Ondas de choque

Considere uma fonte sonora, por exemplo, um avião, movendo-se em direção a um observador estacionário com uma velocidade v_s. Se a velocidade do som no ar for v, o número de Mach é definido como a razão entre as duas velocidades.

Se v_s for maior que v, o número de Mach se torna maior que a unidade e a velocidade é chamada de supersônica. Então, de acordo com a fórmula Doppler, a frequência observada do som é negativa, o que é praticamente impossível.

Em vez disso, o observador não percebe nenhum som até que a fonte tenha passado por eles.

As ondas sonoras interferem construtivamente ao longo das linhas de um cone tridimensional. Dentro do cone, eles interferem destrutivamente. Assim, a borda do cone é um divisor nítido de regiões sem interferência sonora e destrutiva. O padrão resultante é chamado de onda de choque.

Aplicando conceitos geométricos, o seno do ângulo do cone é igual ao inverso do número de Mach.

A chegada repentina da onda de choque é conhecida como estrondo sônico. Por causa da alta pressão, estrondos sônicos criados por aviões em movimento podem quebrar janelas e abalar nossos nervos.