Convertir Mach a m/s número de Mach ↔ metros por segundo Gratis En línea Seguro
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Convertir desde número de Mach
Convertir a metros por segundo
Valores habituales — Convertir Mach a m/s (número de Mach ↔ metros por segundo)
| Mach | m/s |
|---|---|
| 0.5 | 170.147 |
| 0.8 | 272.2352 |
| 1 | 340.294 |
| 1.5 | 510.441 |
| 2 | 680.588 |
| 3 | 1020.882 |
| 5 | 1701.47 |
| 10 | 3402.94 |
De dónde vienen estas unidades
La velocidad no tiene unidad propia: es una longitud dividida por un tiempo, de modo que cada oficio se quedó sin más con la longitud que ya usaba. Por eso el mismo movimiento son 100 km/h en una señal europea, 62 mph en una estadounidense y 27,8 m/s en un problema de física. El nudo es el más antiguo y el más literal: los marinos largaban un cabo con nudos atados a intervalos iguales y contaban cuántos les pasaban entre los dedos mientras se vaciaba una ampolleta, así que la velocidad se leía en nudos. Un nudo es una milla náutica por hora, y una milla náutica es un minuto de latitud: por eso barcos y aviones la siguen usando. La velocidad de la luz es la excepción: desde 1983 no se mide, sino que está fijada en exactamente 299 792 458 m/s, porque el metro se define ahora a partir de ella.
Dónde se las encuentra
Kilómetros y millas por hora viven en los velocímetros y en las señales, el metro por segundo en la física, la ingeniería y los partes de viento, el pie por segundo en balística y en los talleres estadounidenses. El nudo lleva la navegación, la aviación y la meteorología marina, y los números de Mach aparecen dondequiera que un avión vaya lo bastante rápido para que cuente la rigidez del propio aire. La velocidad de la luz se encuentra menos en la vida diaria que en las distancias: un año luz es sencillamente lo que ella recorre en un año.
Preguntas frecuentes
¿Es Mach 1 una velocidad fija?
No. Mach es una razón respecto a la velocidad del sonido en el aire circundante, y el sonido va más despacio en aire frío. Esta página usa el valor normalizado al nivel del mar, 340,294 m/s, de modo que Mach 1 son aquí unos 1225 km/h. A la altitud de crucero de los aviones de línea el aire está unos 50 grados más frío y ese mismo Mach 1 es casi una décima parte más lento. Un avión puede, pues, mantener un número de Mach constante mientras cambia su velocidad respecto al suelo.
¿Por qué barcos y aviones usan nudos y no km/h?
Porque una milla náutica es un minuto de arco de latitud. Un buque que navega a un nudo recorre un minuto de latitud en una hora, así que velocidad, tiempo y posición en la carta encajan sin conversión. Por esa misma razón la milla náutica se quedó en exactamente 1852 metros en lugar de redondearse a algo más vistoso.
¿El resultado es exacto?
Donde ambas unidades se definen una por otra con números enteros, sí: la página lo dice encima de la cifra, y el único redondeo está en cuántos dígitos se muestran. Donde la razón no tiene decimal finito, la página muestra doce cifras significativas y califica la relación de aproximada en vez de fingir otra cosa.
¿Algo de lo que escribo sale de mi dispositivo?
No. La aritmética se hace en su navegador; no se sube nada, y tampoco hay servidor que lo reciba. Cargada una vez, la página sigue funcionando con la red apagada.
Del número de Mach a metros por segundo en ingeniería: toberas, túneles, turbinas y simulaciones
Un ingeniero que prepara una tobera supersónica, un ensayo en túnel de viento o un modelo computacional trabaja en unidades del SI, pero la especificación suele decir «Mach 2.5». Convertir ese número a metros por segundo es un pequeño cálculo con una gran suposición: la temperatura del gas. Para convertir Mach a m/s en aire normal a 15 °C, se multiplica por 340.294: Mach 0.5 son 170.1 m/s, Mach 1 son 340.3 m/s y Mach 2 son 680.6 m/s. La calculadora de arriba hace la multiplicación a medida que escribe, y las secciones siguientes muestran de dónde viene el número y cuándo no se aplica.
La página abarca la regla con ejemplos resueltos, un perfil de cada unidad, una comparación y una larga serie de entornos de ingeniería, seguida de las trampas habituales. El cálculo se ejecuta en su navegador y nada de lo que escribe se envía a ninguna parte. En los informes técnicos, indique siempre el gas y la temperatura que ha supuesto.
Cómo convertir Mach a m/s: multiplique por 340.294
La regla
La velocidad del sonido en un gas ideal es la raíz cuadrada de γRT/M, con γ la razón de capacidades caloríficas, R la constante de los gases, T la temperatura absoluta y M la masa molar. Para el aire, γ = 1.4 y M = 0.028965 kg/mol, así que a 288.15 K la fórmula da 340.29 m/s. Para convertir Mach a m/s, multiplique el número de Mach por esa cifra. Mach 0.8 da 272.2 m/s, Mach 3 da 1,020.9 m/s y Mach 10 da 3,402.9 m/s. Para volver, divida los m/s entre 340.294.
Ejemplos resueltos
Un cálculo de «convertir Mach a m/s» para un ensayo transónico a Mach 0.85 en aire a 15 °C da 289.2 m/s. Un túnel supersónico a Mach 2.5 funciona a 850.7 m/s. Una instalación hipersónica a Mach 6.7 funciona a 2,280 m/s y una condición de reentrada de Mach 25 corresponde a 8,507 m/s según el factor del nivel del mar.
Lo que el factor deja fuera
Mach es una razón, así que 340.294 se aplica solo al aire a 15 °C. A −56.5 °C, la temperatura a 11 km, el sonido viaja a 295.1 m/s, y Mach 2 es entonces 590 m/s y no 681 m/s.
Una prueba rápida de sensatez
La respuesta en m/s debería ser más de trescientas veces el número de Mach. Si un cálculo de «convertir Mach a m/s» dio una cifra menor que aquella con la que empezó, dividió por error.
El número de Mach
Una razón adimensional
El número de Mach es la razón de una velocidad a la velocidad local del sonido. Como razón de dos velocidades, no tiene unidad. Lleva el nombre de Ernst Mach, que fotografió las ondas de choque alrededor de proyectiles supersónicos en la década de 1880.
Dónde aparece
Aerodinámica, dinámica de gases, propulsión, balística y acústica.
El metro por segundo
La unidad de velocidad del SI
El metro por segundo es la unidad coherente de velocidad del SI. Las ecuaciones de la dinámica de gases, como las relaciones isentrópicas y las fórmulas de caudal másico, se escriben en él, y los informes de ensayos suelen dar las velocidades en m/s.
Dónde aparece
Libros de texto de ingeniería, informes de ensayos, normas y resultados de simulaciones.
Mach frente a metros por segundo
Un Mach son 340.3 m/s a 15 °C, así que la cifra en m/s es más de trescientas veces mayor. Mach 0.1 son 34 m/s y Mach 10 son 3,403 m/s. A diferencia de los m/s, Mach depende del gas y de su temperatura.
La conversión es exacta solo para condiciones declaradas. El error típico es aplicar 340.294 a un gas o a una temperatura para los que no se calculó.
Dónde aparece la conversión
Túneles de viento
Un túnel a Mach 0.3 tiene una corriente de 102 m/s, uno a Mach 0.8 una corriente de 272 m/s y uno supersónico a Mach 2 una corriente de 681 m/s, a 15 °C. La velocidad real se deduce de la temperatura en la sección de ensayo. Un cálculo de «convertir Mach a m/s» es la primera línea de cualquier plan de ensayos.
Toberas de cohete
En una tobera de cohete el gas sale a 2,500 a 3,500 m/s. La velocidad local del sonido en el escape caliente es de unos 1,000 m/s, así que el número de Mach de salida es típicamente de 3 a 4. El ingeniero cita el rendimiento como velocidad de escape en m/s y como número de Mach, según el público.
Simulaciones
Los códigos de dinámica de fluidos computacional pueden alimentarse con un número de Mach y una temperatura, o con una velocidad. Convertir entre ellos es un paso rutinario, y un error en la temperatura da un error de velocidad de aproximadamente el 0.17 por ciento por cada grado.
Relaciones isentrópicas
La razón entre la temperatura de estancamiento y la estática en un flujo es 1 + 0.2 M² para el aire. A Mach 2 en aire de 288 K eso es un aumento de temperatura de 230 K, y a Mach 3 de 518 K. Estas fórmulas usan Mach como variable principal, y la velocidad en m/s se deduce cuando se conoce la temperatura estática.
Fórmulas de hoja de cálculo
Para convertir Mach a m/s en una hoja de cálculo, ponga los números de Mach en la columna A e introduzca =A2*340.294 en la columna B. Para otra temperatura T en °C, calcule la velocidad local del sonido con =20.0468*SQRT(273.15+T) y multiplique el número de Mach por ella.
Combinar con otras columnas
Una tercera columna que divida B entre 3.6 o multiplique por 3.6 da km/h, para que pueda comparar el resultado con la especificación de un vehículo o de una instalación.
Redondeo y precisión
Cuando convierte Mach a m/s para trabajo de clase, bastan 340 m/s. Para un túnel, use el valor exacto a partir de la temperatura medida. Un error de 1 grado en la temperatura da un error de 0.6 m/s en la velocidad del sonido, que es el 0.17 por ciento.
Hitos para memorizar
Mach 0.1 son 34 m/s. Mach 0.5 son 170 m/s. Mach 1 son 340 m/s. Mach 2 son 681 m/s. Mach 3 son 1,021 m/s. Mach 5 son 1,701 m/s. Mach 10 son 3,403 m/s. Para convertir Mach a m/s sobre la marcha, escale a partir de estos valores.
Escalera de referencia
Mach 0.3 son 102.1 m/s. Mach 0.75 son 255.2 m/s. Mach 0.9 son 306.3 m/s. Mach 1.2 son 408.4 m/s. Mach 1.5 son 510.4 m/s. Mach 2.5 son 850.7 m/s. Mach 6 son 2,042 m/s. Mach 20 son 6,806 m/s. Una escalera como esta acelera cualquier comprobación de convertir Mach a m/s.
Comprobar invirtiendo
Para comprobar el resultado de un cálculo de «convertir Mach a m/s», divida la respuesta entre 340.294. Si Mach 2 se convirtió en 680.6 m/s, entonces 680.6 dividido entre 340.294 devuelve 2. Una segunda prueba es el tamaño: la cifra en m/s debería ser más de trescientas veces el número de Mach.
Relación con km/h y mph
Mach 1 son 340.3 m/s, 1,225 km/h y 761.2 mph. Pasando por km/h puede multiplicar por 1,225.06 y dividir entre 3.6. Para convertir Mach a m/s, cualquiera de los dos caminos da el mismo resultado que multiplicar directamente por 340.294.
Un ejemplo resuelto
Para convertir Mach a m/s correctamente en altitud: un avión de línea crucero a Mach 0.85 a 11 km. La temperatura es de −56.5 °C, así que el sonido viaja a 295.1 m/s y el avión a 250.8 m/s, que son 903 km/h. En diez minutos el avión cubre 150.5 km. La cifra del nivel del mar de 340.294 m/s daría 289.2 m/s, un error del 15 por ciento.
Ángulos del cono de choque
Un cuerpo supersónico arrastra un cono de ondas de choque con semiángulo arcsin(1 / Mach): 41.8° a Mach 1.5, 30° a Mach 2 y 19.5° a Mach 3. A Mach 2 el cuerpo se mueve 681 m cada segundo mientras el frente de onda avanza 340 m.
Efecto Doppler
Una fuente de sonido que se mueve a velocidad v hacia un observador desplaza la frecuencia observada por el factor 1 / (1 − v / c). Una sirena que se acerca a 34 m/s, Mach 0.1, sube de tono aproximadamente un 11 por ciento. Los radares meteorológicos usan el mismo principio para medir la velocidad de las gotas de lluvia.
Energía cinética a gran velocidad
A Mach 2, 681 m/s, un kilogramo de materia tiene 232 kJ de energía cinética, 44 veces más que a Mach 0.3, 102 m/s. Por eso el impacto de un proyectil supersónico es mucho más destructivo que el de uno lento.
Flujo bloqueado
Cuando un gas fluye por un conducto que se estrecha, su velocidad en la garganta no puede superar la velocidad local del sonido. Para el aire a 288 K ese límite es de 340 m/s. Más allá, solo una sección divergente puede acelerar el flujo hasta velocidad supersónica. Este es el principio de la tobera de Laval que se usa en los motores de cohete y en las turbinas de vapor.
El estampido sónico
Un avión supersónico genera un estampido que se oye en el suelo. Su intensidad depende de la altitud, del tamaño del avión y del número de Mach. A Mach 2, 590 m/s en altitud, el cono de choque llega al suelo muchos kilómetros por detrás del punto en que se produjo.
Localización por eco
Un eco que vuelve después de un tiempo t procede de una distancia 343 t / 2 a 20 °C. Para t = 0.5 s la distancia es de 86 m. El sonar, las sondas acústicas y los murciélagos se apoyan en la misma relación, corrigiendo por temperatura o salinidad.
Relámpagos y truenos
El sonido tarda 2.94 segundos en cubrir un kilómetro. Contar los segundos entre el destello y el trueno y dividir entre tres da la distancia en kilómetros. El método descansa directamente en la cifra de 340 m/s.
Ultrasonidos
Un ultrasonido de 40 kHz tiene una longitud de onda de 8.6 mm en el aire y 37 mm en el agua. Los ultrasonidos médicos usan frecuencias de millones de hercios y una velocidad del sonido en el tejido de unos 1,540 m/s. La conversión ayuda a calcular la resolución.
Humedad
El aire húmedo transporta el sonido algo más rápido que el aire seco, porque el vapor de agua es más ligero que el nitrógeno y el oxígeno. A 20 °C y 100 por ciento de humedad el aumento es de 0.5 a 1 m/s. La diferencia es pequeña, pero medible en acústica de precisión.
Flujo hipersónico
El régimen hipersónico empieza en Mach 5, que son 1,701 m/s a 15 °C y 1,475 m/s en altitud. A estas velocidades el aire cercano al cuerpo se calienta a miles de grados, y las moléculas de oxígeno y de nitrógeno empiezan a disociarse. El gas ya no puede tratarse como ideal.
Velocidades moleculares
Las moléculas de nitrógeno del aire se mueven a una velocidad cuadrática media de 507 m/s a 15 °C, más rápido que el sonido. La razón es la raíz cuadrada de 3 / 1.4, o 1.46. El sonido viaja por colisiones entre moléculas, así que es algo más lento que las propias moléculas.
Velocidad del viento frente al sonido
La ráfaga de superficie más fuerte que se ha medido, 113 m/s, es Mach 0.33. Un tornado violento a 90 m/s es Mach 0.26. Incluso el viento más intenso de la Tierra está por debajo de un tercio de la velocidad del sonido.
Cohetes y naves espaciales
Un cohete pasa Mach 1 aproximadamente un minuto después del lanzamiento, a unos 340 m/s. Una cápsula que regresa de la órbita entra en la atmósfera a 7,800 m/s, casi Mach 26 respecto a la velocidad del sonido en altitud. Estas velocidades son más de veinte veces la del sonido.
Mach en Marte y Venus
En Marte, en dióxido de carbono a unos −60 °C, el sonido viaja a aproximadamente 240 m/s, así que Mach 1 allí es aproximadamente el 70 por ciento del terrestre. En la superficie de Venus la atmósfera caliente transporta el sonido a unos 410 m/s.
Álabes de turbinas de gas
Las puntas de los álabes de la primera etapa del ventilador de un gran motor de avión se mueven a unos 400 m/s, que está por encima de Mach 1 respecto al aire entrante. Los proyectistas dan forma a los álabes para hacer frente a las ondas de choque. Los ingenieros citan las velocidades en punta en m/s o en números de Mach.
Dos caminos hacia un resultado
Puede pasar de Mach a m/s directamente con 340.294, o en dos pasos: calcule la velocidad del sonido a partir de la temperatura y luego multiplique por el número de Mach. A 15 °C los caminos coinciden. A otras temperaturas el segundo es el correcto.
Tubos de choque
En un tubo de choque estalla un diafragma y una onda de choque recorre el tubo. Una onda de Mach 3 en aire a 288 K se mueve a 1,021 m/s. Los investigadores usan estos tubos para estudiar la combustión y la química de los gases a alta temperatura, y el número de Mach del choque fija las condiciones tras la onda.
El sonido en distintos gases
A 20 °C el sonido viaja a 343 m/s en el aire, 1,007 m/s en el helio, 1,305 m/s en el hidrógeno, 319 m/s en el argón y 268 m/s en el dióxido de carbono. Mach 1 significa por tanto velocidades muy distintas en gases distintos, y los túneles de viento que usan helio o gases pesados lo aprovechan para alcanzar un número de Mach determinado a una velocidad modesta.
Túneles de gas pesado
Algunas instalaciones usan gases más pesados que el aire, como el hexafluoruro de azufre, para funcionar a velocidades menores con el mismo número de Mach. Un gas en el que el sonido viaja a 135 m/s necesita solo 270 m/s para alcanzar Mach 2. El modelo experimenta entonces cargas menos severas, y el túnel necesita menos potencia.
Altitud y temperatura
A 11 km la velocidad del sonido es de 295.1 m/s. Un reactor a Mach 0.85 se mueve allí a 250.8 m/s, no a 289.2 m/s. Un reactor a Mach 2 se mueve a 590 m/s. La baja presión no influye en la velocidad del sonido, solo la temperatura lo hace.
Una fórmula práctica para el aire
Para el aire, la velocidad del sonido en m/s es aproximadamente 331.3 + 0.606 T, con T en grados Celsius. A 0 °C esto da 331.3, a 15 °C 340.4, a 20 °C 343.4 y a 40 °C 355.5. La fórmula es suficientemente buena para cálculos ordinarios entre −40 y 40 °C.
El atajo mental
Para convertir Mach a m/s de cabeza, multiplique por 340 y sume un 0.1 por ciento. Para Mach 2: 680 más 0.7 da 680.7. Para Mach 0.5: 170 más 0.2 da 170.2. A altitud de crucero use 295 en lugar de 340.
Más valores para convertir Mach a m/s
Una lista más larga de conversiones
Si el valor que necesita no está en la primera lista, estas otras conversiones pueden estar lo bastante cerca para leerlas directamente:
- 0.1 Mach = 34.0294 m/s
- 0.5 Mach = 170.147 m/s
- 3 Mach = 1,020.882 m/s
- 4 Mach = 1,361.176 m/s
- 7 Mach = 2,382.058 m/s
- 15 Mach = 5,104.41 m/s
- 20 Mach = 6,805.88 m/s
- 75 Mach = 25,522.05 m/s
- 200 Mach = 68,058.8 m/s
- 500 Mach = 170,147 m/s
- 2,000 Mach = 680,588 m/s
- 10,000 Mach = 3,402,940 m/s
Deslices comunes con un cálculo de «convertir Mach a m/s»
Dividir en lugar de multiplicar
De Mach a m/s el número crece. Si Mach 2 se convirtió en 0.006, dividió por error.
Ignorar la temperatura
El valor 340.294 vale a 15 °C. A −56.5 °C un Mach son 295 m/s, y olvidarlo lleva a un error del 15 por ciento.
El gas equivocado
En helio o en dióxido de carbono la velocidad del sonido es distinta. El número de Mach debe calcularse con la velocidad del sonido del gas en cuestión.
Preguntas rápidas
¿Cuál es la fórmula para convertir Mach a m/s?
Los metros por segundo son iguales al número de Mach por 340.294.
¿Cuántos m/s es Mach 1?
340.294 m/s en aire a 15 °C.
¿Cuántos m/s es Mach 2?
680.59 m/s.
¿A qué velocidad viaja el sonido a 20 °C?
Unos 343 m/s.
¿Se sube algo?
No, todo se calcula en su navegador.
Páginas relacionadas y un resumen
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En resumen: multiplique un número de Mach por 340.294 para aire a 15 °C y escriba la unidad junto al resultado. Todo se queda en su navegador, sin cuenta y sin subir nada.