¿Qué pasaría si un observador se aleja de una fuente de sonido estacionaria con una velocidad mayor que la velocidad del sonido?

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¿Qué pasaría si un observador se aleja de una fuente de sonido estacionaria con una velocidad mayor que la del sonido?

Todas las respuestas dadas hasta ahora consideran solo un aspecto de la pregunta, el obvio:

¿El observador puede escuchar el sonido o no?

Y todos responden correctamente. Es decir, las ondas de sonido no llegan al observador y, por lo tanto, el observador no llega a escuchar la fuente.

Pero eso no es todo. Y lo que voy a decir no tiene nada que ver con la mecánica relativista: (ejemplos a continuación) , es una parte muy importante de los asuntos del día a día. Entonces, aquí va:

Un fenómeno muy hermoso llamado ” choques ” ocurre cuando el observador pasa a través del medio. Para una discusión excelente (exhaustiva y matemática), J D. Jackson hace referencia al texto clásico sobre Electrodinámica. Voy a tratar de describirlo en palabras simples:

La velocidad del sonido en un medio es esencialmente la velocidad a la que el medio reacciona a cualquier cambio. Cuando algo lo atraviesa a velocidades superiores a esta velocidad, no puede reaccionar al paso de inmediato, porque recuerde que es intrínsecamente más lento . La información de que algo ha pasado no ha sido procesada por el medio, ¡aunque haya pasado! La información llega gradualmente a las diferentes partes de los medios. Esto crea perfiles de cantidades físicas como la temperatura, la velocidad (en fluidos), etc. para que sean transitoriamente diferentes de lo que habría pasado si algo pasara a velocidades más pequeñas que la del sonido. Esto justifica el término “conmociones”.

Los choques son parte de la vida diaria. Por ejemplo, ¿has visto la estructura en forma de arco alrededor del cuerpo de un barco o ferry mientras se desliza por el agua? Ese es un ejemplo de un arco de choque, más ejemplos aquí. También es una parte importante de la natación competitiva, lo que resulta en un importante arrastre, ver Carlile Coaches ‘Forum. En algún momento, todos han visto aviones a reacción creando una delgada corriente de nubes a medida que viaja, eso se debe a la atmósfera impactada. En el artículo de Wiki sobre ondas de choque se pueden encontrar bellas imágenes de los choques.

Solo me gustaría agregar que una hermosa extensión de los choques se ve en un fenómeno que involucra la luz y es puramente relativista . Se llama radiación de Cherenkov, observada en ciertos medios en los que la velocidad de la luz es menor que el material de las partículas de alta energía en ese medio (recuerde que la velocidad de la luz es menor en los medios que el vacío; no hay razón para creer que otros las partículas no pueden ir más rápido que la luz dentro de un material; sus velocidades son aún más pequeñas que la velocidad de la luz en el vacío , no hay violación de la relatividad) .


Bramhatanu: nunca subestimar simple preguntas

Clásicamente, si el observador se aleja de una fuente estacionaria con una velocidad mayor que la velocidad del sonido, en cualquier instante la distancia cubierta por el observador será mayor que la distancia cubierta por las ondas sonoras. Así, la onda de sonido nunca llegó al observador.

Pero si la velocidad del observador será comparable con la velocidad de la luz, entonces el hecho anterior será discretamente diferente. En ese caso, el tiempo jugará un papel importante.

Simple, el sonido no llegará al observador. De hecho, si alguna vez viaja más rápido que el sonido, nunca escuchará a nadie que lo llame desde atrás. Ese sonido nunca te llegará. Escuchará su propio sonido porque nuestro propio sonido nos llega a través de nuestro propio cuerpo, y su cuerpo viajará con usted todo el tiempo. Y un pequeño sonido nuestro nos alcanza a través del aire. Pero no se escuchará ningún sonido si viene desde atrás.

El observador no puede escuchar el sonido.

Cualquier objeto que se mueva con velocidad más que el sonido se conoce como supersónico.

El observador nunca escucharía el sonido porque iría más y más lejos de él. (Suponiendo que tanto el observador como el sonido comiencen a ‘moverse’ al mismo tiempo). Esto también sería cierto si el observador comenzara a moverse antes de que comenzara el sonido.

Si el sonido comenzó primero, entonces el observador escucharía el sonido hasta una cierta distancia (suponiendo que el sonido tenga una forma de onda uniforme en toda la región por la que ya ha viajado) y luego dejaría de escucharlo cuando cruce las primeras ondas del sonido .

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