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Quebrando a barreira do som…
Esses dias um blogueiro pôs um vídeo referido à mim, me desafiando para a explicação de um fenômeno relacionado à quebra da barreira do som.
Francamente, durante minhas aulas de fuidos, termodinâmica e relacionados, nunca ouví nada a respeito. Então tive que pesquisar na internet e e nos livros de fluidodinâmica.
O som:
É uma onda longitudinal que necessita de um meio de propagação, ao contrário das ondas eletromagnéticas (luz), por exemplo.
A velocidade do som depende única e exclusivamente do meio de propagação, no caso do ar em temperatura ambiente (27ºC) e pressão de 1atm é de aproximadamente 1225 km/h.
Perturbação do sistema:
Como eu já referí num artigo anterior sobre o motivo da cerveja se congelar ao se abrir o ar pode ter um ponto de anucleação que gera uma nuvem de condensação, uma reação em cadeia, devido à alta velocidade e consequente compressão do ar no bico do avião.
De uma maneira simples, o avião pressiona as moléculas de ar umas sobre as outras sem dar tempo das moléculas da frente fugirem, isso aumenta a pressão de interação e nota-se uma momentânea liquefação do ar.
Considerações:
É chamado de Match 1 a velocidade do som, acima disso estamos tratando de velocidades supersônicas. Nestas velocidades é esperada uma grande trepidação, devido em grande parte à aerodinâmica e diferenças de pressão atmosférica.
O concorde viaja usualmente numa velocidade de Match 2, ou seja, duas vezes a velocidade do som, a intenção do concorde é na verdade possibilitar que os businessmen aproveitem o dia em todo o mundo.
Por fim, é interessante notar que na natureza as leis funcionam de maneira completamente diferente para ondas sonoras e ondas eletromagnéticas, se fosse da mesma forma você poderia subir numa nave segurando um espelho, quando estivesse viajando numa velocidade igual à velocidade da luz, você não conseguiria ver sua imagem, ou seja, você desapareceria…
Artigos relacionados:
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Meu nome é Daniel Rizzo. Sou graduando em física, tutor da universidade onde estudo e, agora, o papai do Giovanni.
Iniciei este blog com o objetivo de difundir a curiosidade sobre o conhecimento científico, com o passar do tempo e o crescente número de leitores diversifiquei o conteúdo com matérias de cunho científico-social, opiniões e divagações que considero interessantes.
Sep 21st, 2007 at 8:21 am
Te dei trabalho não??? hehehehe O artigo ficou bem legal. Parabéns.
Deixa eu te contar uma coisa. Eu fui um físico frustrado. Tentei levar 2 faculdades ao mesmo tempo na época. Física e Engenharia Civil. Só consegui concluir a engenharia que era mais fácil… heheheh
[]’s
Sep 21st, 2007 at 9:55 am
Fez uma boa escolha! rs…
Sep 21st, 2007 at 10:35 am
OPaaaaaaaa!!!
Fiz matemática e durante o curso tive aulas de física na parte de licenciatura, realmente, nunca tinha estudado sobre a quebra da barreira do som, até ouvi falar dos aviões supersônicos, porém nada demais.
Seu post ficou muito bom, esclarecedor e conciso.
Parabéns!
Entendi tudinhoooooooo!! ehehehhe
Bom fim de semana pra você!
Sep 22nd, 2007 at 2:40 am
Olá, achei interessante o seu artigo sobre a barreira do som, e como eu tinha algumas informações a mais, eu expandi ele.
Se quiser dar uma olhada da uma passada no meu blog.
Dando os devidos créditos a você, é claro
E parabéns pelo seu blog, muito interessante.
Sep 23rd, 2007 at 2:56 am
Bom, resolvi contribuir com o pouco que sei também.
Na verdade, o que eu ouvi falar sobre esse fenômeno é que, ao passar pela asa, as moléculas de ar vão se aderindo a mesma. “[...] Imagina a asa de um avião voando… agora coloque seu referencial inercial na asa, ou seja: imagina que é o ar que se move contra a asa… antes do ar tocar a asa, todas as “camadas de ar” estão na mesma velocidade… mas quando toca a asa, a camada “de contato” com a asa fica parada (na velocidade da asa, que, segundo nosso referencial, esta “parada”)… a camada acima desta ja tem uma certa velocidade, e a próxima tem uma velocidade ainda maior, até chegar a uma camada “acima da asa” o suficiente para estar à mesma velocidade de todas as outras acima dela: a velocidade de antes de tocar a asa!… esta última camada (que abaixo dela a velocidade cai até chegar à da asa, e acima é constante) é chamada de camada limite… [...]“. Quando o avião atinge a velocidade do som, a pressão dessas camadas chega a um ponto que eles “caem” uma sobre as outras (se rompem, colapsam, etc) comprimindo o vapor d’água contido no ar (eu realmente não acho que aquilo seja ar líquido) formando aquela nuvenzinha de vapor d’água.
Esse efeito pode ocorrer em menor escala, quando o avião faz alguma manobra (looping, por exemplo), e se percebe “fumacinha” saindo das pontas das asas.
Ou quando você tem um carro bem veloz, e colocar cabos de aço no capô (sneeze, eu acho que é o nome). Ao atinger certa velocidade, você também vê a “fumacinha” branca.
Aproveitando o ensejo, já ouvi falar que o caminho de fumaça deixada pelos aviões à jato é na verdade um caminho de vapor de água. Que tal mais um post?!
Sep 23rd, 2007 at 6:25 am
Maverick, quando digo liquefação do ar, basicamente estou me referindo à vapor dágua mesmo, umas vez que no ar atmosférico só existe, basicamente, hidrogênio e oxigênio.
Realmente aquele caminho do avião à jato é de vapor dágua, que em determinadas alturas fica por mais tempo pela ausência de perturbação do meio…
Uma pergunta interessante que proponho já que o assunto rendeu: Qual princípio físico que transforma o vapor novamente em gás? Porque?
Oct 14th, 2007 at 2:52 pm
e tem otra…
não é “Match” o nome.
é “Mach”.
Jan 9th, 2008 at 7:54 am
Quero saber como a velocidade do som no aço varia com a temperatura.
Apr 7th, 2008 at 3:30 am
Quanto maior a temperatura do aço,menor será a velocidade do som neste meio devido ao menor espaçamento entre as moléculas (menor densidade)e consequentemente o som terá menos arrasto para se propagar neste,ou seja terá menos resistência para se propagar em um meio de temperatura mais elevada,por isso qdo uma aeronave atinge uma região de menor pressão e maior temperatura,sua sustentação diminui,podendo provocar turbulência ou até mesmo estolar,ou seja perder sustentação de vôo e cair.
May 9th, 2008 at 11:51 pm
Faltou falar do Mach 3 - velocidade hipersonica
Jun 4th, 2008 at 4:06 pm
Oiiiiii
tudo bem?
sera que vc pode me ajudar?
Preciso saber o que significa “liquefação do ar atmosférico” e tambem como aconteceu a liquefação do ar atmosférico
preciso da resposta o mais rapido possivel!!
obrigadaaaaaaaaaaa
Pâm
Aug 13th, 2008 at 1:39 pm
gencthiiiiii!!!
acabei de passar pela barreira do soooom!! uuuuuauauaaauuuuu!!
esse conhhecimentos me fizeram uma pessoa mais culta e plena de acordo com as atitudes dos animals perto do pinguin da terra do nunca.
quero ressaltar com intregidade bartolomeu que esse topico me fes refletir sobre minhas tias avós que me criaram e me jogaram no circo de chimpanzés russos que no fundo eram apenas enfermeiros gays e diluídos em agua corrente.