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Mach realizó importantes descubrimientos en los campos de la [[óptica]], la [[acústica]] y la [[termodinámica]]. Sus trabajos acerca de la mecánica newtoniana tuvieron bastante importancia ya que con ellos rebatió en parte dicha teoría y en particular el concepto de espacio absoluto.
 
Sus tesis desempeñaron un papel importante en la primera formulación de la teoría especial de la relatividad por parte de [[Albert Einstein]]. Einstein leyó a Mach cuando era estudiante y se sentía seguidor suyo en 1902, cuando vivía en [[Zurich]] y se reunía regularmente con sus amigos Conrad Habicht y Maurice Solovine: Einstein logró que el grupo leyese los dos libros que Mach había publicado hasta esa fecha: ''El desarrollo de la mecánica'' (1883) y ''El análisis de las sensaciones'' (1886).<ref>[http://www.experientiadocet.com/2009/07/einstein-yernst-mach.html Experientia Docet. Einstein y … Ernst Mach.] Consultado: 04/06/2012</ref> Einstein reformuló en parte las ideas de Mach acuñando el término de [[Principio de Mach]] ("la masa inercial no es una característica intrínseca de un móvil, sino una medida de su acoplamiento con el resto del universo"). Este principio implica que la existencia de fuerzas inerciales depende de la existencia de otros cuerpos con los que interactuar. Pero más tarde se dio cuenta de que las ideas machanas sobre las sensaciones, su empirismo pues, poco tenía que ver con el trabajo de la física.<ref>P. K. Feyerabend, La ciencia en una sociedad libre, Madrid, Siglo XXI, 1982, pp. 232-242</ref>
 
Mach estudió sobre todo la física de fluidos a velocidades superiores a la del sonido, y descubrió la existencia de lo que después fue conocido como [[cono de Mach]]. Se trata de una onda de presión de forma cónica que parte de los cuerpos que se mueven a velocidades supersónicas, esto es, 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 Mach|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.
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