Qual a velocidade do som em km por hora?
Entender a velocidade do som ajuda na compreensão de diversos fenômenos. Mas por que o som tem uma velocidade? Como ele se propaga? Para que nossos leitores entendam o fenômeno da velocidade do som, falaremos um pouco sobre os componentes da velocidade do som e qual a velocidade do som em si.
O que é uma onda sonora?
Primeiro, deixe-me falar apenas de som no ar. Claro que você pode ter ondas sonoras debaixo d’água e até mesmo através de sólidos. Mas pense no ar. Em um nível, o ar é composto de um monte de minúsculas partículas. Ah, claro, é muito mais complicado que pequenas partículas de ar. É principalmente nitrogênio gasoso (N2) com algum oxigênio. Mas neste modelo de ondas sonoras, é bom pensar em todas elas apenas como pequenas partículas.
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O que acontece se você pegar um monte dessas partículas e empurrar todas elas ao mesmo tempo? Bem, as partículas empurradas cedem um pouco, mas colidirão com outras partículas de ar e as empurrarão. Essas partículas irão colidir com mais e assim por diante. Isso é o que chamamos de onda. O importante é perceber que o ar não está se movendo muito longe, mas a compressão está se movendo.
Outro grande exemplo disso é a onda ou “ola” em um estádio de futebol. O que acontece no estádio? As pessoas? Não, eles apenas se movem para cima e para baixo. É a perturbação que se move como a onda. O mesmo vale para as ondas sonoras no ar. Mas isso é apenas um modelo simples de som.
Qual a velocidade do som em km/h?
Embora 340 m/s ou 1224 km/h seja uma boa primeira resposta para a velocidade do som, nem sempre é verdade. Vamos olhar para a onda de pessoas em um estádio de futebol. O que provoca essa mudança de velocidade? Duas coisas poderiam claramente fazer a diferença.
Suponha que o estádio não estivesse cheio, mas em vez disso, todos os outros lugares estavam ocupados. Isso pode mudar a velocidade da onda sonora. Não está claro se isso tornaria mais rápido ou mais lento, mas provavelmente seria mais rápido, já que a pessoa estaria reagindo à pessoa anterior que estava mais distante. Outro efeito poderia ser do nível de alerta da multidão. Se as pessoas não estivessem prestando muita atenção, isso poderia causar um tempo de reação mais longo e, portanto, uma velocidade de onda menor.
De volta às ondas sonoras no ar. Do que esta velocidade depende? Você poderia adivinhar algumas coisas. Assim como a multidão de futebol acena, a densidade das partículas deve ser importante. E a pressão no ar? Isso deve importar também, certo? Surpreendentemente, um modelo simples para a velocidade do som varia apenas com a temperatura do ar. Por quê? Bem, à medida que você sobe na altitude (até certo ponto), a temperatura diminui. A pressão e a densidade do ar também diminuem. Os efeitos devidos à pressão e densidade essencialmente negam um ao outro. Como eu disse, isso simplifica toda a questão.
Aviões militares são capazes de quebrar a velocidade do som, o que é um feito e tanto por uma máquina feita pelo homem. (Foto: MensXP.com)
Barreira do som e velocidade x Altitude
Se você colocar isso junto, você pode obter um gráfico da velocidade do som em função da altitude. Isso vai mudar com o clima e outras coisas, mas você ainda pode ter um modelo bem básico.
Ao nível do mar, o valor está próximo da marca de 340 m/s. Se você subir para 120.000 pés, a velocidade cairá para cerca de 200 m/s.
Velocidade do som Mach
A definição do número Mach é a razão entre a velocidade de um objeto e a velocidade do som local, ou seja, a velocidade na altitude em que se encontra o veículo ou objeto que tem a velocidade medida. Cada número Mach é uma multiplicação da velocidade do som local, sendo Mach 1 a velocidade do som, Mach 2 duas vezes a velocidade do som e assim por diante.
O que é um boom sônico?
Bem, não é o som que um objeto faz quando transita de mais lento que a velocidade do som para mais rápido que a velocidade do som. Em vez disso, é o que pessoas estacionárias ouviriam quando um objeto se movesse a velocidades supersônicas. Talvez a melhor analogia do boom sônico seja uma lancha na água. O barco faz ondas enquanto se move, mas viaja mais rápido que a velocidade da onda. O resultado é um rastro de ondas. O barco sente o rastro? Não. Se você estivesse em uma doca quando um barco em alta velocidade passasse, então você sentiria esse rastro.. O boom sônico é basicamente isso: o rastro do som que é ultrapassado pelo objeto que está acima da velocidade do som.
Variações na velocidade do som
A velocidade do som varia dependendo da temperatura do ar através da qual o som se move. Na Terra, a velocidade do som ao nível do mar – assumindo uma temperatura do ar de 15 graus Celsius é de 1.221 km/h.
Como as moléculas de gás se movem mais lentamente em temperaturas mais baixas, o que diminui a velocidade do som; o som se move mais rápido através do ar mais quente. Portanto, a velocidade necessária para quebrar a barreira do som diminui mais na atmosfera, onde as temperaturas são mais frias.
Os cientistas estão interessados na velocidade do som porque indica a velocidade de transmissão de uma “pequena perturbação” (outra forma de descrever uma onda sonora) através de um meio gasoso.
A transmissão da perturbação ocorre quando as moléculas do gás se chocam. A velocidade do som também varia dependendo do tipo de gás (ar, oxigênio puro, dióxido de carbono, etc.) através do qual o som se move.
O primeiro vôo controlado para quebrar a velocidade do som, também conhecida como Mach 1 – aconteceu em 14 de outubro de 1947, quando o piloto de testes Chuck Yeager quebrou a barreira usando a Glamorous Glennis, uma aeronave X-1.
O avião X-43A da NASA voou mais de nove vezes mais rápido em 16 de novembro de 2004, voando Mach 9,6 ou quase 12.000 km/h. Essa é a velocidade mais rápida alcançada até hoje por uma aeronave a jato.
Ficou alguma dúvida sobre a velocidade do som? Deixem nos comentários suas perguntas sobre o assunto.
Sobre o autor
Engenheiro eletricista, André sempre foi interessado em novas tecnologias. Na primeira década dos anos 2000, atuou como consultor tecnológico em empresas, ajudando as empresas a escolherem as melhores tecnologias para suas necessidades. Desde então, continuou estudando o assunto e hoje compartilha o que aprendeu e continua aprendendo através do site Tecnologia É.
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