Desde 1864, Mach trabajó como catedrático de matemáticas en la Universidad de Graz y de 1867 a 1895 como catedrático de física experimental en la Universidad de Praga. Realizó descubrimientos revolucionarios en los campos de la óptica, la acústica y la termodinámica. Sus trabajos acerca de la mecánica newtoniana tuvieron una gran importancia ya que con ellos rebatió en parte dicha teoría. Sus tesis desempeñaron un papel muy importante en la formulación de la teoria especial de la relatividad por parte de A. Einstein en el año 1905.
Mach estudió sobre todo la aerodinámica para las velocidades superiores a la del sonido, y descubrió la existencia del cono que lleva su nombre. Se trata de una onda de presión de forma cónica que parte de los cuerpos que se mueven a velocidades superiores a la del sonido. Descubrió que la relación entre la velocidad a la que se desplaza el cuerpo y la velocidad del sonido es un factor físico de gran importancia. Dicho factor se conoce con el nombre de «número de Mach», en su honor. Una velocidad de Mach 2,7 significa que el cuerpo se mueve a una velocidad 2,7 veces superior a la de propagación del sonido.
Como filósofo de la naturaleza, rechazó de forma contundente toda metafisica y religiosidad convirtiéndose por ello en uno de los representantes mas destacados del positivismo.
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