Avion a la velocidad del sonido

Avión Bell x-1

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Como puedes ver en la imagen de la derecha, si el avión viaja más rápido que la velocidad del sonido, las ondas de compresión que generó en el pasado quedarán atrás. Si se detuviera/disminuyera la velocidad, las ondas alcanzarían al avión y una persona a bordo sería teóricamente capaz de oírlas.

Entonces, escucharíamos realmente “¿Puedes oírme?”, pero con una voz muy grave, tan grave que es demasiado profunda para ser oída por un humano. Las palabras se pronunciaron en algunos segundos, pero las ondas sonoras las alcanzamos lentamente a lo largo de algunos minutos.

Y al acercarnos a nuestra frase por detrás, captamos primero la última sílaba, porque es la que hemos dicho en el último momento, por lo que ha tenido menos tiempo para desaparecer. La dirección del tiempo en el sonido se invierte.

El sonido no viaja en línea recta. Se irradia uniformemente en todas las direcciones. Por lo tanto, aunque te muevas súper rápido, y digo rápido, no serías capaz de captarlo. Sé que tratas de pensar que si dieras una vuelta muy rápida alrededor del planeta podrías atraparlo, simplemente pasarías por el lugar donde se produjo. Pero hay ecos que podrías alcanzar si te movieras lo suficientemente rápido, pero incluso entonces no sería el sonido en sí, sino una vibración que queda en la materia circundante.

Romper la barrera del sonido

Cuando una lancha se desplaza por el agua, crea ondas que se pueden ver. Los aviones crean ondas similares en el aire, que se pueden oír.Ondas sonoras y avionesCuando un avión viaja, comprime las moléculas de aire que tiene delante, creando ondas que se propagan en todas las direcciones. Cuando un avión se acerca a la velocidad del sonido, que es de aproximadamente 768 millas por hora, comienza a moverse tan rápido como las ondas sonoras que está creando. Cuando el avión se mueve más rápido que sus propias ondas sonoras, hace que éstas se apilen unas sobre otras.Ondas de choqueEsta concentración de ondas sonoras se convierte en lo que se conoce como onda de choque. Las ondas de choque son poderosas ondas que viajan en todas las direcciones, incluso hacia el suelo. En cada lugar en el que las ondas de choque tocan el suelo, oímos un estampido sónico.El estampido sónico no es sólo el resultado de romper la barrera del sonido. Como el avión crea ondas de choque durante todo el tiempo que vuela a velocidades supersónicas, el estampido sónico se oye también durante todo el tiempo.La próxima vez en Un momento de la ciencia, veremos cómo el tamaño y la altitud de un avión influyen en la intensidad y la duración del estampido sónico.

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Velocidad de la barrera del sonido

La velocidad supersónica es la velocidad de un objeto que supera la velocidad del sonido (Mach 1). Para los objetos que viajan en aire seco a una temperatura de 20 °C (68 °F) a nivel del mar, esta velocidad es de aproximadamente 343,2 m/s (1.126 pies/s; 768 mph; 667,1 kn; 1.236 km/h). Las velocidades superiores a cinco veces la velocidad del sonido (Mach 5) suelen denominarse hipersónicas. Los vuelos en los que sólo algunas partes del aire que rodean un objeto, como los extremos de las palas del rotor, alcanzan velocidades supersónicas se denominan transónicos. Esto ocurre normalmente entre Mach 0,8 y Mach 1,2.

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Los sonidos son vibraciones que viajan en forma de ondas de presión en un medio elástico. Los objetos se mueven a velocidad supersónica cuando los objetos se mueven más rápido que la velocidad a la que el sonido se propaga a través del medio. En los gases, el sonido viaja longitudinalmente a diferentes velocidades, sobre todo en función de la masa molecular y la temperatura del gas, y la presión tiene poco efecto. Dado que la temperatura y la composición del aire varían significativamente con la altitud, la velocidad del sonido y los números de Mach para un objeto en movimiento constante pueden cambiar. En el agua, a temperatura ambiente, la velocidad supersónica puede considerarse como cualquier velocidad superior a 1.440 m/s (4.724 pies/s). En los sólidos, las ondas sonoras pueden polarizarse longitudinal o transversalmente y tener velocidades aún mayores.

Velocidad supersónica km/h

¿Qué es más rápido, el sonido o la luz? Puedes responder fácilmente a esta pregunta simplemente observando la caída de un rayo: siempre lo verás primero y luego lo oirás, ¡nunca al revés! Pero, ¿a qué velocidad puede viajar el sonido? ¿Y puede algo ir aún más rápido? ¡Vamos a investigar!

La velocidad del sonido es… bueno… la velocidad a la que las ondas sonoras viajan a través de un medio, como el aire, el agua o las cosas sólidas. Como puedes imaginar, el valor de la velocidad del sonido depende del tipo de medio que atraviesa el sonido: va más rápido en los líquidos y más lento en los gases.

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Por tanto, la “velocidad del sonido” no es un número fijo. Cuando hablamos de la velocidad del sonido solemos referirnos al sonido que atraviesa el aire. La velocidad del sonido en el aire a una temperatura de 20 grados a nivel del mar es de 767 millas por hora. ¡Eso es bastante rápido!

Isaac Newton fue el primero en medir la velocidad del sonido en el aire en 1686. Dio una palmada en el pasillo del Trinity College de Cambridge y anotó el tiempo que tardaba en oír el Eco. Después de medir la longitud del pasillo, Newton calculó fácilmente la velocidad del sonido. Sus cálculos se alejaron apenas un 15% del valor moderno. ¡Buen trabajo, Newton!

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