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La barrera del sonido (y III)

Estimados lectores: son ustedes fantásticos. Pone uno un artículo sobre la barrera del sonido y le inundan el buzón con vídeos espectaculares e imágenes impactantes que, claro, tengo que poner porque me encantan. Shora nos ha mandado un artículo (¡gracias mil, Shora!) sobre balas y ondas de choque que paso a relatarles. Los autores del artículo han sacado fotografías de alta velocidad de armas de fuego en el momento de disparar. Mediante un ingenioso método pueden observar las diferencias de presión en el aire, es decir, pueden “ver el ruido”. Este método consiste en la combinación de dos técnicas, la “sombragrafía” (shadowgraphy) y las fotografías Schlieren (pulsadas). Básicamente consiste en poner un fondo con un patrón conocido (rayas equiespaciadas, cuadritos…). Cuando la luz que llega del fondo atraviesa las zonas de altas y bajas presiones de aire que provocan las balas, sufre refracciones, quedando el fondo distorsionado en la fotografía. Reconstruyendo el fondo, cuya forma conocíamos, podemos ver qué forma tiene la onda que lo distorsionó. Veamos las imágenes (clic en todas para ampliar):

Dos imágenes de una pistola de tiro olímpico y un AK-47 disparando. Se aprecian varias cosas interesantes. Para empezar, en ambos casos pueden verse ondas de presión, circulares, saliendo de la boca del arma. Esto, por supuesto, es el ruido de arma al disparar. En la fotografía izquierda se ve que la bala está dentro de su propia onda de sonido (está en el interior del círculo), lo cual nos indica que la bala es subsónica. La bala del AK-47, sin embargo, adelanta a su propia onda de sonido. Es munición supersónica. Y puede apreciarse claramente cómo hay un cono de Mach, con sus dos ondas de choque, saliendo de la bala. Se ven perfectamente, la onda de choque de la punta y la de la cola de la bala, formando el famoso doble estampido sónico. (Foto: Gary S. Settles)

balas5gartsttles.jpg

Otra imagen parecida. La bala del rifle es supersónica, como puede verse. Esta fotografía en particular me parece preciosa. (Foto: Gary S. Settles)

Esta vez se dispara un revólver. Se puede apreciar claramente que hay dos esferas de sonido, la de la boca del arma y la del tambor. Como los revólveres no tienen recámara cerrada, el ruido también sale del tambor donde están las balas. Se ve que la bala es levísimamente supersónica. De nuevo, apreciamos la famosa onda de choque y su cono de Mach. (Foto: Gary S. Settles)

balas3silenciador-s.jpg

Dos imágenes de la misma pistola disparando sin y con silenciador. Se aprecia claramente que la intensidad de la onda de sonido es menor en el segundo caso. Además, el sonido está más dirigida hacia adelante cuando se dispara con silenciador, provocando un chorro concentrado de aire que tiende a sonar “shiuuuu” más que “baaaang” (perdonen, es necesario ponerse técnico a veces). (Foto: Gary S. Settles)

balas4bananaMcIntyregarysettles.jpg

Una última imagen, de un plátano que se presentó voluntario a un experimento sobre ondas de choque. Como ven, el mayor daño que hace una bala no es tanto la perforación que causa como las ondas de choque que genera, que tienden a destrozar y aplastar tejidos a su paso. Véase el daño en la zona de entrada de la bala y en la zona de salida. (Foto: S. S. McIntyre y Gary S. Settles.)

La fuente: este artículo.

27 comentarios en “La barrera del sonido (y III)

  • omalaled dice:

    Genial, Remo … Me ha encantado. Sobre todo el detalle de que el daño al plátano es debido sobre todo a las ondas de choque.

    Saludos

  • caic dice:

    Me encantan las fotos. Son buenísimas. En las primeras (pistola olímpica y AK-47) es increible como “se ve el ruido”.

  • Ambros dice:

    Impresionante. Si con los gráficos se entendia bien con las fotos es aún mejor. Es como resumir una clase de física y además haciendolo entretenido. Muy bueno.

  • Cymo dice:

    Aplausos. No sé si puedo esperar a la IV entrega de este artículo 😀

    Un abrazo y a seguir así.

  • Shora dice:

    De nada Remo, cuando encuentre de nuevo artículos tan interesantes como éste de física y matemáticas ya sabeis que os lo adjudico.

    La verdad es que venía que ni pintado para la tercera parte de la barrera del sonido.

  • ElfoAzul dice:

    Es-pec-ta-cu-lar. Deberían darte un programa de divulgación como los que hacía Manuel Toharia (un gran tipo, por cierto).

  • Optimus-prime dice:

    Pobre Platano

  • Alfredo dice:

    Un comentario bien CPI.
    El primer instrumento hecho por el hombre que es capaz de superar la barrera del sonido fue la punta del látigo.

  • Remo dice:

    Alfredo: ¿no fue la fabada? 😉

  • Onir dice:

    jajajajajaj, yo creo que algunos consiguen superar la velocidad del sonido con ella 😀

  • Jordi Rovira dice:

    Genial !!!

    Un apunte : creo que todas las balas de las fotografía son supersónicas, la diferencia es que las de la pistola se ha hecho la fotografía antes que las otras (se puede apreciar por el nivel del zoom que las distacia de las balas de pistola son menores). En todos los casos, la onda de la explosión detonadora comienza su viaje inmediatamente, mientras que la bala debe acelerar (la bala posee una mayor masa que las moléculas del aire). Pero pasado el tiempo necesario la bala adelanta a la onda, en todos los casos.

    PD : Queremos más !!!!!!

  • Jordi, te equivocas.

    debe acelerar (la bala posee una mayor masa que las moléculas del aire)

    La aceleración de la bala se debe a la presión de los gases producidos por la detonación de la pólvora. Justo cuando la bala sale del ánima —cañón— los gases se expanden en todas direcciones disminuyendo la presión y por tanto ella c ‘empuje’ a la bala. La bala en todo momento está sometida a rozamiento, aunque dentro del ánima, la presión de los gases vence al rozomiento. Una vez fuera, la presión de los gases va disminuyendo rádidamente y la bala no recibe ningún tipo de fuerza —a parte de la gravedad— por lo que la bala va decelerando.

    La segunda parte, lo siento pero no sé a lo que te refieres (!?).

    Resumiendo, la velocidad de la bala —subsónica o supersónica— se mide al salir del ánima del arma, ya que es la mayor velocidad, después disminuye a partir de ahí.

  • RaveN dice:

    Genial. Muchas gracias por enseñarnos un poquito ^_^

  • Carlos dice:

    Otro dato: las armas con silenciador usan mución subsónica para evitar el ruido de la onda de choque.

  • blackonion dice:

    Maravilloso. Sois el barrio sesamo de la ciencia.
    Lo digo como un halago, porque explicais cosas bastante complejas de física de forma que hasta un linguista como yo puede disfrutarlas.

    Felicidades.

  • Remo dice:

    Estoy con Daniel, Jordi. La bala sale a determinada velocidad y a partir de ahí va decelerando por rozamiento con el aire. No gana más velocidad cuando ya ha salido del cañón.

  • SuperWebon dice:

    Mi mas sentido pésame a los señores Platano y Platana… por favor… un minuto de silencio.

    Oye, me han encantado las 3 partes dedicadas a la barrera del sonido. No me acuerdo donde vi vuestro enlace, me suena que en pcdemano o en xataca, pero no estoy seguro, pero me parecen estupendos. Ahora, a la primera de cambio casco el enlace de CPI a tolmundo. Hasta el nombre del blog es cachondo, jajaja.

    A ver si cuando vuelva pa casa (en unos dias) os meto un link en mi peich web.

    Un saludo.

  • almogaver dice:

    Genial. Toda el blog, me he pasado un buen rato leiendolo.

    Sobre la foto del platano, aquí tienes una serie de fotos de objetos destrozados por balas, justo en “el momento” 😀

    http://flickr.com/photos/spyzter/sets/82850/

    un saludo

  • Remo dice:

    Muchas gracias por el enlace, almogaver. Está estupendo.

  • Anónimo dice:

    Ahora entiendo por qué dicen que si oyes un disparo entonces ése no te ha alcanzado…

  • Remo dice:

    Anónimo: siempre que la bala sea supersónica. Si es subsónica aún puedes oirlo y que luego te pegue la bala…

  • […] Si quieren saber por qué se forma siempre un cono … en CPI (Curioso Pero Inútil) tiene tres artículos (Uno, Dos y Tres) donde explica el fenómeno con gran detalle … […]

  • […] Onda expansiva de un disparo de rifle, y onda de choque de la bala, que es supersónica. Aquí, los detalles. […]

  • Nano dice:

    Vaya, y yo que creia que esas fotos se hacian con una lamina muy fina y muy sensible puesta en el fondo…

    Un comentario con un poco de retraso no? pero nunca es tarde si la dicha es buena!

    Un saludo

  • […] Recordarán, estimados lectores, la serie (I, II, III) que hicimos sobre la barrera del sonido y el efecto Prandtl-Glauert. Hoy les proponemos un tema tangencialmente relacionado, que viene acompañado de imágenes y vídeos espectaculares y que estamos seguros de que les encantará. […]

  • Nadie dice:

    Me ha llamado la atención la foto del plátano… y pienso: si ese mismo plátano se encuentra en una habitación sin aire y recibe el disparo, el agujero sería mucho más limpio, ¿no?

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