Romper la Barrera del Sonido

Imagínate un avión volando por el cielo. A medida que avanza, empuja las moléculas del aire y las aparta de su camino, creando continuamente ondas de aire comprimido y expandido. Estas ondas constituyen ondas sonoras, que se alejan del avión en todas direcciones a una velocidad de unos 341 metros por segundo (la típica velocidad del sonido en el aire). Si el avión viaja a una velocidad inferior a ésta, entonces las ondas sonoras pueden propagarse por delante del aparato. Pero si el avión aumenta su velocidad hasta la velocidad del sonido, entonces las ondas se empiezan a apelotonar en la parte frontal del avión y se comprimen, formando lo que denominamos ondas de choque.

Éstas serían similares a las ondas que se acumulan en la proa de un barco cuando se mueve por el agua. Las ondas de choque se dispersan por detrás del avión y si llegan a nuestro oído golpearán nuestros tímpanos: escucharemos una explosión sónica. Todas las ondas sonoras que se habrían propagado normalmente por delante del avión, se han acumulado en su parte frontal, de forma que antes de que llegue el avión no oímos absolutamente nada, y justo cuando pasa, escuchamos una explosión.

Es exactamente lo mismo que sucede cuando nos encontramos en la orilla de un lago muy tranquilo y una lancha pasa por delante. No hay ninguna alteración en el agua mientras se acerca la embarcación, pero al poco de pasar, una gran ola llega hasta la orilla y nos moja los pies. Cuando un avión pasa a la velocidad del sonido, esta gran ola se manifiesta como una explosión sónica.

Avión de combate rompiendo la barrera del sonido

Latigos y la velocidad del sonido

Los látigos, como el que usa Indiana Jones, son una herramienta que produce explosiones sónicas. Gracias a su longitud, flexibilidad y forma, permiten que los expertos en su manejo sean capaces de hacer que la punta del látigo se mueva lo suficientemente rápido como para romper la barrera del sonido.

Hay muchas formas de hacer chasquear un látigo, pero todas involucran la ley de la conservación de la energía. Imaginemos al Dr. Jones en plena acción, enfrentándose a un leopardo que se ha cruzado en su camino: con el látigo cogido por el extremo grueso, sacude el brazo hacia delante con ímpetu y proporciona al látigo energía cinética. Esto se manifiesta en una onda que se propaga a lo largo del látigo, a una velocidad que es proporcional a la energía que Indiana Jones haya aplicado.

Pero a medida que la onda viaja hacia el extremo más delgado y más ligero del látigo, su velocidad aumenta. Puesto que la energía cinética se debe conservar, si la masa del látigo va disminuyendo a lo largo del recorrido de la onda, entonces la velocidad de la onda debe aumentar para mantener la cantidad de energía (recuerda que la energía cinética es proporcional a la masa y la velocidad). Así, finalmente, la punta del látigo llega a superar la velocidad del sonido y produce un ruido característico: una explosión sónica, que con suerte asustará a la bestia felina.

Cuando un avión rompe la barrera del sonido, es decir, supera la velocidad del sonido (un avión supersónico), a veces se forma una nube justo a su alrededor. Esto se debe a que se produce una caída de la presión como resultado de la onda de choque creada. Esta bajada de la presión implica una bajada de la temperatura. Si el aire es húmedo, entonces el vapor de agua se condensará en pequeñas gotitas y formará la nube.

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