초속 340.3m이다(1,225km/h). 만일 습도가 높으면 음속은 빨라진다. 또한 공기의 밀도에도 적으나마 영향을 받는다. 그리고 물속에서의 음속은 상온에서 1,440m/s이므로 공기 중에서보다 4배 정도 빠르다.
파(wave)는 에너지를 운반한다. 예를 들어 파도가 해안의 절벽에 부딪히면 큰 소리와 물보라를 뿌리는 것을 볼 수 있다. 이와 같이 비행기 속도가 음속에 이르면, 음파의 압력에 의해 비행기 주변 공기의 밀도와 온도가 급격히 상승하여 그 에너지에 의해 폭발하듯이 충격파(shock wave)가 생겨난다. 사람들은 ‘소리의 벽’이라는 말도 하고, 충격파에 의해 발생하는 큰 소리와 진동 현상은 ‘소닉 붐’(sonic boom)이라 표현하기도 한다.
마하 1(M 1)은 음속과 같은 속도이고, 마하 2(M 2)는 음속 2배 속도를 의미한다.
아음속(亞音速 subsonic) : 0.8 < M (마하 0.8 이하)
천음속(遷音速 transonic) : 0.8 < M < 1.0 (충격파가 발생하는 속도에 해당)
음속(音速 sonic) : M = 1
초음속(超音速 super sonic) : 1 < M < 5일
극초음속(極超音速 hyper sonic) : M > 5
빛의 속도 : 약 M 880,000
인공위성의 선회 속도 : M > 25.4
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