Encuentre el número de Mach de un objeto a partir de su velocidad y la velocidad local del sonido, obtenga la velocidad del sonido a partir de la temperatura del aire o clasifique un número de Mach por régimen de flujo: M = v/a.
Velocidad y velocidad del sonido
343 m/s es estándar para aire seco a 20°C. Utilice la pestaña Desde temperatura para derivarla para otras condiciones.
Mach número
—
Ingrese la velocidad y la velocidad local del sonido para calcular.
Régimen de flujo—
Speed de sound utilizado—
Derivar la velocidad del sonido a partir de la temperatura del aire
El aire más frío reduce la velocidad del sonido, lo que aumenta el número de Mach para la misma velocidad del objeto; esta es la razón por la que los aviones alcanzan un número de Mach determinado más fácilmente en altitudes altas y frías.
Mach número de temperature
—
Ingrese la velocidad y la temperatura del aire para calcular.
Speed de sound—
Régimen de flujo—
Clasificar por número de Mach
Pegue un valor de Mach de la primera pestaña o escriba uno directamente.
Convención de régimen de flujo: por debajo de Mach 0,8 es subsónico, entre 0,8 y 1,2 es transónico, entre 1,2 y 5 es supersónico y por encima de Mach 5 es hipersónico.
Régimen de flujo
—
Ingrese un número de Mach para clasificar el flujo.
Umbrales de régimen
Régimen
Rango de Mach
Subsónico
M < 0.8
Transónico
0.8 – 1.2
Supersónico
1.2 – 5
Hipersónico
M > 5
Los umbrales siguen la convención de aerodinámica estándar; Los puntos de transición exactos varían según la forma y la altitud del vehículo.
4 min de lectura3 pasos7 términos3 ejemplos6 preguntas frecuentesM = v / a
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.
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Paso a paso
Cómo usar esta calculadora
3 pasos▸
1
Ingresa la velocidad y la velocidad del sonido
En la pestaña Número de Mach, escribe la velocidad del objeto y la velocidad local del sonido. Si no conoces la velocidad del sonido para tus condiciones, usa 343 m/s (aire seco, 20°C) como valor predeterminado razonable, o cambia a la pestaña Desde Temperatura.
2
O derívala a partir de la temperatura del aire
En la pestaña Desde Temperatura, ingresa la velocidad del objeto más la temperatura del aire. La calculadora deriva primero la velocidad local del sonido a partir de la temperatura, y luego calcula el número de Mach a partir de eso.
3
Lee el número de Mach y el régimen de flujo
La tarjeta de resultados muestra el número de Mach y etiqueta el flujo como subsónico, transónico, supersónico o hipersónico. Usa la pestaña Régimen de Flujo para clasificar un número de Mach que ya tienes sin volver a ingresar la velocidad.
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Referencia
Fórmula y metodología
2 fórmulas▸
Número de Mach
M = v / a
El número de Mach M es la razón entre la velocidad de un objeto v y la velocidad local del sonido a. Tanto v como a deben estar en las mismas unidades (típicamente m/s); M es adimensional.
Velocidad del sonido a partir de la temperatura
a ≈ 331.3 + 0.606 · T(°C)
Esta aproximación lineal da la velocidad del sonido en aire seco cerca de la presión a nivel del mar, donde T es la temperatura del aire en grados Celsius. La relación exacta es a = √(γRT) para un gas ideal, pero esta aproximación es precisa dentro de aproximadamente el 0.5% en temperaturas atmosféricas típicas.
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Glosario
Términos clave explicados
7 términos▸
Número de MachUna razón adimensional entre la velocidad de un objeto y la velocidad local del sonido, escrita M = v/a. Mach 1 significa que el objeto se mueve exactamente a la velocidad del sonido.
Velocidad del sonidoLa velocidad a la que viajan las ondas de sonido a través de un medio. En el aire depende principalmente de la temperatura, aproximadamente 343 m/s a 20°C y más lenta en aire más frío.
SubsónicoFlujo o movimiento a un número de Mach menor a aproximadamente 0.8, donde el aire se comporta como un fluido incompresible y los efectos de compresibilidad son insignificantes.
TransónicoEl rango de Mach aproximadamente entre 0.8 y 1.2, donde el flujo de aire sobre partes de un objeto puede ser localmente supersónico incluso cuando la velocidad general del objeto está cerca de Mach 1.
SupersónicoMovimiento a un número de Mach mayor a 1, lo que significa que el objeto supera a las ondas de sonido que genera, produciendo ondas de choque y un estampido sónico.
HipersónicoMovimiento a un número de Mach mayor a aproximadamente 5, donde el calentamiento aerodinámico y los efectos de la química del aire se vuelven consideraciones de diseño dominantes.
Flujo compresibleFlujo de fluido en el que la densidad cambia significativamente con la presión, volviéndose importante a medida que el número de Mach se acerca y supera 1.
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Escenarios
Ejemplos del mundo real
3 ejemplos▸
✈️
Avión comercial
Aerolínea en crucero
Velocidad 343 m/sVelocidad del sonido 343 m/s
A 343 m/s contra una velocidad del sonido de 343 m/s, M = 343/343 = 1.00 — exactamente Mach 1, el límite transónico. Un avión de pasajeros real vuela un poco por debajo de esto, alrededor de Mach 0.78–0.85, para mantenerse cómodamente subsónico.
🌡️
Vuelo a gran altitud
A partir de la temperatura del aire
Velocidad 250 m/sTemperatura del aire 15°C
A 15°C la velocidad del sonido es aproximadamente 340.4 m/s (331.3 + 0.606 × 15). Número de Mach = 250/340.4 ≈ 0.73 — subsónico, justo por debajo del límite transónico. El aire más frío en altitud reduce la velocidad del sonido, lo que aumenta el número de Mach para la misma velocidad real.
🚀
Avión de combate
Ataque supersónico
Número de Mach 1.8
Un número de Mach de 1.8 cae en el rango supersónico (1.2–5). La aeronave se mueve 1.8 veces más rápido que el sonido, generando un estampido sónico y ondas de choque a lo largo de su fuselaje.
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Referencia
Citar esta calculadora
APA y MLA▸
Usa cualquiera de estos formatos para citar esta calculadora en un trabajo o informe.
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
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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
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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
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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.
❓
Preguntas
Preguntas frecuentes
6 preguntas▸
¿Cuál es la fórmula del número de Mach?+
El número de Mach es M = v/a, donde v es la velocidad del objeto y a es la velocidad local del sonido, ambas en las mismas unidades. Es una simple razón, así que no tiene unidades propias.
¿Qué significa Mach 1?+
Mach 1 significa que un objeto se mueve exactamente a la velocidad local del sonido. Por debajo de Mach 1 es subsónico, y por encima de Mach 1 es supersónico; la región justo alrededor de Mach 1 (aproximadamente 0.8 a 1.2) se llama transónica.
¿Por qué cambia la velocidad del sonido?+
La velocidad del sonido en el aire depende principalmente de la temperatura, no directamente de la presión o la altitud. El aire más cálido tiene moléculas que se mueven más rápido y con más energía, así que el sonido viaja más rápido a través de él. Por eso la velocidad del sonido disminuye en el aire frío de gran altitud.
¿Qué se considera supersónico?+
Supersónico significa un número de Mach mayor a 1 — el objeto se mueve más rápido que las ondas de sonido que produce, lo cual es lo que crea un estampido sónico.
¿La altitud afecta el número de Mach para la misma velocidad?+
Sí. Como las altitudes más altas suelen ser más frías, la velocidad del sonido es más baja allá arriba. Volar a la misma velocidad real a una altitud más alta y fría resulta en un número de Mach más alto que volar a nivel del mar.
¿Qué unidades usa el número de Mach?+
El número de Mach es adimensional — no tiene unidades, ya que es una razón entre dos velocidades. Ingresa la velocidad en m/s o km/h y la calculadora maneja la conversión internamente.
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