Quando um objeto ultrapassa a velocidade do som no ar — cerca de 343 metros por segundo (1.235 km/h) ao nível do mar, em temperatura ambiente — ocorre um fenômeno físico conhecido como ruptura da barreira do som. Nesse momento, forma-se um estrondo sônico, um som potente e semelhante a uma explosão, ouvido por quem está no solo.
Esse efeito pode ser gerado por
aviões supersônicos,
balas de arma de fogo ou até mesmo pelo estalo de um
chicote, que também rompe essa barreira. O estrondo é resultado da
compressão súbita do ar e da formação de
ondas de choque, que se propagam com grande energia.
Como surge o estrondo sônico?
O som se propaga no ar por meio de
ondas de pressão. Enquanto um avião voa abaixo da velocidade do som (subsônico), essas ondas se espalham para frente e para os lados, como círculos na água. Esse padrão permite que o som "abra caminho" à frente da aeronave. No entanto, ao atingir e ultrapassar a velocidade do som, o avião passa a se mover
mais rápido do que as próprias ondas sonoras que ele emite. Assim, as ondas se acumulam à frente da aeronave, criando uma
compressão intensa do ar. Esse acúmulo gera uma
onda de choque — uma mudança brusca na pressão, temperatura e densidade do ar — que se propaga em formato de
cone, com o vértice no nariz do avião. Quando essa onda atinge o solo, é percebida como um
estrondo sônico.
Número de Mach e classificação da velocidade
A relação entre a velocidade de um objeto e a do som é medida pelo
número de Mach:
- Mach 1: velocidade igual à do som (343 m/s)
- Abaixo de Mach 1: velocidade subsônica
- Acima de Mach 1: velocidade supersônica
Quando um avião voa em
Mach 1 ou superior, ele está constantemente gerando ondas de choque. No entanto, uma pessoa no solo só ouve o estrondo
uma vez, no momento em que a onda de choque passa por ela.
Impacto do estrondo sônico
O estrondo sônico pode atingir cerca de
110 decibéis, nível comparável ao de um trovão ou explosão. A súbita mudança de pressão pode, em casos extremos,
quebrar vidros de edifícios próximos à trajetória de aeronaves supersônicas. Por isso, voos supersônicos são geralmente proibidos sobre áreas urbanas. A
NASA investe em pesquisas para reduzir esse impacto por meio do projeto
Commercial Supersonic Technology (CST), que busca desenvolver aeronaves com formatos aerodinâmicos capazes de gerar
ondas de choque mais suaves — e, consequentemente, estrondos menos intensos.
Aplicações médicas das ondas de choque
O mesmo princípio físico das ondas de choque é utilizado na medicina. Na
litotripsia extracorpórea, ondas acústicas de alta energia são focadas sobre
cálculos renais ou biliares, fragmentando-os sem necessidade de cirurgia. As ondas usadas estão fora da faixa auditiva humana, mas têm poder suficiente para quebrar estruturas sólidas no corpo.
Com informações: Union University / NASA, Olhar Digital
