El aire que provoca el sonido no es el que se ve desplazado por el movimiento de la piedra, si no el que transmite el movimiento vibratorio del suelo a éste. Al menos que la piedra sea una baldosa, que entonces tambien tendría que ver ese efecto que tu dices y por eso sonaria jodidamente mas fuerte. (si es suficientemente grande y no se rompe en el impacto)
Mmm... Lo he estado pensando, y es más como dice Atomsk. Si el sonido estuviera causado por el aire que desplaza un cuerpo al tomar contacto con el suelo, entonces este sonido tendría las mismas características para (e.d. frecuencia y amplitud) cayendo desde una misma altura. El único parámetro relevante del problema sería la velocidad final, y como todos los cuerpos densos caen con la misma aceleración (para ellos la resistencia del aire es despreciable), la velocidad final es la misma.
Pero no todos suenan igual, así que debe de haber algo que falle en esta miniteoría. La realidad es que el aire es tan poco denso que, comparado con el gradiente de presión que aparece sobre el suelo, el gradiente de presión sobre el aire podría ignorarse a escala humana. Así que casi toda la energía del cuerpo que ha chocado contra el suelo se ha transmitido a un pulso sonoro sobre la superficie del suelo. De hecho si uno "pintara" el aire (poniendo partículas de polvo y siguiendo), vería que lo que se genera con el aire desplazado es un vórtice (asociado a un rotacional, que es otra forma rara de hacer derivadas pero con cierto sentido geométrico), no una onda (asociada a un gradiente).
La única diferencia dinámica entre la caída de dos cuerpos con distinta masa (pero lo suficientemente densos) es la energía cinética de cada uno. Pero cuando el cuerpo ha chocado contra el suelo, este se encuentra en reposo, así que esta energía debe de haberse transferido al suelo. Si esta transferencia tiene lugar de golpe, se genera un elevado gradiente de presión en el suelo (que es un medio muy denso - ah, y un gradiente es una forma rara de hacer derivadas, pero con cierto significado geométrico), lo cual origina un pulso sonoro que se propaga en su interior. Este pulso sonoro decae mucho más lentamente si se propaga por la superficie (por eso si pones la oreja en el suelo escuchas el sonido del golpe con más intensidad que en el aire - y lo escuchas antes, porque se propaga más rápido).
La vibración transversal de las partículas de la superficie del suelo debería causar un gradiente de presión en la capa de aire en contacto con el suelo allá por donde pasara el pulso, pero haciendo números solo se obtiene un gradiente de presión intenso en la zona cercana al impacto. Esto ocurre porque la vibración transversal es la que transmite energía al aire, pero se amortigua muy bruscamente al separarse de esa zona de impacto. Así que salvo que uno pegue la oreja al suelo (como hacían los indios americanos), notará que el ruido procede solo de la zona de impacto (porque la intensidad de ese pulso sonoro está muy por encima de la de los "pulsos secundarios" que la onda del suelo va generando conforme avanza).
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