Cuando un objeto se mueve, asumo que el aire sobre él, en lugar de permanecer a la misma altura general, es empujado hacia abajo a medida que pasa para llenar el área de baja presión detrás del objeto donde el aire quedó atrás.
Entonces, si eso es correcto hasta ahora:
Supongamos que tenemos un cubo (1 mx 1 m por ejemplo) que puede moverse muy rápido en ángulos perpendiculares a sus lados (arriba, abajo, izquierda, derecha, adelante, atrás).
Al nivel del mar, ¿qué tan rápido necesitaría moverse el cubo para alcanzar el punto donde la fuerza de desplazamiento es mayor que la fuerza de la zona de baja presión que atrae el aire que pasa sobre el cubo, causando un vacío?
O más bien, ¿no hay una velocidad a la que se crearía este vacío?
Si las moléculas de aire se movieran muy lentamente, y el cubo pasara zumbando, entonces el cubo cortaría un túnel de vacío de 1 mx 1 m cuadrado a través del aire, que se llenaría lentamente con moléculas de aire desde arriba y abajo moviéndose hacia él.
Entonces, mientras el cubo se mueva más rápido que las moléculas de aire, parte de ese túnel permanecerá evacuado detrás del tubo. ¿Qué tan rápido se mueven las moléculas de aire? El aire quieto en STP tiene sus moléculas de aire moviéndose al azar con cada especie de molécula de aire teniendo una distribución de velocidades de Maxwell-Boltzmann. Desde http://www.newton.dep.anl.gov/askasci/chem03/chem03448.htm vemos que una molécula de aire "promedio" se mueve a unos 500 m/s.
Pero en una distribución térmica, MUCHAS moléculas de aire se mueven más rápido que el promedio, pero a velocidades más altas, la distribución cae bastante abruptamente. La distribución de Maxwell-Boltzmann muestra las distribuciones de probabilidad para las velocidades de las moléculas de aire térmico. Mirando las CDF, podemos ver que casi todas las moléculas tienen una velocidad dentro de un factor de 3 o 4 veces la velocidad promedio.
Entonces, si el cubo de 1 m se moviera a 2000 m/s, esperaríamos una región en forma de pirámide en la parte posterior de la pirámide con un pico piramidal a unos 0,5 m detrás del cubo, dentro de la cual la densidad del aire sería inferior al 1% aproximadamente. de STP.
Así que 2000 m/s, 2 km/s, 7200 km/h deberían funcionar. Como referencia, esto es aproximadamente 7 veces la velocidad del sonido al nivel del mar.
Tiempo4Té
Brandon Enright