La barra do som É um fenômeno físico que se refere à velocidade limite na qual um objeto pode se mover em um determinado meio sem exceder a velocidade do som nesse meio. Varia de acordo com as condições ambientais, como temperatura e altitude. Muitas pessoas estão interessadas neste tópico há muito tempo.
Por isso, vamos dedicar este artigo para contar o que é a barreira do som, suas características e importância.
Características principais
Quando um objeto se move a uma velocidade igual ou menor que a do som, as ondas sonoras que ele emite podem se propagar pelo meio sem problemas. No entanto, quando o objeto começa a se mover mais rápido que a velocidade do som, um acúmulo de ondas sonoras ocorre na frente do objeto em movimento.
Esse acúmulo de ondas gera uma alta pressão na região chamada de “onda de choque”. A onda de choque é uma concentração de energia que se forma ao redor do objeto quando ele atinge ou excede a velocidade do som.
Quando um objeto rompe a barreira do som, ocorre um evento conhecido como "estrondo sônico". Este evento é caracterizado por um ruído alto e distinto, semelhante a uma explosão ou trovão. O estrondo sônico é causado pela liberação repentina de energia armazenada na onda de choque à medida que o objeto passa por ela.
É importante notar que o estrondo sônico não é prejudicial por si só, mas pode causar desconforto às pessoas no solo. Por causa disso, muitas áreas têm regulamentos e restrições para aeronaves supersônicas voando perto de áreas populosas.
Um pouco de história
Vamos voltar alguns anos. Durante a Segunda Guerra Mundial, o mundo da aviação foi revolucionado com o desenvolvimento dos primeiros motores a jato. Esses aviões são capazes de voar mais alto e mais rápido. Mesmo com o desenvolvimento da tecnologia, nada parecia que poderia melhorar a velocidade até que a barreira do som fosse conhecida.
Eles rapidamente perceberam que, por mais potentes que fossem os novos motores, eles não poderiam se aproximar da velocidade do som: por um lado, eles perderiam potência à medida que os motores se aproximassem de Mach 1 e, por outro lado, devido ao impacto das ondas. Na época, acreditava-se que a velocidade do som era imbatível, fisicamente imbatível. Daí o nome "barreira de som".
Em outubro de 1947, a primeira aeronave a quebrar a barreira do som foi o experimental X-1, projetado especificamente para isso. Além disso, foi a primeira aeronave nos Estados Unidos dedicada à pesquisa no campo da aeronáutica e abriu um precedente, resultando em um inventário de mais de 50 "X-planes".
Curiosamente, a primeira pessoa a voar mais rápido que Mach 1 foi Chuck Yeager, um ex-piloto da USAF que ganhou vários prêmios por seu combate aéreo durante a Segunda Guerra Mundial. O X-1 provou que a velocidade supersônica é fisicamente possível.
Ondas de choque e barreira do som
Para entender o aumento exponencial do arrasto aerodinâmico, é preciso entender o que são ondas de choque. Este fenômeno ocorre devido a mudanças dramáticas na pressão do ar. Aqui está um exemplo simples: se você tiver um balde cheio de água, abra a palma da mão e bata na água com força, você ouvirá um alto “plop plop”. Se você repetir o experimento, mas tocar apenas com as pontas dos dedos, não só não vai doer, como também não ouvirá nenhum som alto.
A razão é que uma grande área é coberta pela mão e as partículas de água na área de impacto eles não têm espaço ou tempo para "fugir", então a água dá uma sensação de "endurecimento". Quando você faz o mesmo com os dedos, a água se adapta ao impacto e se acomoda em torno dos dedos sem ruído ou dor.
A mesma coisa acontece com o ar: ao voar em velocidades subsônicas, o ar tem tempo de se mover e tomar a forma do avião que passa por ele. Durante o vôo supersônico, o avião "bateu" irrevogavelmente no ar, criando enormes mudanças de pressão. Isso é conhecido como onda de choque e é responsável pelo aumento dramático no arrasto aerodinâmico. Assim, todos os aviões supersônicos seguem o mesmo padrão: uma fuselagem fina, asas enflechadas e um nariz muito pontiagudo.
Mitos e verdades da barreira do som
Existem muitos mitos em torno da barreira do som. Vamos analisar alguns deles com a verdade adiante:
Mito: Se um objeto quebrar a barreira do som, ele explodirá.
Verdade: Não é certo. Embora a passagem de um objeto pela barreira do som possa causar um estrondo sônico, isso não significa que o objeto explodirá. A estrutura do objeto é projetada para suportar as forças geradas durante este processo.
Mito: A barreira do som é uma parede física.
Verdade: A barreira do som não é uma barreira física sólida. É um termo que descreve a velocidade com que as ondas sonoras se acumulam e geram uma onda de choque. É um fenômeno relacionado à propagação do som em um meio específico.
Mito: Aviões supersônicos sempre quebram a barreira do som ao voar.
Verdadeiro: Não é necessário que uma aeronave supersônica quebre constantemente a barreira do som. Aeronaves supersônicas podem voar abaixo e acima da velocidade do som, dependendo das condições e dos objetivos do voo. Somente quando eles excedem a velocidade do som é gerado um estrondo sônico.
Mito: O estrondo sônico é perigoso para as pessoas no solo.
Verdadeiro: O estrondo sônico em si não é perigoso. No entanto, pode ser irritante e perturbador para as pessoas no terreno. O ruído alto repentino pode causar incômodo e perturbação em áreas residenciais e urbanas, o que levou à imposição de regulamentos e restrições a voos supersônicos perto de áreas populosas.
Mito: Somente os aviões podem quebrar a barreira do som.
Verdadeiro: Embora os aviões sejam o meio de transporte mais comum associado à barreira do som, não são os únicos que a conseguem ultrapassar. Outros veículos, como foguetes, mísseis e projéteis, também podem quebrar a barreira do som quando atingem velocidades supersônicas.
Espero que com essas informações você possa aprender mais sobre a barreira do som e suas características.