Lo sapevi…
Quanto è lontana la velocità del suono?
Risposta diretta
La velocità del suono è una velocità, non una distanza: nell'aria a 20 °C e al livello del mare sono circa 343 m/s (1.235 km/h, 667 kt), quindi il suono percorre un chilometro in circa tre secondi. Dipende solo dalla temperatura e scende a circa 295 m/s (1.062 km/h) in quota di crociera, dove l'aria è a circa −56 °C. Gli aerei la esprimono come Mach 1.
_(7181735590).jpg)
Una velocità, non una distanza
Il suono non ha una portata fissa; è un'onda di pressione che si propaga verso l'esterno finché non si attenua sotto la soglia di udibilità. Ciò che è fisso, a una data temperatura dell'aria, è la rapidità con cui quest'onda si muove. A 20 °C e pressione atmosferica al livello del mare, la velocità del suono è di circa 343 m/s, ovvero 1.235 km/h. Questo valore deriva dalla rapidità con cui le molecole d'aria possono trasmettere una perturbazione a quelle vicine, il che dipende dalla velocità con cui si muovono, e questa a sua volta dipende dalla temperatura. Pressione e altitudine influiscono solo attraverso il loro effetto sulla temperatura: alla stessa temperatura, aria rarefatta e aria densa trasportano il suono alla stessa velocità.
Quanto viaggia il suono in un determinato tempo
Quando si tratta di distanza, è utile convertire la velocità in tempi di percorrenza. A 343 m/s, il suono percorre 100 m in circa 0,3 s, un chilometro in circa 2,9 s e 10 km in circa mezzo minuto. Questo è il motivo per cui il tuono segue un fulmine con un ritardo di circa tre secondi per chilometro, e per cui il rumore di un jet che vola in alto sembra provenire da un punto molto dietro la posizione reale dell'aereo: prima che il suono raggiunga il suolo, l'aereo è già andato oltre. Un aereo di linea a 11.000 m è, per chi si trova direttamente sotto, a circa 37 secondi di suono di distanza, e in quel tempo ha già volato per circa 9 km in più.
Perché è importante per gli aerei
L'aviazione esprime la velocità del suono come Mach 1 e misura la velocità di volo come una frazione di essa, perché la fisica del flusso d'aria cambia quando un aereo si avvicina a quel valore. Nell'aria fredda dell'alta troposfera, standard a −56,5 °C da 11.000 m in su, il suono si muove solo a circa 295 m/s (1.062 km/h, 573 kt). Un jet che viaggia lì a 900 km/h vola a circa Mach 0,85, vicino al punto in cui onde d'urto e resistenza aumentano bruscamente, motivo per cui gli aerei di linea viaggiano esattamente lì e non più velocemente. Il Concorde volava a circa Mach 2, il doppio della velocità locale del suono, raggiungendo 2.150 km/h a 17.000 m. Lo stesso numero di Mach vicino al suolo, in aria più calda, corrisponderebbe a una velocità maggiore in km/h, per cui è il machmetro, non l'anemometro, a mostrare al pilota quanto l'aereo sia vicino al limite del suono.
Altre domande

Fisica del volo
Perché il pilota di un Corsair non può dare tutta la potenza quando rimette i motori dopo un appontaggio mancato?
Perché a bassa velocità e con potenza elevata il Corsair faceva cadere l'ala sinistra di colpo e quasi senza preavviso, per effetto della coppia dell'elica… altro…

Fisica del volo
Cosa significava la frase «virare con l'intenzione di girare» tra i piloti dell'F-104?
Era una battuta dei piloti canadesi dell'F-104: inclinare l'aereo «con l'intenzione di girare» alludeva alla sua scarsa virata a bassa velocità. La sua… altro…

Julian Herzog (Website) (CC BY), vía commons Fisica del volo
Cos'è la «protezione d'involucro di volo» inaugurata dall'A320?
Un insieme di limiti integrati nel software dei comandi di volo: calcola l'involucro di volo, vi aggiunge un margine di sicurezza e impedisce i comandi del… altro…

Julian Herzog (Website) (CC BY), vía commons Fisica del volo
A cosa serve il pacchetto SHARP dell'A320?
SHARP (SHort AiRfield Package) migliora le prestazioni di decollo e atterraggio su piste corte ed è pensato per aumentare la portanza a bassa velocità… altro…

Fisica del volo
Quale difetto affondò il caccia tutto metallico V-141 della Vought?
Non fu un unico difetto: le prove mostrarono che il V-141 continuava a volare male, era incline a entrare in vite e soffriva anche di flutter di coda, motivo… altro…

Fisica del volo
Quale galleria del vento usò la NACA per studiare il Corsair, e quanto era grande?
La galleria a grandezza naturale 30- by 60-Foot Tunnel del Langley Research Center, a Hampton, Virginia. La NACA inaugurò l'impianto il 27 maggio 1931 e vi… altro…