Quanto è lontana la velocità del suono?

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.

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.

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.