Por que ao quebrar a barreira do som acontece um estrondo?

No quesito velocidade, a do som é tida como uma das mais rápidas. Para quem não sabe, ela pode ser definida como a rapidez com que uma onda sonora se propaga no meio elástico. Com condições ideais, a velocidade de propagação da onda sonora no ar é de 343 m/s, mas essa velocidade pode variar conforme determinadas condições, como por exemplo, pressão e temperatura. No entanto, algo que chama atenção, é o estrondo que acontece ao quebrar a barreira do som. Por que isso ocorre?

Essa quebra da barreira do som acontece quando algum objeto passa da velocidade.  É quando acontecem ondas de choque e há um estrondo sonoro bastante intenso. Ao quebrar a barreira do som, estrondo ocorre porque o objeto “atropela” as ondas de som que ele mesmo gera.

No caso de um avião supersônico, ele voa com uma velocidade igual a velocidade do som, ou seja, em Mach 1. No caso do Mach ser 0,80, isso quer dizer que a aeronave está em uma velocidade menor que a do som, e se ele for uma Mach 1,20 a velocidade do som foi ultrapassada.

Quebrar barreira do som e estrondo ouvido

Canaltech

Os que voam com uma velocidade menor que a do som, emitem ondas sonoras em todas as direções. Por conta delas existe o barulho ouvido quando um avião passa no céu. Já os aviões supersônicos, geram ondas que não se propagam na sua frente porque o avião anda mais rápido que elas. Assim, as frentes de onda são acumuladas e se sobrepõe, e o ar que está na frente do avião se comprime de forma abrupta e faz com que haja um aumento na pressão e temperatura.

Por conta da transição brusca no fluxo de ar é gerado uma onda de choque propagando-se até o chão com um “boom sônico”. É esse o estrondo que se ouve ao quebrar a barreira do som. Essa ondas de choque são geradas quando o avião ultrapassa a velocidade do som, mas para quem observa do solo, o estrondo é ouvido uma vez só.

Ao quebrar a barreira do som acontece um estrondo, uma única vez, porque as ondas de choque geradas tem um formato parecido com um cone com a ponta do avião sendo o vértice. Então, se o observador está a determinada distância em frente ao avião ele não ouvirá o barulho. Agora, conforme o avião se aproxima e passa pelo observador, a pressão muda e cria o estrondo característico.

Fonte: Canaltech 

Imagens: Canaltech