Pregunta:
¿Cómo sonaría a la velocidad del sonido?
Andrew Spitz
2010-06-01 02:00:22 UTC
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Título loco. Esto es por interés, y tal vez una pregunta estúpida:

Teóricamente, si uno viajara a la velocidad del sonido sin aire / viento (no un vacío ya que no habría sonido), ¿qué suena como suena? Imaginar que el sonido se propaga en línea recta y no hay reflejos. Obviamente, depende del sonido, pero ¿se escucharía una especie de segmento de tiempo atascado (como un sintetizador granular) o tal vez una mezcla de frecuencias de malla de oscilación y modulación muy lenta?

Pensar en sombreros ...

Seis respuestas:
#1
+14
Colin Hart
2010-06-01 11:05:32 UTC
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De acuerdo, digamos, por el bien de mi explicación, que el sonido solo puede viajar a lo largo de un plano (como sugirió en su pregunta). Así que solo hacia ti o lejos de ti. Supongamos también que esto está sucediendo a temperatura "ambiente" (68 ° F) en aire seco. Por lo tanto, se supone que la velocidad del sonido será de 767 mph (o 1125 pies / so 343 m / s)

Digamos que un sonido viene directamente hacia usted. Te llegará a una velocidad de 767 mph. Si vas directamente hacia el sonido a la velocidad del sonido, llegará a ti dos veces más rápido (343 m / s + 343 m / s = 686 m / s), y obtendrás un efecto Doppler amplificado.

Eche un vistazo a esta ecuación para averiguar cuánto afectará el Doppler a su sonido:

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Donde: (f) es la frecuencia observada (lo que escucha) , (f0) es la frecuencia emitida (lo que es el sonido original), (V) es la velocidad de las ondas en el medio (343 en este caso) y (Vr) es la velocidad del receptor en relación con el medio; positivo si el receptor (usted) se está moviendo hacia la fuente.

Entonces, para un tono de 1k: f = ((343 + 343) / 343) 1000

Entonces f = 2000hz (o 2 kHz). Entonces, básicamente, si viajas a la velocidad del sonido directamente en un sonido, todo será exactamente una octava más alto.

Sin embargo, si viajas a la velocidad del sonido en la dirección opuesta al sonido que viene hacia ti, el sonido nunca te llegará, por lo tanto, nunca lo escucharás, lo cual es bueno, porque yo no quiero pelear con más ecuaciones ...

Pero ...... Si tuvieras que ir SOLO TÍMIDO (digamos 3 m / s para este ejemplo) de la velocidad del sonido en en la dirección opuesta del sonido, se vería así: (misma ecuación)

Nuevamente, para el tono de 1k: f = ((343 + (-340)) / 343) 1000

Entonces f = 8.746 Hz. Básicamente, su tono de 1k dejaría de estar en su rango de audición. El sonido parecerá que se ralentiza hasta que se detiene cuando te acercas a 343 m / s en la dirección opuesta al sonido.

Entonces sí, en respuesta a su pregunta, sonaría muy extraño y lento y todo, porque el sonido llegaría a usted muy lentamente ...

AHORA, si actualmente está yendo al velocidad del sonido, y haces un sonido, ese sonido ahora irá a 686 m / s con respecto al suelo. Entonces, cualquiera que te escuche hablar mientras vas a esa velocidad te oirá exactamente 1 octava más alta (a menos que ellos mismos se estén moviendo).

Incluso con reflejos y todo, esto sigue siendo prácticamente el mismo. Sin embargo, la temperatura y el medio (aire, humedad, agua, acero, etc.) cambiarían el sonido de manera más drástica a medida que cambia la velocidad del sonido.

¡Qué buena pregunta! ¡Avíseme si necesita que le aclare algo!

¡Gracias! ¡Fue divertido! No puedo ejercitar esa parte de mi cerebro tanto como me gustaría ... ¡Deberíamos hacer más preguntas como esta!
Echa un vistazo al gran cerebro en @Colin. ¡Buena explicación!
#2
+7
kibibu
2010-06-01 04:53:57 UTC
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Este es el límite extremo del efecto Doppler. Escuchas "sonido" como los cambios de presión de la onda sonora. Si viaja junto con la onda de sonido, entonces no obtendrá ningún cambio en la presión, por lo que no la escuchará.

Una forma de conceptualizarlo es que las ondas de sonido son como los surcos de una grabar. La situación normal es que usted (la aguja) está quieto y la onda de sonido (registro) pasa a su lado a una velocidad fija (la velocidad del sonido en un caso, la velocidad del registro en el otro).

Ahora imagina que mueves la aguja junto con el disco, a la "velocidad del sonido" por así decirlo. Esto es lo que sucedería si viaja a lo largo de la trayectoria de una onda de sonido.

Imagine lo contrario: mueva la aguja en la dirección opuesta al disco giratorio, ya la misma velocidad. En este caso, la velocidad efectiva del registro es dos veces más rápida y sonaría una octava más alta.

muy buena forma de explicarlo.
#3
+4
user49
2010-06-01 02:45:45 UTC
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La gente viaja a la velocidad del sonido (por ejemplo, Chuck Yeager), así que esta no es una pregunta abstracta ... En este artículo, Mano Ziegler describe el "golpe transónico" que se relaciona con las fuerzas extremas en el avión:

http://en.wikipedia.org/wiki/Sound_barrier

Pero el hecho de que especifique "sin aire / viento" significa que no está en un plano, en cuyo caso creo que el sonido que oirías, si estuvieras realmente listo para escuchar, sería "aum"

"el sonido que no se produce cuando dos cosas chocan juntas".

http://www.spiritsound.com/aum.html http://www.messagefrommasters.com/Stories/Zen/Sound_of_one_Hand_Clapping.htm

#4
+4
endolith
2010-06-01 05:22:49 UTC
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Si no hay viento, entonces el aire debe moverse a la velocidad del sonido a tu lado, lo que significaría que lo oirías normalmente, como el aire que se transporta en la cabina de un avión supersónico.

#5
+4
Guney Ozsan
2015-01-01 18:35:59 UTC
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En el caso especial de que estemos viajando con la fuente de sonido (por ejemplo, en un avión), cuando alcancemos la velocidad del sonido, las ondas sonoras en la misma dirección no podrán alejarse de la fuente. En este punto, las ondas sonoras se superpondrán, lo que provocará la acumulación de mucha energía cinética y resonancia en todas las frecuencias del sonido. Sonará como un ruido sordo y la energía cinética acumulada y las resonancias deberían sacudirte como una turbulencia.

En realidad, no es posible ir exactamente a la velocidad del sonido más de un momento, así que cada vez si pasa el límite hacia arriba o hacia abajo, debería experimentar ese estruendo. Si fuera posible ir constantemente a la velocidad del sonido, debería experimentar un retumbar continuo y una vibración resonante.

Este es un caso especial y una adición a las otras respuestas.

#6
+3
Zeppelin Design Labs
2015-12-14 20:49:34 UTC
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Creo que la excelente explicación de Colin Hart es falsa en el penúltimo párrafo, que comienza con "AHORA". Si me muevo a la velocidad del sonido y hago un sonido, el sonido NO se mueve a 686 mph en relación con nada. La velocidad del sonido es una propiedad del medio a través del cual se propaga. Siempre se propagará en 343 (en este ejemplo). Si la fuente de sonido se mueve a través del medio en 343, entonces la energía del sonido simplemente se acumula en la dirección del viaje, lo que lleva al fenómeno del boom sónico descrito con mucha precisión por Guney Ozsan.

Prueba este experimento mental:

Estoy de pie en la costa occidental del Mar Muerto, inmóvil en relación con el medio portador de sonido, es decir, la atmósfera. Un avión de combate (una fuente de sonido) que patrulla la frontera se me acerca a Mach 1,5, es decir, a 1,5 veces la velocidad del sonido en este medio. La fuente se acerca más rápido que el sonido que produce y, por lo tanto, está en silencio: puedo verla, pero no escucharla, venir (ejemplo verdadero). Como se describió anteriormente, la energía del sonido se "acumula" en las proximidades de la fuente y en un frente de onda en forma de cono que se propaga desde y detrás de ella. Cuando la aeronave pasa directamente por encima, sigo sin escuchar nada hasta que ese frente de onda me golpea. Entonces - ¡BOOM! El fenómeno tiene un nombre apropiado; realmente suena como la palabra BOOM! Después de que pase el frente de onda BOOM, ahora estoy dentro del "cono". Estoy mirando el avión alejándose hacia el horizonte. Produce un sonido que viaja hacia mí a 343 incluso cuando la fuente retrocede a 343 x 1,5 = 514. Pero el sonido todavía se acerca a mí en 343. Todo lo que sucede es un ejemplo dramático del efecto Doppler. Todas las frecuencias de sonido que emanan de la aeronave se reducen en un factor de 1,5 en relación con lo que serían si la fuente de sonido se detuviera en el medio. Por lo tanto, si el motor a reacción produce un zumbido a 12 kHz, escucharé un rugido a 12 / 1,5 = 8 kHz.

El piloto, mientras tanto, está sellado en la cabina con un pequeño trozo de atmósfera local. Él y su reproductor MP3 están inmóviles en relación con el medio, por lo que la música que escucha suena "normal". Sin embargo, los motores a reacción a unos pocos metros detrás de él son inaudibles. El sonido que producen no puede alcanzarlo a través de la atmósfera exterior; está superando al frente de onda.

Creo que también tienes razón, pero ¿qué pasa después de que la fuente haya pasado, después del boom? se oye algo?


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 2.0 bajo la que se distribuye.
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