La velocità del suono varia a seconda dell’altitudine, della temperatura e del mezzo attraverso il quale viaggia. Ad esempio, a livello del mare in un’atmosfera standard, a una temperatura di 59 gradi Fahrenheit (15 gradi Celsius), il suono viaggia a 761 miglia all’ora (1,225 km/p/h). A una temperatura di 32 gradi Fahrenheit (0 gradi Celsius) la velocità del suono scende a 742 mph (1,194 km/p/h). Ad altitudini sul livello del mare la velocità del suono è ancora diversa e varierà a seconda dei fattori prevalenti.
La ragione di questa variazione è che le onde sonore viaggiano attraverso molecole eccitanti. Quando un’onda sonora colpisce una molecola, vibrerà, trasferendo così la vibrazione alle molecole adiacenti, che la trasmettono in modo simile. Se le molecole sono molto strette, l’onda sonora può viaggiare molto velocemente, aumentando la velocità del suono. Quando le molecole non sono così densamente impacchettate, la velocità del suono rallenta.
La temperatura e l’altitudine influiscono sulla densità atmosferica, modificando la velocità del suono. Il suono viaggerà anche più velocemente attraverso l’acqua che attraverso l’aria, perché l’acqua è un mezzo più denso. Allo stesso modo, il suono viaggia più velocemente attraverso l’acciaio rispetto a materiali a bassa densità come il legno o le condizioni atmosferiche. Per questo motivo potresti vedere un vecchio film che mostra qualcuno che mette un orecchio su un binario ferroviario per ascoltare un treno in avvicinamento, poiché il suono raggiungerà l’ascoltatore più velocemente attraverso i binari d’acciaio che per via aerea.
Quando un getto viaggia più veloce della velocità del suono, si dice che rompa la barriera del suono. Questo crea un’onda d’urto o un boom sonico e un “mantello” istantaneo attorno al getto. Il velo è in realtà una nuvola di vapore bianca, che quando viene catturata nella fotografia ad alta velocità, fa sembrare l’aereo come se stesse emergendo da un wormhole bianco.
Mach 1 si riferisce alla rottura della barriera del suono iniziale o al passaggio da velocità subsoniche a velocità supersoniche. I jet militari viaggiano abitualmente in modo supersonico. Quando un jet viaggia a una velocità doppia rispetto al suono, viaggia a Mach 2. Tre volte più veloce del suono si riferisce a Mach 3 e così via.