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22 outubro, 2020
A velocidade do som
O que estamos acostumados a chamar de "velocidade do som" é, na verdade, a velocidade que as ondas sonoras atingem no ar, a uma temperatura de 20°C: aproximadamente 343 metros por segundo. Mas isso pode variar conforme a temperatura e o material. Por exemplo, a uma temperatura atmosférica de -10 °C, a velocidade cai para 325 m/s, enquanto no alumínio, sobe para 6.320 m/s.
Uma pesquisa feita na Queen Mary University of London, em parceria com a Universidade de Cambridge e o Instituto de Física de Alta Pressão, em Troitsk, na Rússia, encontrou a velocidade do som mais rápida possível: 36 mil metros por segundo.
Ondas sonoras, como qualquer onda, são fenômenos que movem a energia de um lugar para outro. A velocidade desse movimento depende do meio pela qual a onda está viajando. No caso do som, ele se move mais rápido através de sólidos do que por líquidos ou gases. Quanto mais rígido o meio, mais rápido o som viaja.
É por isso, por exemplo, que você pode ouvir um trem se aproximando muito mais rápido se você encostar o ouvido nos trilhos. Pelo mesmo motivo, baleias conseguem se comunicar através de longas distâncias no oceano, já que a água é mais compacta do que o ar. Até agora, a maior velocidade registrada para o som era de 12 mil metros por segundo, com a onda passando através de um diamante. O novo número, porém, é o triplo disso.
É impossível medir a velocidade do som em todos os materiais existentes, mas os cientistas conseguiram estabelecer seu limite teórico com base em duas constantes fundamentais do universo: a constante de estrutura fina e a razão de massa próton-elétron. os cálculos efetuados preveem que o som atinge sua velocidade máxima ao viajar através do hidrogênio atômico sólido.
O problema é que para que o elemento chegue a este ponto, é necessária uma pressão acima de um milhão de atmosferas – como no núcleo de gigantes gasosos como Júpiter. Nesse ambiente, o hidrogênio se torna um sólido metálico supercondutor. Partindo dessa premissa, os pesquisadores realizaram cálculos de mecânica quântica de última geração e descobriram que a velocidade do som no hidrogênio atômico sólido está perto do limite teórico fundamental.
Extraído de: http://www.sciencealert.com/we-finally-have-an-upper-limit-for-the-speed-of-sound, Science Alert
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