Может ли ветер двигаться быстрее скорости звука?

Да, ветер может двигаться быстрее, чем скорость звука. Ветер — это просто объемное движение массы воздуха в пространстве и в принципе ничем не отличается от мчащегося поезда или кометы, проносящейся в космическом пространстве.

Единственным ограничением объемного движения объектов с массой является универсальный предел скорости света в вакууме. Скорость звука не является фундаментальной скоростью, как скорость света. Скорость звука просто описывает, как быстро звуковая волна проходит через материал.

Различные материалы имеют разную скорость звука. Скорость ветра и скорость звука — совершенно разные вещи. Скорость ветра — это скорость определенного объема воздуха, движущегося относительно неподвижного внешнего наблюдателя.

С другой стороны, скорость звука — это скорость колебательной волны внутри материала относительно этого материала и, следовательно, не зависит от наблюдателя. Если вы правильно выберете свою систему отсчета, вы можете получить ветер, движущийся почти со скоростью света. Например, воздух в вашей гостиной, который неподвижен относительно вас и земли, — это также ветер, движущийся с невероятной скоростью относительно центра нашей галактики.

Воздух на Международной космической станции движется примерно в 20 раз быстрее звука относительно Земли, и все же космонавты на космической станции могут прекрасно разговаривать и передавать звук туда и обратно по этому воздуху. С учетом сказанного, большие порывы ветра на поверхности земли обычно не распространяются так быстро, как звук.

Так что же произойдет, если ветер будет двигаться быстрее скорости звука? В изоляции — не так уж много. Ветер, движущийся быстрее скорости звука в изоляции, по-прежнему остается просто ветром. Но если этот сверхзвуковой ветер воздействует на неподвижный объект, он создаст сильный звуковой удар по нему.

Реактивный двигатель, летящий в неподвижном воздухе со скоростью, превышающей скорость звука, идентичен ветру, который дует быстрее скорости звука мимо стационарного двигателя. В обоих случаях создается один и тот же звуковой удар. Фактически, эта эквивалентность и является принципом работы аэродинамических труб.

Ветер, дующий быстрее скорости звука, ударяя по неподвижным деревьям и домам, создавал бы звуковые удары. Но если бы были действительно сильные, продолжительные, вызванные непогодой ветры, которые двигались бы быстрее, чем скорость звука относительно земли, звуковые удары были бы не самыми опасными последствиями.

Скорость звука в воздухе составляет около 340 м/с. Постоянной скорости ветра выше 150 километров в час (более 43 м/с) достаточно, чтобы выкорчевывать деревья, сносить легкие здания и переворачивать машины.