¿Por qué el sonido no puede viajar más rápido?

Puede: la velocidad del sonido depende de las propiedades del medio por el que viaja. En el aire, la velocidad del sonido es ~ 343 m / s, pero en el agua, por ejemplo, la velocidad del sonido es ~ 1497 m / s (casi tres veces la velocidad en el aire).

Usando la ley de Hook, la velocidad del sonido es aproximadamente:

[matemáticas] c = (E / ρ) 1/2 [/ matemáticas]

c = velocidad del sonido (m / s, ft / s)

E = elasticidad del módulo de masa (Pa, psi)

ρ = densidad (kg / m3, lb / ft3)

En gases, podemos aproximar la velocidad del sonido en función de

[matemáticas] c = (kp / ρ) 1/2 [/ matemáticas]

[matemáticas] = (k RT) 1/2 [/ matemáticas]

dónde

c = velocidad del sonido (m / s, ft / s)

k = relación de calores específicos (índice adiabático)

p = presión (Pa, psi)

ρ = densidad (kg / m ^ 3, lb / ft ^ 3)

R = constante de gas individual (J / kg K, pies lb / slug grados K)

T = temperatura absoluta (grados K)

El sonido viaja más rápido a través de medios con mayor elasticidad y / o menor densidad (suponiendo que la temperatura y la presión atmosférica sean constantes)

para obtener más información, consulte: Fórmulas de velocidad del sonido

En realidad, viaja más rápido (aproximadamente tres veces más rápido) en agua, y aproximadamente 15 veces más rápido en acero.

Pero el factor limitante en el aire es la termodinámica de la onda de presión. Aquí hay una discusión sobre esto: Sonido – Wikipedia – pero es un tema bastante complicado. La conclusión es que la velocidad depende de la elasticidad y la densidad de cualquier material que atraviese. El aire se comprime muy fácilmente y no pesa mucho, por lo que la velocidad del sonido es relativamente lenta. El agua es más densa y no se comprime bien … el acero es aún más denso e incluso menos elástico, aún más rápido.