Cientistas calculam a velocidade máxima do som

Cientistas calculam a velocidade máxima do som

O que estamos acostumados a chamar de “velocidade do som” na verdade a velocidade que as ondas sonoras atingem no ar, a uma temperatura de 20C: aproximadamente 343 metros por segundo. Mas isso pode variar conforme a temperatura e o material. Por exemplo, a uma temperatura atmosfrica de -10 C, a velocidade cai para 325 m/s, enquanto no alumnio, sobe para 6.320 m/s.

Uma pesquisa feita na Queen Mary University of London, em parceria com a universidade de Cambridge e o Institute for High Pressure Physics em Troitsk, na Rssia, encontrou a velocidade do som mais rpida possvel: 36 mil metros por segundo.

Ondas sonoras, como qualquer onda, so distrbios que movem a energia de um lugar para outro. A velocidade desse movimento depende do meio pela qual a onda est viajando. No caso do som, ele se move mais rpido atravs de slidos do que por lquidos ou gases. Quanto mais rgido o meio, mais rpido o som viaja.

por isso, por exemplo, que voc pode ouvir um trem se aproximando muito mais rpido se voc encostar o ouvido nos trilhos. Pelo mesmo motivo, baleias conseguem se comunicar atravs de longas distncias no oceano, j que a gua mais compacta do que o ar.

U.S. Air Force photo/Airman 1st Class Lauren M. Johnson

UmF-15E Strike Eagle rompe a barreira do som durante um exerccio de treinamento.Imagem: Fora Area dos EUA/Airman 1 Class Lauren M. Johnson

At agora, a maior velocidade registrada para o som era de 12 mil metros por segundo, com a onda passando atravs de um diamante. O novo nmero, porm, mais que o dobro disso. impossvel medir a velocidade do som em todos os materiais existentes, mas os cientistas conseguiram estabelecer um limite com base nas constantes fundamentais, os parmetros universais pelos quais entendemos a fsica do universo.

A teoria da relatividade especial de Einstein define o limite de velocidade absoluta em que uma onda pode viajar, que a velocidade da luz, em cerca de 300 mil quilmetros por segundo. O novo estudo, publicado na revista Science Advances, mostra que prever o limite superior da velocidade do som depende de duas constantes fundamentais adimensionais: a constante de estrutura fina e a razo de massa prton-eltron.

Esses dois nmeros so conhecidos dos fsicos. Eles governam as reaes nucleares, como o decaimento de prtons e a sntese nuclear em estrelas. O equilbrio entre os eles fornece uma estreita “zona habitvel” onde estrelas e planetas podem se formar e estruturas moleculares de suporte de vida podem emergir.

Os cientistas testaram a influncia dessas duas constantes em uma ampla variedade de materiais e abordaram uma previso especfica de sua teoria de que a velocidade do som deveria diminuir com a massa do tomo. Essa previso implica que o som mais rpido se viajar atravs de hidrognio atmico slido.

O problema que para que o elemento chegue neste ponto, necessria uma presso acima de um milho de atmosferas – como no ncleo de gigantes gasosos como Jpiter. Nesse ambiente, o hidrognio se torna um slido metlico supercondutor. Partindo dessa premissa, os pesquisadores realizaram clculos de mecnica quntica de ltima gerao e descobriram que a velocidade do som no hidrognio atmico slido est perto do limite terico fundamental.

“O clculo das ondas sonoras em slidos j extremamente importante em muitos campos cientficos. Por exemplo, os sismlogos usam ondas sonoras iniciadas por terremotos no interior da Terra para compreender a natureza ssmica de certos eventos e as propriedades da composio da Terra”, explica o professor de Cincia de Materiais da Universidade de Cambridge, Chris Pickard, um dos coautores do estudo.

Via: ScienceAlert

GarotoProdigio

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *