¿Es posible acelerar el aire a velocidades supersónicas? ¿Qué aspecto tendría?

La velocidad del sonido es la velocidad a la que las perturbaciones en el aire se propagan a través de él.

¿Es posible tener un viento que se mueva a velocidades supersónicas en relación con los vientos estacionarios a su alrededor?

O tal vez un fluido que fluye a través de una tubería a una velocidad mayor que la velocidad del sonido dentro de ella.

Si es así, ¿cómo "se vería"? ¿Qué tipo de fenómeno ocurriría?

Diría que es posible, ya que la velocidad con la que las perturbaciones viajan a través de un medio (aire, líquido) no debería ser un límite para la velocidad del medio en sí. ¿Cómo se vería? Sinceramente, no puedo decir desde la parte superior de mi cabeza. :)
¿No describe esto exactamente la vista desde un avión supersónico?
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¿Cómo se ve el chasquido de un látigo?

Respuestas (3)

La instalación para acelerar el viento a velocidad supersónica se llama túnel de viento. Aquí está el folleto de un túnel de viento hipersónico (Mach 7 y 8) en Japón. Se explica cómo funciona e incluso se pueden ver algunas fotos del flujo hipersónico.

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Es posible y, de hecho, fácil de hacer: tome un tubo lleno de aire y mueva un pistón hacia abajo más rápido que la velocidad del sonido en el aire circundante (hacer esto es solo cuestión de tener suficiente fuerza disponible). El aire que sale del tubo se moverá más rápido que la velocidad del sonido en el aire que lo rodea. OTOH estará a una presión mucho más alta y, como resultado, la velocidad del sonido en el aire que sale del tubo será más alta que la velocidad del aire mismo.

Si quieres ver esto en acción, solo necesitas ver cómo se dispara un rifle.

También de interés es la boquilla De Laval.

Lea algo sobre las boquillas de Laval. En una parte estrecha de la tobera el aire alcanza la velocidad del sonido y en una parte divergente (difusor) se acelera aún más.

La desaceleración de tal flujo supersónico solo es posible en una onda de choque (repentinamente), ¡no gradualmente! Hay muchas imágenes de flujos supersónicos de boquillas con discos de ondas de choque visibles o "diamantes de choque" (en aviones militares, motores a reacción cósmicos, etc.).