¿Las ondas sonoras aumentan la velocidad de su fuente?

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.

Respuestas (6)

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.

Así que me equivoqué al decir que no selecciona la velocidad de la fuente, ¿verdad?
Sí, el sonido no "recoge la velocidad de la fuente". Sin embargo, si una fuente de cierta frecuencia se mueve hacia ti, la frecuencia que observarás es diferente a la frecuencia de la fuente. De esa manera, existe una interacción entre la frecuencia observada y la velocidad de la fuente, denominada efecto Doppler. Pero no creo que eso sea lo que estabas preguntando. Ver también esta respuesta anterior o esta
Bueno.. Revisaré los enlaces que me enviaste, gracias. Pero primero quiero hacer estas dos afirmaciones: 1. La velocidad del sonido cambiaría si el observador se está moviendo, 2. La velocidad del sonido no cambia si la fuente se está moviendo. Me parece un poco confuso esto :\
No, la velocidad del sonido es constante en relación con el medio. No se mide en relación con el observador o la fuente. Aunque puede medir el tiempo que tarda el sonido en llegar de A a B, ese tiempo no depende de si A o B se está moviendo, suponiendo que conozca la posición de A cuando se transmite el sonido y la posición de B cuando se transmite. se recibe Sin embargo, aún necesita saber si el medio está estacionario en el cuadro en el que determinó la posición de A y B.
Simplemente no estaría de acuerdo con el ejemplo; ya que si B se está moviendo, entonces podemos suponer que el medio se está moviendo en relación con B. Creo que ahora entiendo, gracias :)
Si B está en un globo aerostático...

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.

Entendí desde los primeros párrafos que estás de acuerdo en que el sonido elegiría la velocidad de la fuente. Sin embargo, encuentro que "cuando la onda de sonido está en el aire, viajará a 330 m/sy esa velocidad no tiene nada que ver con la velocidad de la fuente". un poco contradictorio ya que será esta velocidad con respecto a la fuente, por ejemplo.
También sé que habrá un efecto resultante de la fuente en movimiento sobre la onda acústica, pero no estoy seguro de si esto tiene algo que ver con su velocidad.

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).

Por cierto, es por eso que romper la barrera del sonido provoca el estampido sónico . Si la fuente está "generando más sonido" en el lugar donde se encuentra la onda anterior, las ondas se suman creando el "boom".
Quiero entender esto completamente a través de estas preguntas: ¿Las vibraciones (que generan las ondas de sonido) se verán afectadas por la velocidad de la fuente? ¿O es el medio que según la fuente se verá afectado el movimiento (en ese instante) lo que provocará una diferencia en la respuesta a las vibraciones? – maha hace 41 minutos
Las ondas de sonido son en realidad ondas de presión que se propagan a través de un medio. La vibración no es más que el movimiento de la fuente de forma sinusoidal. Cuando la fuente se mueve, empuja el medio en el que está sumergido (generalmente aire). Si no es en el vacío, el "empuje" del medio se propaga como ondas de presión según las propiedades físicas del medio (velocidad del sonido en el medio). Si esas ondas están en el rango de audición (de 300 a ~22000 Hz), las llamamos sonido.

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.

Bueno... Sé que el sonido es una especie de vibración en el medio que aún no tiene cierta velocidad. No puedo ver cómo no elegiría (o en realidad) elegiría la velocidad de la fuente. Es como si estuviera preguntando sobre el mecanismo de cálculo de "la velocidad del sonido" en general. Y no creo estar de acuerdo contigo en lo de la relatividad; ya que si no es constante según la relatividad, entonces admitiste implícitamente la relativista. ley de adición de velocidad, lo que significa que está de acuerdo en que se aplica la regla de adición de velocidad no relativista en este caso, lo que hará que la velocidad del sonido aumente la velocidad de su fuente.
La forma en que las moléculas de aire se comunican es a través de colisiones. La única forma en que puede hacer que la velocidad de comunicación sea más rápida es hacer que las moléculas de aire se muevan más rápido. La fuente bien podría hacer esto, pero no sería un efecto que se extienda muy lejos frente a la fuente porque las colisiones entre las moléculas de aire más rápidas y las moléculas de aire más lentas distribuirían esta velocidad extra (energía cinética) entre muchas más moléculas.
@Farcher nuevamente, creo que esto va en contra de que el sonido aumente la velocidad de la fuente, ¡jaja! Más bien, a partir de su respuesta quedó claro que cambiará :)
@kpv muchas gracias amigo; tu respuesta me dirigió al camino. Pero no estoy de acuerdo, hasta que se discuta, con que la velocidad del sonido cambiará debido a la relatividad.

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.