Busqué en Google la velocidad del sonido y descubrí que solo depende del medio (al igual que la velocidad de la luz pero con diferentes parámetros). ¡No puedo ver cómo no capta la velocidad de su fuente! Me refiero a que para la constancia de la velocidad de la luz se modificó la regla de suma de agujeros de velocidades a la relativista. Entonces, ¿cómo mantener la constancia de la velocidad del sonido?
PD: Estoy muy agradecido con cada uno de los que respondieron esta pregunta porque realmente me indujo a comprender el tema.
La velocidad del sonido en el aire es la velocidad con la que se propaga una onda de presión. Si observa la onda en sí, sin considerar su fuente, tiene toda la información que necesita para determinar la velocidad de propagación, ya que son solo las condiciones locales (cosas como la densidad y la tasa local de cambio de presión) las que determinan este.
Lo mismo ocurre con la luz: si "miras un fotón que te pasa", no necesitas saber nada sobre la fuente: una vez que la señal (sonido o luz) ha dejado su fuente, pierde todo recuerdo de eso, y simplemente se convierte en una onda que se propaga.
Ahora bien, las leyes de suma de velocidades que usamos en relatividad están relacionadas con el postulado de que la velocidad de la luz será la misma en cualquier marco de referencia inercial; la transformación de Lorentz se sigue directamente. Pero no existe un reclamo equivalente para el sonido. El hecho de que existan los viajes supersónicos lo demuestra bastante. En un nivel más básico, si está parado a favor del viento desde una fuente de sonido, ese sonido lo alcanzará más rápidamente que si estuviera parado a la misma distancia contra el viento, porque la perturbación de la presión viaja con la mayor parte del medio.
De ello se deduce que la velocidad del sonido depende de la velocidad del observador en relación con el medio.
Cuando se cita un valor para la velocidad del sonido, está implícito que es la velocidad del sonido en relación con el medio, que en el aire es de unos 330 m/s.
La diferencia significativa con las ondas electromagnéticas es la necesidad de un medio para que exista una onda de sonido.
Significa que si hay un viento con una velocidad de 30 m/s (en relación con el suelo) que sopla desde la fuente hacia ti (parado en el suelo), la velocidad del sonido se mediría como 330 + 30 = 360 m/s. Obtendrías el mismo valor para la velocidad del sonido si la fuente de sonido estuviera quieta (sin moverse con respecto al suelo) y te estuvieras moviendo hacia la fuente a 30 m/s.
En respuesta a tu pregunta, cuando la onda de sonido está en el aire viajará a 330 m/s y esa velocidad no tiene nada que ver con la velocidad de la fuente.
Sin embargo, una fuente en movimiento tendrá un efecto en la onda de sonido.
Si la fuente y usted no se están moviendo, puede imaginar la onda de sonido como una sucesión de compresiones y rarefacciones con la separación de la compresión siendo la longitud de onda de la onda de sonido.
Si la fuente ahora comienza a moverse hacia usted, enviará una compresión y luego, antes de enviar la siguiente compresión, la fuente se habrá movido hacia usted.
Esto significa que la distancia entre la compresión (longitud de onda) disminuye y la frecuencia de la onda sonora aumenta.
Este es un ejemplo del efecto Doppler.
La onda de sonido se genera debido a la vibración de la fuente. El movimiento de la fuente empuja/jala el medio creando vibraciones de presión sobre el medio. Una vez allí, se propagan según las propiedades físicas del medio, en este caso, la velocidad del sonido.
Lo que sucede cuando la fuente (o el oyente) se mueve es que la frecuencia a la que se generan o reciben las ondas cambia. Esto se conoce como el efecto Doppler (piense en los autos de F1 que pasan a su lado).
Una vez que el sonido sale de la fuente, tiene que viajar a través del medio. Básicamente, la fuente de sonido no es más que una especie de vibraciones. Si la vibración ocurre mientras la fuente se mueve o no, no depende de la velocidad a la que el sonido viajará por el aire. Sin embargo, el tono del sonido cambiará según la dirección en la que escuches. La velocidad del sonido no es una constante en el contexto de la relatividad. De todos modos, es demasiado lento para esos efectos.
Las siguientes son las tres declaraciones audaces que hago.
Fuera de las velocidades de la fuente y del observador/receptor, la longitud de onda de un sonido depende únicamente de la velocidad de la fuente.
De las velocidades de la fuente y del observador/receptor, la frecuencia de un sonido depende de las velocidades de ambos.
Fuera de las velocidades de la fuente y del observador/receptor, la "velocidad aparente" de un sonido (es decir, la velocidad con respecto a un observador) depende únicamente de la velocidad del observador/receptor.
Esta es quizás una de las razones por las que la velocidad del sonido, la velocidad de la luz, no se suma a la velocidad de la fuente que lo emite. Mientras sumas la velocidad de una roca a la velocidad de la fuente.
Solo puedes aplicar fuerza a un objeto que tiene masa. No se puede aplicar fuerza sobre algo con masa 0. Imagina empujar de nuevo el espacio.
El sonido no tiene masa, tiene impulso... pero eso no es masa. La luz no tiene masa. La luz tiene impulso. Cuando tiras una piedra. La roca te resiste porque tiene masa. Si no tuviera masa, estás aplicando fuerza sobre nada, por así decirlo.
Eso es lo que significa cuando un fotón no responde o se ve afectado por la fuerza de las fuentes. La fuente no puede arrojar un fotón como si fuera una roca. Puedes poner una piedra en una honda, si pones un fotón en una honda, es lo mismo que poner nada en la honda.
Es porque no tienen masa. Todo lo que no tiene masa, su velocidad no se puede sumar a la fuente que lo emite.
maha
floris
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