Secundaria Velocidad del sonido

[Dannypid]

Hola a todos/as,

Soy nuevo en esta web, y la verdad parece un buen lugar para aprender física. Enhorabuena por esta magnifica web.

No soy muy entendido en física, así que intentaré explicarme de la mejor forma que sé y con sencillez.

Mi duda es respecto a la velocidad del sonido, os expongo mi duda con un ejemplo :

Viajo en un avión algo más veloz que el sonido, mach 1.5, con velocidad constante, en el mismo habitaculo hay otra persona conmigo. Segun la teoria de la relatividad, el espacio donde me encuentro yo seria relativo con el espacio exterior, con lo que dentro del habitaculo yo deberia poder habrar con la otra persona sin que por ello el sonido quede atrás,¿no es cierto?.

Entiendo con esto que aunque yo viaje a la velocidad del sonido deberia escuchar la radioemisora o cualquier sonido emitido por los ordenadores de abordo, ya que en el interior al estar todo a la misma velocidad seria como si el l sonido partiese desde cero.

Si esto es correcto, ¿quiere decir que para un observador que se encuentra fuera del avión la velocidad de mi voz seria el doble de rápida que el sonido? , ya que habria que sumar la velocidad del avión más la velocidad de mi voz, que parte de velocidad cero a una velocidad de mach 1.¿Correcto?

Espero haberme explicado correctamente y entandais lo que quiero decir.

[carroza]

Re: Velocidad del sonido

Hola.

El sonido, a diferencia de la luz, se propaga por un medio material (el aire, por ejemplo). Por tanto, la velocidad del sonido que ves en las tablas (340 m/s en el aire) se refiere a la velocidad del sonido con respecto al aire en el que se mueve.

Si estás dentro de un avión cerrado, los sonidos dentro del avión se propagan a 340 m/s con respecto a observadores quietos en el avión.

Si tienes un avión, alejándose de ti a mach 1.5 (510 m/s), y quieres evaluar la velocidad de los sonidos internos del avión, a la velocidad de los sonidos internos del avión tendrías que sumarle (vectorialmente) su velocidad relativa con respecto a tí.

No obstante, si un pasajero del avión te grita desde la ventanilla, el sonido que a tí te llega, se mueve a 340 m/s, ya que se propaga por el aire que está en reposo con respecto a tí.

[Dannypid]

Re: Velocidad del sonido

Muchas gracias por contestar,

Entonces, partiendo de estama misma teoria, si circulamos a una velocidad cercana a la de la luz, esta tambien deberia sumarse a su velocidad, es decir, 300.000 km/s más 300.000 km/s, ya que la luz dentro del habitaculo tambien se le deberia aplicar el principio de relatividad, así de esta forma si un observador pudiese medir dicha velocidad con algún tipo de aparato, la velocidad de propagación de la luz interior del habitaculo deberia ser 600.000 km/s.

Entonces si esto es correcto, superar la velocidad de la luz únicamente seria posible en un medio que ya circule a esa velocidad, no siendo tan imposible como parece.


Un saludo.

[pod]

Re: Velocidad del sonido

Muchas gracias por contestar,

Entonces, partiendo de estama misma teoria, si circulamos a una velocidad cercana a la de la luz, esta tambien deberia sumarse a su velocidad, es decir, 300.000 km/s más 300.000 km/s, ya que la luz dentro del habitaculo tambien se le deberia aplicar el principio de relatividad, así de esta forma si un observador pudiese medir dicha velocidad con algún tipo de aparato, la velocidad de propagación de la luz interior del habitaculo deberia ser 600.000 km/s.

Entonces si esto es correcto, superar la velocidad de la luz únicamente seria posible en un medio que ya circule a esa velocidad, no siendo tan imposible como parece.


Un saludo.

En su mensaje Carroza ya ha puesto la diferencia fundamental entre la luz y el sonido es que el sonido se propaga respecto de un medio, y la luz no.

En el caso del sonido, o cualquier onda mecánica, está muy claro respecto a qué se mide la velocidad de la onda: respecto al medio que la transporta. Eso hace que se rompa la simetría entre todos los observadores: aquellos que observan el sonido estando en reposo con respecto a su medio son privilegiados.

En cambio, en el caso de la luz, como no hay medio, no hay ninguna clase de observador privilegiado. Es decir, todos los observadores deben poder aplicar la misma ecuación de ondas, y por lo tanto respecto a todos los observadores miden la misma velocidad para la luz. Esto tiene muchas implicaciones, para empezar, que la suma de velocidades no es exactamente correcta, es una aproximación que sirve cuando la velocidad es muy pequeña (el sonido se mueve mucho más despacio que la luz, por eso sirve).

Como puedes imaginar, en los 104 años de vida de la relatividad espacial, tu duda se ha planteado miles de veces (en los tres años y pico de vida del foro ya la hemos respondido varias veces), y naturalmente los experimentos demuestran que la cosa es como te explico. No hay forma de saltarse ese principio: ninguna partícula con masa puede viajar a la velocidad de la luz, o más.

[Dannypid]

Re: Velocidad del sonido

Sin ánimo de ponerme pesado, pero creo recordar que la luz aunque no necesite un medio para propagarse si lo hace a diferentes velocidades dependiendo de el propio medio, así que este si se deberia tener en cuenta.
Tengo entendido que la velocidad de propagación en el agua es mucho menor que en el aire, de igual forma su velocidad es mucho menor atravesando cristales.

Con el sonido ocurre algo similar, en algunos metales su velocidad es mayor que en el aire.

Es por eso que no me queda claro, aunque entiendo lo que explicas, pero si la velocidad de la luz tambien depende del medio, ¿no será tambien relativa en el espacio, pudiendose sumar dependiendo del medio?

Espero haberme explicado bien.

Yo sinceramente creo que si es posible superar la velocidad de la luz, sin tener que dar de lado la relatividad espacial.

Saludos.

[pod]

Re: Velocidad del sonido

Sin ánimo de ponerme pesado, pero creo recordar que la luz aunque no necesite un medio para propagarse si lo hace a diferentes velocidades dependiendo de el propio medio, así que este si se deberia tener en cuenta.
Tengo entendido que la velocidad de propagación en el agua es mucho menor que en el aire, de igual forma su velocidad es mucho menor atravesando cristales.

Con el sonido ocurre algo similar, en algunos metales su velocidad es mayor que en el aire.

Es por eso que no me queda claro, aunque entiendo lo que explicas, pero si la velocidad de la luz tambien depende del medio, ¿no será tambien relativa en el espacio, pudiendose sumar dependiendo del medio?

Espero haberme explicado bien.

Yo sinceramente creo que si es posible superar la velocidad de la luz, sin tener que dar de lado la relatividad espacial.

Saludos.

Eso es por que la luz es momentáneamente absorbida por los átomos del medio material y después reemitida. Eso causa un retraso que hace "parecer" que se va más lento. Pero en realidad, entre átomo y átomo, la luz va a la velocidad de la luz (fijate tú que paradoja si no fuera así). Este efecto siempre será de ralentización, no de aceleración (para que sea de aceleración, la luz tendría que ser reemitida antes de ser absorbida, lo cual es ridículo). Así que la velocidad aparente de la luz siempre será más pequeña que la velocidad real de la luz.


Todo esto no existe en el sonido, por que el sonido no "viaja entre átomos". Los átomos vibran y chocan entre ellos, transmitiendo el sonido. Por lo tanto, los átomos son el soporte fundamental para el sonido. Sin ellos, no hay sonido. En cambio, para la luz son un estorbo.

Repito, todo esto ha sido considerado y debatido numerosas veces en los últimos 104 años.

[carroza]

Re: Velocidad del sonido

Es por eso que no me queda claro, aunque entiendo lo que explicas, pero si la velocidad de la luz tambien depende del medio, ¿no será tambien relativa en el espacio, pudiendose sumar dependiendo del medio?

Verás, la idea es que, precisamente, las velocidades relativas no se suman como uno esperaría, cuando las velocidades son próximas a la de la luz.

Hay un ejemplo clásico, que puede resultar útil.

Si tú estás en un tren, moviendose a 10m/s, y tiras una piedra hacia delante, a 10 m/s, yo que estoy en el andén veo la piedra moverse a 20 m/s.

No obstante, si tú estás en un tren, moviendote a 200000 km/s, y tiras una piedra hacia delante, a 200000 km/s, yo que estoy en el andén no veo la piedra moverse a 400000 km/s.

La velocidad a la que la veo, de acuerdo con la relatividad especial, y a todas las experiencias hasta la fecha, es de

$v = (200000 + 200000) / (1 + 200000 \cdot 200000 / c^2)$

que son 277000 km/s. Nunca se llega a la velocidad de la luz, combinando velocidades relativas.

[Dannypid]

Re: Velocidad del sonido

Sin ánimo de ofenderte, creo que estás equivocado, todo lo debatido en estos últimos 104 años seguramente se abran obtenido muchos resultados, pero no por ello quiere decir que ya termino su avance o descubrimiento.

He buscando información al respecto de lo aquí tratado y sobre lo que yo habia expuesto, parece ser que yo no estaba tan equivocado o por lo menos eso parece en una noticia que he encontrado.

Según el físico Robert Boyd la velocidad de la luz puede ser superada muchas veces y lo esencial para ellos es el medio en el que se propague, que era lo yo intentaba aclarar anteriormente, y desconociendo este descubrimiento me habia dejado llevar por la física del sonido, supongo que lo hice como forma de recurso para comprenderlo mejor y dar una explicación de que sí se podia superar dicha velocidad de la luz de una forma similar a como lo hace el sonido.

Te dejo una breve explicación del como han hecho para superar esta velocidad. La verdad estoy muy sorprendido de esta noticia que no se si realmente será cierta, pero se acerca a lo que yo me imaginaba.

LA NOTICIA : su link http://www.tendencias21.net/La-luz-p...idad_a999.html
La luz puede viajar hacia atrás y superar su propia velocidad


Un experimento realizado por científicos norteamericanos muestra que la luz puede, no sólo superar su velocidad natural, sino propagarse hacia atrás como con una velocidad negativa, lo que puede suponer un nuevo paso en la mejora de las comunicaciones por fibra óptica e incluso de la tecnología informática. El experimento ha consistido en introducir una señal lumínica láser a través de una fibra óptica a la que se había añadido un elemento químico denominado erbio. Paradójicamente, el pulso de luz salía por el extremo opuesto de la fibra antes de haber entrado en ella por completo, como si recorrer su longitud no tomase ningún tiempo. Todo es muy extraño, pero es así como funciona el mundo, dice su descubridor, Robert Boyd. Por Mario Toboso.

[Dannypid]

Re: Velocidad del sonido

$v = (200000 + 200000) / (1 + 200000 \cdot 200000 / c^2)$

que son 277000 km/s. Nunca se llega a la velocidad de la luz, combinando velocidades relativas.

ok, esto me queda más claro, pero como comenté anteriormente, parecer ser que el medio de propagación si hace que se pueda superar la velocidad de la luz.

Por cierto, ¿Sabiais algo de este descubrimiento?

Muchas gracias por vuestra paciencia.

[Trucao]

Re: Velocidad del sonido

Dannypid, en el mismo artículo que mencionas se aclara que no hay conflicto con el postulado de la Relatividad Especial.

Copiado y pegado del artículo que tú has citado:

No hay conflicto con la relatividad

El hecho de que la velocidad de grupo del pulso luminoso pueda ser mayor que la velocidad de la luz en el vacío no supone un conflicto con el enunciado de la relatividad de Einstein que afirma que nada puede superar el valor de esta última, pues por “nada” debemos entender en este enunciado “nada que transmita información”.

Este no es el caso de la velocidad de grupo, que resulta de la mera combinación, de la puesta en fase o desfase, de las distintas frecuencias que componen la luz. En este sentido puede considerarse la velocidad de grupo como un artificio matemático que recoge la naturaleza de dicha combinación.

Se ha sugerido que la verdadera velocidad a la que la información es transportada por un pulso de luz debería definirse como la velocidad de propagación de un pulso sin parte frontal (en forma de escalón que se ha comprobado que no excede el valor de la velocidad de la luz en el vacío.

El siguiente paso que pretende dar el equipo de Boyd va precisamente en este sentido. Se plantean repetir su experimento eliminando la parte frontal de los pulsos de luz. En este caso la teoría prohíbe cualquier propagación a velocidades mayores que la de la luz en el vacío, de manera que todos los fenómenos hallados en el experimento que empleaba pulsos de luz con parte frontal deberían desaparecer.

Saludos

[pod]

Re: Velocidad del sonido

De nuevo ese experimento se ha comentado y explicado muchas veces en este foro. Función de búsqueda...

[Dannypid]

Re: Velocidad del sonido

Si correcto, la funcion de busqueda ya lo intente pero no encontre nada que especificara esto. De todas formas, ¿la conclusión cual es ?

¿Se puede o no se puede superar la velocidad de la luz?

Si eres tan amable,¿podrias enviarme el link del foro donde se habla de esto?

Muchas gracias.

[pod]

Re: Velocidad del sonido

Si correcto, la funcion de busqueda ya lo intente pero no encontre nada que especificara esto. De todas formas, ¿la conclusión cual es ?

¿Se puede o no se puede superar la velocidad de la luz?

Si eres tan amable,¿podrias enviarme el link del foro donde se habla de esto?

Muchas gracias.

No, no se puede.

Es evidente que la ciencia sigue progresando. Pero no "todo es posible". Un ejemplo claro: la medicina sigue progresando, pero me extrañaría que algún día alguien descubriera que los pulmones no están entre el cuello y la barriga, sino que están en las rodillas... Lo que se sabe, se sabe. Muy, pero que muy poquitas veces se encuentra que algo que se cree confirmado experimentalmente resulta ser incorrecto, y cuando pasa, solo es "parcialmente incorrecto" (i.e, la teoría antigua es una muy buena aproximación para situaciones normales).

Dos hilos que hablan sobre el experimento donde presuntamente se había superado la velocidad de la luz (y recalco que los Físicos que lo hicieron sabían lo que estaban haciendo, fueron los "medios" después lo que lo interpretaron como les dio la gana y quisieron vender revistas con el titular "Einstein estaba equivocado", que siempre vende):

http://forum.lawebdefisica.com/showthread.php?t=1234
http://forum.lawebdefisica.com/showthread.php?t=2071

[Sartie]

Re: Velocidad del sonido

Joe que chungo el experimento, pero claro, no es lo mismo la velocidad de una onda que la velocidad de grupo, de hecho, por ejemplo, la velocidad con la que puede aparecer una imagne en un osciloscopio es mayor que la velocidad de la luz, pero eso no significa que los electrones que golpean la pantalla viejasen mas rapido que la luz.

Por otra parte, si como se ve en ese experimento, la señal recibida llegase antes de enviar la señal me pregunto yo, que pasa si voy a lanzar la señal, esta señal es detectada nates de ser enviada, pero entonces decido no enviarla, asi pues habria aparecido una señal de la nada, y eso no puede ser. Creo que la gente puede malinterpretar las noticias que se cuelgan alegremente en algunas webs y foros. Este foro no es el caso

[Dannypid]

Re: Velocidad del sonido

Por otra parte, si como se ve en ese experimento, la señal recibida llegase antes de enviar la señal me pregunto yo, que pasa si voy a lanzar la señal, esta señal es detectada nates de ser enviada, pero entonces decido no enviarla, asi pues habria aparecido una señal de la nada, y eso no puede ser. Creo que la gente puede malinterpretar las noticias que se cuelgan alegremente en algunas webs y foros. Este foro no es el caso

Pues sí, la gente que tenemos unos conocimiento de principiante en física nos solemos creer todo aquello que dice un físico, creo que es normal. Es como si yo voy al medico porque tengo una dolencia y el doctor me diagnostica, lo creere, porque se da por supuesto que sabe más que yo.

De todas formas yo no entiendo eso que dices de la misma forma que tú, yo por el contrario entiendo que la señal es detectada antes de llegar, pero se ha enviado, no se está refiriendo a antes de que se produzca el acontecimiento sino el final de dicho acto.

Pero lo que menos entiendo es si esto no es cierto como la comunidad cientifica no hace una aclaración con una base que demuestre esta equivocación. Vamos creo yo que ningún fisico debe afirmar nada sin una prueba evidente. En mi pueblo a eso se le llama charlatanes.
Y si el fallo es del editor de la revista pues lo mismo.



Saludos.