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계산 공식
음속(m/s) = 331.3 + 0.606 × 기온(°C)마하란?
마하(Mach)는 물체의 속도를 음속과의 비율로 나타낸 단위입니다. 마하 1은 음속과 같은 속도, 마하 2는 음속의 2배 속도를 의미합니다. 오스트리아 물리학자 에른스트 마하(Ernst Mach)의 이름을 따서 명명되었습니다.
음속과 기온의 관계
음속은 기온에 따라 변합니다:
음속(m/s) = 331.3 + 0.606 × 기온(°C)
| 기온 | 음속 | 마하 1 (km/h) |
|---|---|---|
| -40°C | 307.1 m/s | 1,105.6 km/h |
| 0°C | 331.3 m/s | 1,192.7 km/h |
| 15°C | 340.3 m/s | 1,225.1 km/h |
| 30°C | 349.5 m/s | 1,258.2 km/h |
속도 분류
| 분류 | 마하 범위 | 설명 |
|---|---|---|
| 아음속 | < 0.8 | 일반 여객기 |
| 천음속 | 0.8~1.2 | 음속 부근 |
| 초음속 | 1.2~5.0 | 전투기, 콩코드 |
| 극초음속 | > 5.0 | 우주왕복선 재진입 |
대표적인 마하 속도
- 여객기(보잉 787): 마하 0.85 (약 1,041 km/h)
- F-15 전투기: 마하 2.5 (약 3,063 km/h)
- SR-71 정찰기: 마하 3.3 (약 4,042 km/h)
자주 묻는 질문
마하 1은 시속 몇 km인가요?
해면 표준 기온(15°C) 기준으로 마하 1은 약 1,225 km/h(340.3 m/s)입니다. 기온에 따라 음속이 달라지므로, 순항 고도 약 10,000m(-50°C 부근)에서는 마하 1이 약 1,082 km/h로 낮아집니다. 여객기가 마하 0.85로 비행한다면 실제 속도는 고도에 따라 다릅니다.
왜 음속은 기온에 따라 변하나요?
음파는 공기 분자의 충돌로 전달됩니다. 기온이 높을수록 분자 운동 에너지가 커져 충돌 속도가 빨라지므로 음속도 증가합니다. 공식: 음속(m/s) = 331.3 + 0.606 × 기온(°C). 0°C에서 331.3 m/s, 20°C에서 343.4 m/s, -40°C에서 307.1 m/s입니다.
소닉붐(sonic boom)이란 무엇인가요?
마하 1(음속)을 초과하는 물체가 만드는 충격파가 지상에 도달할 때 발생하는 폭발음입니다. 전투기가 초음속으로 비행하면 비행기 주위에 원뿔 모양의 충격파(마하 콘)가 형성됩니다. 이 충격파가 지나갈 때 '쾅'하는 폭음이 들립니다. 현재 민간 여객기는 소닉붐 문제로 초음속 비행이 금지되어 있습니다.
콩코드 여객기는 마하 몇으로 비행했나요?
콩코드는 마하 2.04(약 2,179 km/h)로 순항 비행했습니다. 런던-뉴욕 구간을 약 3시간 30분에 주파했는데, 일반 여객기(약 7~8시간)의 절반 수준입니다. 고연료 소비와 소닉붐 문제로 2003년 운항이 중단됐습니다. 현재 여러 기업이 초음속 여객기를 재개발 중입니다.
군용 전투기는 마하 몇까지 낼 수 있나요?
현역 전투기 기준으로 F-15 이글은 마하 2.5(약 3,063 km/h), F-22 랩터는 마하 2.25 이상(약 2,410+ km/h)을 냅니다. 사상 최고 속도 기록은 SR-71 블랙버드의 마하 3.32(약 3,529 km/h)로, 1976년에 기록됐습니다. 극초음속(마하 5 이상) 미사일은 마하 10~20 수준도 개발 중입니다.