La vitesse du son selon le milieu
Le son est une onde mécanique qui se propage grâce aux vibrations des molécules du milieu traversé. Plus les molécules sont proches et rigides, plus le son se propage rapidement. Dans l'air à 20°C, le son voyage à environ 343 m/s (1235 km/h). Dans l'eau, il atteint environ 1480 m/s, soit 4,3 fois plus vite que dans l'air. Dans l'acier, la vitesse atteint environ 5960 m/s, et dans le verre environ 5640 m/s. Le son ne se propage pas dans le vide, car il n'y a pas de molécules pour transmettre les vibrations. C'est pourquoi on ne peut pas entendre de son dans l'espace.
L'influence de la température sur la vitesse du son dans l'air
Dans l'air, la vitesse du son augmente avec la température. La formule simplifiée est v = 331,3 + 0,606 × T, ou T est la température en degrés Celsius. À 0°C, la vitesse est de 331,3 m/s. À 20°C, elle est de 343,4 m/s. À 40°C, elle atteint 355,5 m/s. Cette dépendance s'explique par le fait que les molécules d'air plus chaudes ont plus d'énergie cinétique et vibrent plus rapidement, transmettant le son plus efficacement. L'humidité a aussi un léger effet : l'air humide conduit le son légèrement plus vite que l'air sec, car les molécules d'eau sont plus légères que les molécules d'azote et d'oxygène.
Le nombre de Mach et le mur du son
Le nombre de Mach est le rapport entre la vitesse d'un objet et la vitesse du son dans le milieu environnant. Mach 1 correspond à la vitesse du son (environ 343 m/s dans l'air à 20°C), Mach 2 au double. Lorsqu'un avion atteint Mach 1, il "franchit le mur du son" et produit un bang supersonique : une onde de choc résultant de la compression de l'air devant l'appareil. Le Concorde volait à Mach 2,04 (2180 km/h). Les avions de chasse modernes peuvent atteindre Mach 2 à 3. Le record de vitesse atmosphérique est détenu par le X-15 à Mach 6,7.