El número de Mach indica qué tan rápido se mueve algo en relación con la velocidad del sonido en el aire circundante — un solo número adimensional que rige si el flujo de aire se comporta de forma suave o violenta. Esta calculadora encuentra el número de Mach a partir de la velocidad y la velocidad del sonido, deriva la velocidad del sonido a partir de la temperatura del aire, y clasifica cualquier número de Mach en un régimen de flujo.
Cómo funciona la Calculadora de Número de Mach
El número de Mach es simplemente M = v/a, la velocidad del objeto dividida entre la velocidad local del sonido. Como la velocidad del sonido en el aire no es constante — depende de la temperatura — la misma velocidad física corresponde a diferentes números de Mach en distintas condiciones. El aire frío de gran altitud tiene una velocidad del sonido más baja que el aire cálido a nivel del mar, así que una aeronave que vuela a la misma velocidad real alcanza un número de Mach más alto en altitud.
La calculadora usa la aproximación lineal estándar a ≈ 331.3 + 0.606·T(°C) para la velocidad del sonido en aire seco, la cual sigue de cerca la relación exacta de gas ideal a = √(γRT) en los rangos de temperatura relevantes para la aviación y la física cotidiana.
Entradas y qué significan
La velocidad se puede ingresar en metros por segundo o kilómetros por hora. La velocidad del sonido está en metros por segundo — 343 m/s es el valor comúnmente citado para aire seco a 20°C, pero cae a aproximadamente 295 m/s a -40°C, una diferencia que importa para el vuelo a gran altitud. La temperatura del aire acepta Celsius o Fahrenheit y alimenta directamente la aproximación de velocidad del sonido en la pestaña Desde Temperatura.
Límites y casos extremos
La aproximación basada en temperatura asume aire seco cerca de la presión atmosférica estándar; la humedad y los cambios de presión provocados por la altitud desplazan ligeramente la velocidad real del sonido. La fórmula lineal también pierde precisión en temperaturas extremas muy fuera de los rangos atmosféricos típicos. Para trabajo aeroespacial preciso, usa la relación completa a = √(γRT) con los valores apropiados de γ y la constante específica del gas R para la atmósfera real, o consulta un modelo de atmósfera estándar.