A Velocidade do Som

Quando falamos em velocidade do som, já relacionamos às típicas experiências em tempestades. Os trovões, que são os sons, e os relâmpagos, que são a luz, apesar de serem produzidos ao mesmo momento, nunca chegam no mesmo instante, sendo a luz percebida inicialmente, e instantes depois, o som. Isso acontece pelo fato de a velocidade da luz ser muito grande (aproximadamente 3×10⁸ m/s), e a velocidade de propagação do som no ar, é de aproximadamente 343 m/s;Com essa percepção, podemos inclusive calcular a distância em que o raio caiu. Basta que, ao ver o relâmpago, contemos os segundos que o som demora para ser ouvido. Ao multiplicarmos a quantidade de segundos por 343, que é a velocidade de propagação do som no ar, teremos uma medida em metros que dirá onde, aproximadamente, o raio caiu.

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Estudos e experiências sonoras

No ano de 1635, foi realizada a medição da velocidade do som por meio do funcionamento dos canhões. Pierre Gassendi, autor do estudo, comparou o tempo que havia entre o clarão da explosão do disparo e o barulho do canhão. Com isso, chegou ao valor de 478 m/s. Algum tempo depois, na Academia de Ciências Parisiense, um outro estudo realizado por uma equipe, tornou o resultado um pouco mais preciso: 344 m/s quando em uma temperatura de 20°C. Mas espera um pouco, quer dizer então que a temperatura do ar também modifica a velocidade da propagação do som? Exatamente!

Com esse conhecimento, os cientistas puderam calcular a velocidade do som (c) sob condições normais por meio da fórmula:

Na fórmula, temos c₀, que é a velocidade do som a 0°. C₀=331,45. Além disso, temos T, que é a temperatura do ambiente em Kelvin, que pode ser calculada como a temperatura em Graus Celcius somada ao valor de 273,15. E para finalizar, T₀, que simboliza o valor correspondente a 0°C em escala absoluta, ou seja, 273,15K.

A propagação do som em diferentes meios

Por ser uma onda mecânica longitudinal, o som se propaga por meio de pequenas variações do meio material, ou seja, microscópicas contrações e expansões dos materiais que provocam esse tipo de onda. Dessa forma, conclui-se que o meio em que o som se propaga afeta a sua velocidade, da mesma forma que a temperatura e a pressão. Abaixo, confira uma tabela com a velocidade de propagação do som em alguns meios materiais:

O som se propaga de forma mais eficaz, de um modo geral, em sólidos do que nos líquidos, e melhor nos líquidos do que nos gases.

Como calcular a velocidade de um som em determinado material?

A velocidade do som em materiais diversos somente pode ser calculada se conhecermos a distância a que o som se propagou, e o tempo que demorou para propagar-se a essa distância. Dessa forma, podemos calcular por meio da fórmula:

Velocidade do som = distância / tempo

Para calcular, a distância deve estar em metros, e o tempo em segundos, sendo que a unidade de Sistema Internacional para a velocidade é medida em m/s.