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Velocidade do Som: como se comportam as ondas sonoras?

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Na hora nem sempre agradável de realizar uma prova de física, existem alguns conceitos muito importantes de saber a respeito da velocidade do som, a qual pode ser usada para se basear em inúmeros exercícios, sendo muito importante sua fixação. Portanto, é interessante revisar esta área do conhecimento que cairá principalmente em física.

A velocidade do som no ar depende do nível do mar e das condições climáticas, como pressão, temperatura. Já a velocidade do som em meios mais densos, como no caso da água, onde sua velocidade aumenta em torno de 4 vezes mais que no ar atmosférico. Como dito anteriormente, o estado físico dos materiais que são o meio de propagação influenciam na velocidade, sendo propagado mais rapidamente em sólidos e mais lentamente em gases.

Saiba mais sobre os conceitos relacionados à velocidade do som e às principais propriedades ligadas ao assunto:

Barreira do som

A quebra da barreira ocorre quando o avião atinge velocidades acima da própria velocidade do som, o que causará um deslocamento de massa de ar, devido o acúmulo de massa de ar na frente da aeronave pelo motivo de estar em grandes velocidades e assim arrastar estas massas.

O Som no Vácuo

O som é um tipo de onda, no caso mecânica, pois necessita de um meio para se propagar, diferentemente da luz que não necessita, e não transporta nem energia, muito menos matéria. Portanto, é evidente que as ondas sonoras não irão se propagar no vácuo pelo motivo de não ter nenhum meio. E é considerada uma onda longitudinal, propagando-se na mesma direção do movimento.

Velocidade do Som em Diferentes Meios

Com a mudança dos meios de propagação, consequentemente, a velocidade das onda sonoras irão mudar, tendo seu maior valor em sólidos e os menores no gases e também dependente da massa molar.

Velocidade do Som no Ar

Conforme visto acima, a velocidade em gases é reduzida e sofre influência da temperatura. A variação de velocidade do som no ar por causa da temperatura é determinada pela fórmula:

v = 330,4 + 0,59T

As incógnitas presentes na fórmula são da velocidade que irá ser resultado de um valor fixo junto ao valor da multiplicação com a temperatura em graus Celsius.

Características do Som

Os sons que são detectados pelo aparelho auditivo humano estão entre 20 e 20 mil Hz, os quais abaixo de 20 Hz são denominados como infrassons e os que estão acima de 20 mil Hz são denominados como ultrassons. As qualidades de um som podem depender de 3 fatores, que são o timbre,  que é a característica de cada som, somente dele, como a diferença entre um piano e uma guitarra. Já a intensidade está relacionada a amplitude das ondas sonoras, podendo ser forte, ou como chamado comumente de alto, e o de baixa amplitude, o som de baixo volume. E a altura está relacionada à frequência, sendo alta, caracterizada por um som agudo ou de baixa frequência, sendo um som grave.

Medidas da Velocidade do Som

As primeiras vezes que a velocidade do som foi medida iniciou-se com Pierre Gassendi e Marin Mersenne, em meado do século XVII.  No caso de Gassendi, mediu através da diferença de tempo entre um disparo e o estrondo, no entanto o valor foi muito alto. Ainda no mesmo século os físicos italianos Borelli e Viviani usaram a mesma técnica de Gassendi e encontraram um valor abaixo que Pierre.

A velocidade do som na água foi medida pelo suíço Daniel Colladon, no século XIX, encontrando assim um valor que é real, sendo 1435 m/s e quando Borelli e Viviani fizeram o experimento encontraram o valor mais próximo da realidade, o qual, atualmente, é 330m/s.


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