Converter Mach para m/s número de Mach ↔ metros por segundo Grátis Online Seguro
Escreva um valor em número de Mach e leia-o de imediato em metros por segundo. A conta é feita no seu navegador e nada é enviado para lugar algum — e o valor usado é nomeado mais abaixo, porque este depende do ar.
Nada é enviado
Converter a partir de número de Mach
Converter para metros por segundo
Valores comuns — Converter Mach para m/s (número de Mach ↔ metros por segundo)
| Mach | m/s |
|---|---|
| 0.5 | 170.147 |
| 0.8 | 272.2352 |
| 1 | 340.294 |
| 1.5 | 510.441 |
| 2 | 680.588 |
| 3 | 1020.882 |
| 5 | 1701.47 |
| 10 | 3402.94 |
De onde vêm estas unidades
A velocidade não tem unidade própria: é um comprimento dividido por um tempo, de modo que cada ofício guardou simplesmente o comprimento que já usava. Por isso o mesmo movimento são 100 km/h num sinal europeu, 62 mph num americano e 27,8 m/s num problema de física. O nó é o mais antigo e o mais literal: os marinheiros largavam um cabo com nós atados a intervalos iguais e contavam quantos lhes passavam entre os dedos enquanto uma ampulheta se esvaziava, de modo que a velocidade se lia em nós. Um nó é uma milha náutica por hora, e uma milha náutica é um minuto de latitude — é por isso que navios e aviões a continuam a usar. A velocidade da luz é a exceção: desde 1983 não se mede, está fixada em exatamente 299 792 458 m/s, porque o metro se define agora a partir dela.
Onde as encontra
Quilômetros e milhas por hora vivem nos velocímetros e nos sinais, o metro por segundo na física, na engenharia e nos boletins de vento, o pé por segundo na balística e nas oficinas americanas. O nó leva a navegação, a aviação e a meteorologia marítima, e os números de Mach aparecem onde quer que um avião vá depressa o bastante para a própria rigidez do ar contar. A velocidade da luz encontra-se menos na vida diária do que nas distâncias: um ano-luz é simplesmente o que ela percorre num ano.
Perguntas frequentes
Mach 1 é uma velocidade fixa?
Não. Mach é uma razão em relação à velocidade do som no ar circundante, e o som anda mais devagar em ar frio. Esta página usa o valor normalizado ao nível do mar, 340,294 m/s, de modo que Mach 1 são aqui cerca de 1225 km/h. À altitude de cruzeiro dos aviões de linha o ar está uns 50 graus mais frio e esse mesmo Mach 1 é quase um décimo mais lento. Um avião pode assim manter um número de Mach constante enquanto a sua velocidade em relação ao solo muda.
Porque usam navios e aviões nós em vez de km/h?
Porque uma milha náutica é um minuto de arco de latitude. Um navio a um nó percorre um minuto de latitude numa hora, de modo que velocidade, tempo e posição na carta encaixam sem conversão. Pela mesma razão a milha náutica ficou em exatamente 1852 metros, em vez de ser arredondada para algo mais arrumado.
O resultado é exato?
Onde as duas unidades se definem uma pela outra com números inteiros, sim — a página informa isso acima do número, e o único arredondamento está em quantos dígitos se mostram. Onde a razão não tem decimal finita, a página mostra doze algarismos significativos e diz que a relação é aproximada, em vez de fingir o contrário.
Alguma coisa que escrevo sai do meu aparelho?
Não. A aritmética roda no seu navegador; nada é enviado, e nem sequer há servidor para o receber. Carregada uma vez, a página continua funcionando com a rede desligada.
Do número de Mach a metros por segundo na engenharia: bocais, túneis, turbinas e simulações
Um engenheiro que ajusta um bocal supersônico, uma corrida num túnel de vento ou um modelo computacional trabalha em unidades SI, mas a especificação muitas vezes diz “Mach 2,5”. Transformar esse número em metros por segundo é um pequeno cálculo com uma grande suposição: a temperatura do gás. Para converter Mach em m/s para o ar padrão a 15 °C, multiplique por 340,294: Mach 0,5 são 170,1 m/s, Mach 1 são 340,3 m/s e Mach 2 são 680,6 m/s. A calculadora acima faz a multiplicação enquanto você digita, e as seções abaixo mostram de onde vem o número e quando ele não se aplica.
A página cobre a regra com exemplos resolvidos, um perfil de cada unidade, uma comparação e uma longa série de contextos de engenharia, seguidos das armadilhas de sempre. O cálculo roda no seu navegador e nada do que você digita é enviado a lugar nenhum. Nos relatórios técnicos, indique sempre o gás e a temperatura que você supôs.
Como converter Mach em m/s: multiplique por 340,294
A regra
A velocidade do som num gás ideal é a raiz quadrada de γRT/M, com γ a razão de capacidades térmicas, R a constante dos gases, T a temperatura absoluta e M a massa molar. Para o ar, γ = 1,4 e M = 0,028965 kg/mol, então a 288,15 K a fórmula dá 340,29 m/s. Para converter Mach em m/s, multiplique o número de Mach por esse valor. Mach 0,8 dá 272,2 m/s, Mach 3 dá 1.020,9 m/s e Mach 10 dá 3.402,9 m/s. Para voltar, divida m/s por 340,294.
Exemplos resolvidos
Um cálculo de “converter Mach em m/s” para um teste transônico a Mach 0,85 em ar a 15 °C dá 289,2 m/s. Um túnel supersônico a Mach 2,5 funciona a 850,7 m/s. Uma instalação hipersônica a Mach 6,7 funciona a 2.280 m/s e uma condição de reentrada de Mach 25 corresponde a 8.507 m/s pelo fator do nível do mar.
O que o fator deixa de fora
Mach é uma razão, então 340,294 só se aplica ao ar a 15 °C. A −56,5 °C, a temperatura a 11 km, o som viaja a 295,1 m/s, e Mach 2 são então 590 m/s e não 681 m/s.
Um teste rápido de bom senso
A resposta em m/s deve ser mais de trezentas vezes o número de Mach. Se um cálculo de “converter Mach em m/s” deu um valor menor que o de partida, você dividiu por engano.
O número de Mach
Uma razão adimensional
O número de Mach é a razão entre uma velocidade e a velocidade local do som. Como razão de duas velocidades, não tem unidade. Recebe o nome de Ernst Mach, que fotografou as ondas de choque em torno de projéteis supersônicos na década de 1880.
Onde aparece
Aerodinâmica, dinâmica dos gases, propulsão, balística e acústica.
O metro por segundo
A unidade SI de velocidade
O metro por segundo é a unidade SI coerente de velocidade. As equações da dinâmica dos gases, como as relações isentrópicas e as fórmulas de vazão mássica, são escritas nele, e os relatórios de teste costumam dar as velocidades em m/s.
Onde aparece
Livros de engenharia, relatórios de teste, normas e saídas de simulações.
Mach contra metros por segundo
Um Mach são 340,3 m/s a 15 °C, então o valor em m/s é mais de trezentas vezes maior. Mach 0,1 são 34 m/s e Mach 10 são 3.403 m/s. Ao contrário do m/s, o Mach depende do gás e da temperatura dele.
A conversão só é exata para condições declaradas. O erro típico é aplicar 340,294 a um gás ou a uma temperatura para os quais ele não foi calculado.
Onde a conversão aparece
Túneis de vento
Um túnel a Mach 0,3 tem uma corrente de 102 m/s, um a Mach 0,8 uma corrente de 272 m/s e um supersônico a Mach 2 uma corrente de 681 m/s, a 15 °C. A velocidade real decorre da temperatura na seção de teste. Um cálculo de “converter Mach em m/s” é a primeira linha de qualquer plano de teste.
Bocais de foguetes
Num bocal de foguete o gás sai a 2.500 a 3.500 m/s. A velocidade local do som no escapamento quente é de cerca de 1.000 m/s, então o número de Mach de saída costuma ser de 3 a 4. O engenheiro cita o desempenho como velocidade de escape em m/s e como número de Mach, conforme o público.
Simulações
Os códigos de dinâmica de fluidos computacional podem receber um número de Mach e uma temperatura, ou uma velocidade. Converter entre eles é um passo de rotina, e um erro na temperatura dá um erro de velocidade de cerca de 0,17 por cento para cada grau.
Relações isentrópicas
A razão entre as temperaturas de estagnação e estática num escoamento é 1 + 0,2 M² para o ar. A Mach 2 em ar de 288 K isso é uma elevação de temperatura de 230 K, e a Mach 3 de 518 K. Essas fórmulas usam o Mach como variável principal, e a velocidade em m/s decorre quando a temperatura estática é conhecida.
Fórmulas de planilha
Para converter Mach em m/s numa planilha, ponha os números de Mach na coluna A e digite =A2*340.294 na coluna B. Para outra temperatura T em °C, calcule a velocidade local do som com =20.0468*SQRT(273.15+T) e multiplique o número de Mach por ela.
Combinando com outras colunas
Uma terceira coluna que divida B por 3,6 ou multiplique por 3,6 dá km/h, e assim você pode comparar o resultado com a especificação de um veículo ou de uma instalação.
Arredondamento e precisão
Quando você converte Mach em m/s para trabalho de sala de aula, 340 m/s bastam. Para um túnel, use o valor exato a partir da temperatura medida. Um erro de 1 grau na temperatura dá um erro de 0,6 m/s na velocidade do som, que são 0,17 por cento.
Pontos de referência para memorizar
Mach 0,1 são 34 m/s. Mach 0,5 são 170 m/s. Mach 1 são 340 m/s. Mach 2 são 681 m/s. Mach 3 são 1.021 m/s. Mach 5 são 1.701 m/s. Mach 10 são 3.403 m/s. Para converter Mach em m/s de improviso, escale a partir desses valores.
Escada de referência
Mach 0,3 são 102,1 m/s. Mach 0,75 são 255,2 m/s. Mach 0,9 são 306,3 m/s. Mach 1,2 são 408,4 m/s. Mach 1,5 são 510,4 m/s. Mach 2,5 são 850,7 m/s. Mach 6 são 2.042 m/s. Mach 20 são 6.806 m/s. Uma escada assim acelera qualquer conferência de converter Mach em m/s.
Conferindo pelo inverso
Para conferir o resultado de um cálculo de “converter Mach em m/s”, divida a resposta por 340,294. Se Mach 2 virou 680,6 m/s, então 680,6 divididos por 340,294 devolvem 2. Um segundo teste é o tamanho: o valor em m/s deve ser mais de trezentas vezes o número de Mach.
Ligação com km/h e mph
Mach 1 são 340,3 m/s, 1.225 km/h e 761,2 mph. Via km/h você pode multiplicar por 1.225,06 e dividir por 3,6. Converter Mach em m/s por qualquer dos dois caminhos dá o mesmo resultado que multiplicar direto por 340,294.
Um exemplo resolvido
Para converter Mach em m/s corretamente em altitude: um avião de passageiros cruza a Mach 0,85 a 11 km. A temperatura é −56,5 °C, então o som viaja a 295,1 m/s e a aeronave a 250,8 m/s, que são 903 km/h. Em dez minutos a aeronave cobre 150,5 km. O valor do nível do mar de 340,294 m/s daria 289,2 m/s, um erro de 15 por cento.
Ângulos do cone de choque
Um corpo supersônico deixa atrás de si um cone de ondas de choque com semiângulo arcsin(1 / Mach): 41,8° a Mach 1,5, 30° a Mach 2 e 19,5° a Mach 3. A Mach 2 o corpo se move 681 m a cada segundo enquanto a frente de onda avança 340 m.
Efeito Doppler
Uma fonte sonora que se move à velocidade v em direção a um observador desloca a frequência observada pelo fator 1 / (1 − v / c). Uma sirene que se aproxima a 34 m/s, Mach 0,1, sobe de tom em cerca de 11 por cento. Os radares meteorológicos usam o mesmo princípio para medir a velocidade das gotas de chuva.
Energia cinética em alta velocidade
A Mach 2, 681 m/s, um quilo de matéria tem 232 kJ de energia cinética, 44 vezes mais que a Mach 0,3, 102 m/s. É por isso que o impacto de um projétil supersônico é tão mais destrutivo que o de um lento.
Escoamento bloqueado
Quando um gás flui por um duto que se estreita, a sua velocidade na garganta não pode passar da velocidade local do som. Para o ar a 288 K esse limite é de 340 m/s. Além dele, só uma seção divergente pode acelerar o escoamento a velocidades supersônicas. Esse é o princípio do bocal de Laval usado em motores de foguete e turbinas a vapor.
O estrondo sônico
Uma aeronave supersônica gera um estrondo que se ouve no solo. A intensidade dele depende da altitude, do tamanho da aeronave e do número de Mach. A Mach 2, 590 m/s em altitude, o cone de choque chega ao solo muitos quilômetros atrás do ponto em que foi produzido.
Localização por eco
Um eco que volta depois de um tempo t vem de uma distância 343 t / 2 a 20 °C. Para t = 0,5 s a distância é de 86 m. Sonares, ecobatímetros e morcegos se apoiam na mesma relação, corrigindo a temperatura ou a salinidade.
Relâmpagos e trovões
O som leva 2,94 segundos para cobrir um quilômetro. Contar os segundos entre o clarão e o trovão e dividir por três dá a distância em quilômetros. O método repousa diretamente no valor de 340 m/s.
Ultrassom
Um ultrassom de 40 kHz tem comprimento de onda de 8,6 mm no ar e 37 mm na água. O ultrassom médico usa frequências de milhões de hertz e uma velocidade do som no tecido de cerca de 1.540 m/s. A conversão ajuda a calcular a resolução.
Umidade
O ar úmido conduz o som um pouco mais depressa que o ar seco, porque o vapor de água é mais leve que o nitrogênio e o oxigênio. A 20 °C e 100 por cento de umidade o aumento é de 0,5 a 1 m/s. A diferença é pequena, mas mensurável na acústica de precisão.
Escoamento hipersônico
O regime hipersônico começa em Mach 5, que são 1.701 m/s a 15 °C e 1.475 m/s em altitude. A essas velocidades o ar perto do corpo é aquecido a milhares de graus, e as moléculas de oxigênio e de nitrogênio começam a se dissociar. O gás já não pode ser tratado como ideal.
Velocidades moleculares
As moléculas de nitrogênio do ar se movem a uma velocidade quadrática média de 507 m/s a 15 °C, mais depressa que o som. A razão é a raiz quadrada de 3 / 1,4, ou 1,46. O som viaja por colisões entre moléculas, então é um pouco mais lento que as próprias moléculas.
Velocidade do vento contra a do som
A rajada de superfície mais forte já medida, 113 m/s, é Mach 0,33. Um tornado violento a 90 m/s é Mach 0,26. Até o vento mais intenso na Terra fica abaixo de um terço da velocidade do som.
Foguetes e naves espaciais
Um foguete passa por Mach 1 cerca de um minuto depois do lançamento, a aproximadamente 340 m/s. Uma cápsula que volta da órbita entra na atmosfera a 7.800 m/s, quase Mach 26 em relação à velocidade do som em altitude. Essas velocidades são mais de vinte vezes a do som.
Mach em Marte e em Vênus
Em Marte, em dióxido de carbono a cerca de −60 °C, o som viaja a aproximadamente 240 m/s, então Mach 1 ali é cerca de 70 por cento do da Terra. Na superfície de Vênus a atmosfera quente conduz o som a cerca de 410 m/s.
Pás de turbinas a gás
As pontas das pás do primeiro estágio do fan de um motor de grande aeronave se movem a cerca de 400 m/s, o que está acima de Mach 1 em relação ao ar que chega. Os projetistas dão forma às pás para lidar com as ondas de choque. Os engenheiros citam as velocidades das pontas em m/s ou em números de Mach.
Dois caminhos para um resultado
Você pode ir de Mach para m/s diretamente com 340,294, ou em dois passos: calcular a velocidade do som a partir da temperatura e depois multiplicar pelo número de Mach. A 15 °C os caminhos concordam. Em outras temperaturas o segundo é o certo.
Tubos de choque
Num tubo de choque um diafragma estoura e uma onda de choque percorre o tubo. Uma onda de Mach 3 em ar a 288 K se move a 1.021 m/s. Os pesquisadores usam esses tubos para estudar combustão e química de gases em alta temperatura, e o Mach do choque fixa as condições atrás da onda.
O som em gases diferentes
A 20 °C o som viaja a 343 m/s no ar, 1.007 m/s no hélio, 1.305 m/s no hidrogênio, 319 m/s no argônio e 268 m/s no dióxido de carbono. Mach 1 significa, portanto, velocidades muito diferentes em gases diferentes, e os túneis de vento que usam hélio ou gases pesados exploram isso para atingir um dado número de Mach a uma velocidade modesta.
Túneis de gás pesado
Algumas instalações usam gases mais pesados que o ar, como o hexafluoreto de enxofre, para funcionar a velocidades menores com o mesmo número de Mach. Um gás em que o som viaja a 135 m/s precisa de apenas 270 m/s para chegar a Mach 2. O modelo sofre então cargas menos severas, e o túnel precisa de menos potência.
Altitude e temperatura
A 11 km a velocidade do som é de 295,1 m/s. Um jato a Mach 0,85 se move ali a 250,8 m/s, não a 289,2 m/s. Um jato a Mach 2 se move a 590 m/s. A baixa pressão não influencia a velocidade do som, só a temperatura influencia.
Uma fórmula prática para o ar
Para o ar, a velocidade do som em m/s é aproximadamente 331,3 + 0,606 T, com T em graus Celsius. A 0 °C isso dá 331,3, a 15 °C 340,4, a 20 °C 343,4 e a 40 °C 355,5. A fórmula é boa o bastante para cálculos comuns entre −40 e 40 °C.
O atalho mental
Para converter Mach em m/s de cabeça, multiplique por 340 e some 0,1 por cento. Para Mach 2: 680 mais 0,7 dão 680,7. Para Mach 0,5: 170 mais 0,2 dão 170,2. Na altitude de cruzeiro use 295 em vez de 340.
Mais valores para converter Mach em m/s
Uma lista mais longa de conversões
Se o valor de que você precisa não estiver na primeira lista, estas outras conversões podem estar perto o bastante para ler diretamente:
- 0,1 Mach = 34,0294 m/s
- 0,5 Mach = 170,147 m/s
- 3 Mach = 1.020,882 m/s
- 4 Mach = 1.361,176 m/s
- 7 Mach = 2.382,058 m/s
- 15 Mach = 5.104,41 m/s
- 20 Mach = 6.805,88 m/s
- 75 Mach = 25.522,05 m/s
- 200 Mach = 68.058,8 m/s
- 500 Mach = 170.147 m/s
- 2.000 Mach = 680.588 m/s
- 10.000 Mach = 3.402.940 m/s
Deslizes comuns num cálculo de “converter Mach em m/s”
Dividir em vez de multiplicar
De Mach para m/s o número cresce. Se Mach 2 virou 0,006, você dividiu por engano.
Ignorar a temperatura
O valor 340,294 vale a 15 °C. A −56,5 °C um Mach são 295 m/s, e esquecer isso leva a um erro de 15 por cento.
O gás errado
No hélio ou no dióxido de carbono a velocidade do som é diferente. O número de Mach deve ser calculado com a velocidade do som do gás em questão.
Perguntas rápidas
Qual é a fórmula para converter Mach em m/s?
Metros por segundo são iguais ao número de Mach vezes 340,294.
Quantos m/s é Mach 1?
340,294 m/s em ar a 15 °C.
Quantos m/s é Mach 2?
680,59 m/s.
Qual a velocidade do som a 20 °C?
Cerca de 343 m/s.
Alguma coisa é enviada?
Não, tudo é calculado no seu navegador.
Páginas relacionadas e um resumo
Você também pode querer Converter Mach em mph, Converter Mach em km/h, Converter mph em m/s, Converter ft/s em m/s, Converter m/s em ft/s, Converter km em mi, Converter mi em km, Converter °C em °F, Converter °F em °C. Para o sentido oposto, veja Converter m/s em Mach.
Resumindo: multiplique um número de Mach por 340,294 para o ar a 15 °C e escreva a unidade ao lado do resultado. Tudo fica no seu navegador, sem conta e sem envio.