domingo, 22 de febrero de 2015

Cultura Aeronáutica: ¿Por qué la velocidad del sonido varía dependiendo de la altitud?


El sonido es un tipo de onda elástica que tiene la particularidad de propagarse a través de un medio sólido, gaseoso o líquido. Dependiendo de las características del medio tal como su: temperatura, su composición química y propiedades físicas la velocidad de propagación del sonido varía. Para ingresar al tema de la aeronáutica este artículo se centrará en el medio situado entre el nivel del mar y estratosfera, este rango es de 0 hasta los 20 km de altitud aproximadamente (desde los 20 km inicia la estratosfera), se toma este rango porque la mayoría de las aeronaves vuelan en esta zona.


Este medio está compuesto obviamente por aire del cual se sabe que la temperatura varía según la altitud, esto debido a que a mayor altitud las partículas del aire se encuentran más separadas, por ende tienen una densidad menor y produce un menor choque de partículas (a menos choques menor liberación de energía que se traduce en menos calor). Esto afecta inversamente la velocidad del sonido (El número Mach), es decir, a mayor altitud el sonido viaja un poco más lento. En número concretos para dar referencia, la velocidad del sonido a nivel del mar es aproximadamente de 1225 km/h y a unos 11.000 pies ya varía a 1062 km/h, o sea, 163 km/h menos rápido.

¿Pero, qué tiene que ver la densidad del aire con la velocidad del sonido?

Para que se tenga una idea del por qué, se dará de ejemplo con una fila de piezas del juego de mesa Dominó, con el que se hará el conocido “efecto dominó”. Se tomará en cuenta que las partículas del aire son cada una de las piezas de dominó ya dispuestas en una fila de al menos 20 piezas.

Imagen ilustrativa del efecto Dominó
Si se disponen las piezas muy cerca una de la otra es una muestra de mayor densidad, cuando se tumben las piezas es fácil notar que el efecto dominó será más rápido, inversamente al caso si se disponen muy separadas, tomaría más tiempo que cada pieza golpee la siguiente, sería más lento la transmisión de cada choque, haciendo la equivalencia de que en un medio menos denso el sonido se propaga más lento.

Escrito por:
Carlos Gamarra "CEGA"
Corresponsal AVIAMIL
@eduargama

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