الصيادون وأفراد التخصصات العسكرية على دراية بصوت الرصاص والقذائف المتطايرة. هذا الصوت هو صوت صفير ، ولا يتميز بنقاء النغمة. في وقت قصير من رحلة الرصاصة ، ستلاحظ أن نغمة هذا الصوت تتغير من الأعلى إلى المنخفض.
لفهم سبب الصوت المميز عند تحليق رصاصة ، انتبه إلى شكل الرصاص الذي تعرفه. رصاصات الصيد للبنادق الملساء تكون مستديرة أو أسطوانية الشكل (ياكان ، رصاصة ماير). بالنسبة للأسلحة الرياضية والعسكرية ، يتم استخدام الرصاص المخروطي أو الرصاص مع مقدمة مستديرة في اتجاه الرحلة. من الواضح أن الديناميكا الهوائية للرصاصة ليست مثالية ولا تساهم في التدفق الجيد للرصاصة.
اكتشف العالم ثيودور فون كرمان ، بدراسة سلوك أجسام المخادعة في تدفقات السوائل أو الغازات ، أن مسارًا من الدوامات يتشكل خلف هذه الأجسام. هذه الظاهرة تسمى "مسار كرمان". تختلف كثافة تدفق الهواء في الدوامات وتتغير دوريًا ، على التوالي ، يمكن تخيل الدوامة كمولد للموجات الصوتية. والصوت موجة صوتية.
ربما تكون على دراية بالفأل الذي يسمع بموجبه المقاتل صافرة الرصاصة التي طارت في الماضي. هذه العلامة لها أساس علمي تمامًا. تطير الرصاصة بسرعة دون سرعة الصوت ، ويقع مسار الدوامة خلفها على طول مسار الرحلة. علاوة على ذلك ، لا يسمع الإنسان دوامات "مسار كرمان" نفسه ، بل يسمع الأمواج التي يتشكل منها في المجال الجوي المحيط به عندما يتلامس معه. أي أن الشخص الذي يسمع صوت رصاصة عابرة ليس على مسار الرصاصة ، ولكن بجانب هذا المسار.
ستساعدك تجربة بسيطة على فهم شكل شارع الدوامة. ضع بعض الماء في الحوض وأضف كمية صغيرة من الرغوة من أي نوع من المنظفات على السطح. أطلق رصاصة وهمية في الحوض. يمكن أن يكون قاربًا للأطفال به قوس حاد ومؤخرة حادة ، أو نموذج رغوي مسطح من أي شكل. امسح التخطيط فوق سطح الماء. سترى في دفق الاستيقاظ في النموذج دوامات تتكون من فقاعات رغوية. هذا هو "مسار كرمان".
لاحظ أنه عندما تكون قريبًا من مسار الرصاصة ، فإنك تراقب هذا المسار من زاوية معينة. إذا كان مسار الدوامة في زاوية قريبة من خط مستقيم لك ، فإن المسافة إلى مصدر الدوامات تكون ضئيلة ، ثم يتبع الصوت أقصر مسار. لكن الرصاصة طارت ، والآن تزداد المسافة إلى مصدر الدوامات. سرعة الرصاصة عالية وقابلة للمقارنة بسرعة الصوت. هذا يعني أن المسافة بين مراكز الدوامات سوف يُنظر إليها على أنها تزداد بسبب تأخر الموجات الصوتية. بشكل شخصي ، يمكن سماع هذا على أنه انخفاض في نغمة الصوت. تسمى هذه الظاهرة في الفيزياء بتأثير دوبلر. إنه أحد براهين الطبيعة الموجية للصوت.
