¿Es posible que el viento rompa la barrera del sonido?

Question

Entiendo que en la naturaleza el viento nunca llegaría lo suficientemente alto, pero sólo tengo curiosidad por saber si la física permitiría que esto ocurriera o no.

Answer 1

Creo que aquí hay cierta confusión. La velocidad del viento viene determinada por las diferencias de presión atmosférica entre dos puntos. Los límites máximos que observamos deben establecer la velocidad máxima del viento. El viento es el movimiento de una masa de aire. La velocidad del sonido determina la barrera del sonido. La velocidad del sonido viene determinada por consideraciones sobre la densidad, la temperatura... y es una propiedad sobre la velocidad relativa del frente de onda de un evento sonoro (una perturbación del medio - aire, que se propaga) en relación con el aire (considerado en reposo). La velocidad del sonido en relación con el suelo es la suma/substracción vectorial de la velocidad del sonido (+-340m/s) con la velocidad del viento en relación con el suelo. La velocidad máxima del viento se observa en las corrientes en chorro en altura y en los tornados y huracanes en superficie. En algún lugar podemos encontrar la velocidad máxima del aire agotado en los chorros y determinar si el aire se mueve trhu el aire con una velocidad superior a la barrera de velocidad. Nada impide que esto ocurra con suficiente empuje. No tengo tiempo para buscar ahora, lo siento.

EDITAR añadir:
Hay que buscar. La mezcla agotada de los motores de los aviones, al no ser viento sino una masa de aire, puede viajar a través de la atmósfera a velocidades muy superiores a la barrera del sonido. Si no fuera así los aviones a reacción no podrían cruzar la barrera del sonido.
Así que, a pesar de la confusión en la pregunta, la respuesta corta es un Sí (una masa de aire puede viajar más rápido que la velocidad máxima del sonido).

Answer 2

El viento está causado por las diferencias de presión. La discusión de Wikipedia sobre el viento atmosférico es aquí .

Sin embargo, sospecho que lo que se pide es si la velocidad puede superar alguna vez la velocidad del sonido para el aire > Mach 1, es decir, el viento supersónico. Bueno, existe una cosa que se llama Túnel de viento supersónico que se genera con relaciones de diferencia de presión de 10 o más. Esto corresponde al uso de un boquilla con esas relaciones de presión entre los flujos de entrada y salida. También hay videos de objetos en estos túneles.

Answer 3

El hipotético Hypercane sólo tiene vientos de unos 800 km/h, por lo que incluso esta situación extrema está muy por debajo de la velocidad del sonido.

No estoy tan seguro de que algunos gigantes gaseosos no puedan tener vientos locales superiores a la velocidad del sonido, aquí está la wikipedia sobre Neptuno "Neptuno tiene sistemas meteorológicos extremadamente dinámicos, incluyendo las velocidades de viento más altas del sistema solar, que se cree que son impulsadas por el flujo de calor interno. Los vientos típicos en la región ecuatorial en banda pueden poseer velocidades de alrededor de 350 m/s, mientras que los sistemas de tormentas pueden tener vientos que alcanzan hasta alrededor de 900 m/s, casi la velocidad del sonido en la atmósfera de Neptuno. Se han identificado varios sistemas de tormentas de gran tamaño, como la Gran Mancha Oscura, un sistema de tormentas ciclónicas del tamaño de Eurasia, el Scooter, un grupo de nubes blancas más al sur que la Gran Mancha Oscura, y el Ojo de Mago/Mancha Oscura 2, una tormenta ciclónica del sur".

Sospecho que los Gigantes de Gas pueden tener una alta velocidad local del viento con respecto a la velocidad local del sonido, porque los sistemas de viento pueden extenderse a grandes profundidades/presiones, donde la velocidad del sonido es mucho mayor, por lo que la relación entre la velocidad del sonido en profundidad, frente a la velocidad del sonido en la parte alta de la atmósfera puede llegar a ser bastante grande.

Answer 4

La velocidad del sonido del aire puro es muy alta y no es alcanzable para las diferencias de presión de la atmósfera. Sin embargo, en una mezcla bifásica (aire-agua, por ejemplo) la velocidad del sonido puede ser muy baja y comparable a la del viento.

Answer 5

La velocidad del viento es la velocidad de una corriente de aire. Las leyes de la física no tienen un marco de reposo privilegiado, por lo que no puede tener una velocidad acotada.

Imagina que estás en un avión supersónico que viaja más rápido que la velocidad del sonido. Desde tu punto de vista, estás inmóvil y el aire se mueve. Por lo tanto, parece que el aire se mueve a velocidades supersónicas.