¿Cuál es la Velocidad de Propagación del Sonido?

La velocidad de propagación del sonido en el aire es de unos 334 m/s y a 0º es de 331,6 m/s. La velocidad de propagación es proporcional a la raíz cuadrada de la temperatura absoluta y es alrededor de 12 m/s mayor a 20º. La velocidad es siempre independiente de la presión atmosférica.

En el agua la velocidad de propagación es de 1500 m/s. Es posible obtener medidas de temperatura de los océanos midiendo la diferencia de velocidad sobre grandes distancias.

Velocidad de una Onda

La velocidad de una onda es la velocidad a la que la onda viaja a través de un medio y viene dada por la siguiente ecuación:

V = d / (t2-t1)

V es la velocidad de propagación de la onda en el medio.
D es la distancia a la fuente.
T es el tiempo en segundos.

Para las ondas de sonido, el medio son las moléculas de aire; para la electricidad, el medio son los electrones. La velocidad de la onda determina cómo de rápido, un ciclo concreto de la forma de onda recorrerá una cierta distancia.

A 70º F, la velocidad de las ondas de sonido en el aire es aproximadamente 1133 pies por segundo (ft/sec). Esta velocidad es dependiente de la temperatura y aumenta en una relación de 1.1 ft/sec, por cada grado Fahrenheit que aumenta la temperatura.

En unidades europeas, la velocidad del sonido es de 331.20 m/seg. A 0º C, y una Atmósfera de presión. Para calcular la velocidad del aire podemos usar la siguiente fórmula:

C = 331.20    1 + T/273

donde T es la temperatura en ºK

¿Por qué la velocidad del sonido disminuye a gran altura a pesar que la densidad del aire disminuye?

• La velocidad del sonido en un gas depende directamente de la raíz cuadrada de la temperatura, como la temperatura disminuye con la altitud, es por ello que a grandes alturas la velocidad del sonido disminuya.

¿Por qué cuando el sonido se propaga en medios abiertos, su intensidad disminuye mucho al aumentar la distancia respecto a la fuente? ¿Cómo pudiera transmitirse el sonido de un lugar a otro con menor disminución de su intensidad?

• El problema es que a medida que avanza, si es esférica la onda, hay muchas mas partículas que tienen que vibrar, por lo tanto la energía que le toca a cada partícula es menor. Pero si usas un altoparlante, la energía esta mas concentrada hacia delante, y el efecto de dispersión se nota menos, este efecto es usado en el laser (también que es bastante monocromático) y por eso también llegan lejos sin perder mucha potencia. Si transmitimos el sonido por un tubo, el sonido debe llegar mucho mas lejos aunque también se pierde en cada rebote, en este caso seria un fenómeno parecido a lo que pasa en una fibra óptica, que se usa para transmitir información con la luz.

¿Qué es la barrera del sonido y cómo se rompe?

• La barrera del sonido es una barrera física que se presenta cuando un objeto se mueve a una velocidad igual o superior a la del sonido en un medio determinado, como el aire. Cuando un objeto se mueve a la velocidad del sonido o superior, se produce un efecto de compresión en el aire a su alrededor, lo que resulta en la generación de una onda de choque que se desplaza junto con el objeto. Esta onda de choque produce un ruido fuerte y característico, conocido como el "estallido sónico". Para romper la barrera del sonido, un objeto debe moverse a una velocidad suficientemente alta para superar la velocidad del sonido en el medio en el que se está moviendo. Los aviones de combate modernos y algunos aviones comerciales pueden superar la velocidad del sonido, lo que les permite romper la barrera del sonido y producir un sonido estallido. Para hacerlo, el avión debe tener un diseño aerodinámico adecuado y un motor lo suficientemente potente para permitir que alcance velocidades supersónicas. La resistencia al aire y la fricción aumentan a medida que el objeto se acerca a la velocidad del sonido, por lo que es necesario superar una cantidad significativa de fuerza de resistencia para poder superar esta barrera..