Número Mach para niños
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El número Mach (M) es una forma de medir la velocidad de un objeto. Se calcula dividiendo la velocidad del objeto entre la velocidad del sonido en el lugar donde se mueve.
Este número fue propuesto por un científico austriaco llamado Ernst Mach (1838-1916). Es una manera sencilla de entender qué tan rápido se mueve algo en comparación con el sonido.
Contenido
¿Qué es el número Mach?
El número Mach nos dice qué tan rápido va un objeto en relación con la velocidad del sonido. Por ejemplo:
- Mach 1 significa que el objeto viaja exactamente a la velocidad del sonido.
- Mach 2 significa que el objeto viaja al doble de la velocidad del sonido.
Es un número que no tiene unidades (como kilómetros por hora o metros por segundo). Se usa mucho para describir la velocidad de los aviones.
¿Por qué es útil el número Mach?
La velocidad del sonido no es siempre la misma. Cambia según la temperatura y la altura en la atmósfera. Por ejemplo, a mayor altura o menor temperatura, el sonido viaja más lento.
El número Mach es útil porque nos permite saber si un avión ha superado la velocidad del sonido sin necesidad de conocer la velocidad exacta del sonido en ese momento. Solo necesitamos saber su número Mach.
Regímenes de velocidad Mach
Los objetos que se mueven a alta velocidad en el aire se clasifican en diferentes "regímenes" según su número Mach.
¿Qué es el vuelo subsónico?
- Mach: Menos de 0.8
- Características: La mayoría de los aviones de pasajeros y pequeños aviones deportivos vuelan a estas velocidades. Sus alas suelen ser delgadas y con bordes redondeados. El aire fluye suavemente alrededor del avión.
¿Qué es el vuelo transónico?
- Mach: Entre 0.8 y 1.2
- Características: En este rango, algunas partes del aire alrededor del avión ya se mueven más rápido que el sonido, incluso si el avión completo no lo hace. Esto crea cambios en el flujo de aire. Los aviones comerciales suelen volar en la parte baja de este régimen para ser más eficientes.
¿Qué es el vuelo supersónico?
- Mach: Entre 1.2 y 5.0
- Características: Los aviones diseñados para estas velocidades tienen formas muy diferentes. Suelen tener bordes afilados y secciones delgadas. Cuando un avión supera Mach 1, crea una "onda de choque" que se escucha como un estampido sónico. Ejemplos de aviones supersónicos son el Concorde y algunos aviones militares.
¿Qué es el vuelo hipersónico?
- Mach: Entre 5.0 y 10.0
- Características: A estas velocidades, el calor generado por el roce con el aire es muy alto. Los materiales del avión deben ser muy resistentes al calor. Las alas suelen ser pequeñas y el diseño es muy compacto.
¿Qué es el vuelo hipersónico alto y de reentrada?
- Mach: Más de 10.0 (hipersónico alto) y más de 25.0 (reentrada)
- Características: A estas velocidades extremas, el control del calor es lo más importante. La estructura del avión debe soportar temperaturas altísimas. Los vehículos espaciales, como el Transbordador Espacial, alcanzan estas velocidades al regresar a la Tierra.
Ondas de choque y el estampido sónico
Cuando un avión vuela más rápido que la velocidad del sonido (es decir, supera Mach 1), crea una gran diferencia de presión justo delante de él. Esta diferencia de presión se llama onda de choque.
La onda de choque se extiende hacia atrás y hacia los lados del avión, formando una especie de cono. Esta onda es la que produce el fuerte ruido que conocemos como estampido sónico. Las personas en el suelo lo oyen, pero quienes van dentro del avión no.
Cuanto más rápido vuela el avión, más estrecho se vuelve este cono de onda de choque. A velocidades muy altas (hipersónicas), la onda de choque es tan fuerte que el aire detrás de ella se calienta muchísimo.
Galería de imágenes
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Número de Mach en un flujo de aire transónico sobre un perfil alar; Ma<1.
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Número de Mach en un flujo de aire transónico sobre un perfil alar; Ma>1.
Véase también
En inglés: Mach number Facts for Kids
- Velocidad del sonido
- Barrera del sonido
- Machmetro
