Converter Velocidade do Som (Mach 1)

Qual é a velocidade do som

No ar seco a 20 °C, cerca de 343 m/s, ou 1.235 km/h. É esse o valor que o conversor usa como Mach 1, e ele vale só para essa condição: ar seco, a 20 °C. A velocidade do som depende do meio e da temperatura. A 0 °C caem para 331 m/s. Na água do mar sobem para cerca de 1.500 m/s, e no aço passam de 5.000.

É a diferença mais importante entre esta página e a da velocidade da luz, que está na mesma tabela. A luz no vácuo tem velocidade exata por definição: 299.792.458 m/s, e o metro é derivado dela. O som não tem nada disso.

O valor de 343 m/s que esta tabela usa é uma convenção declarada, escolhida por ser a condição de referência mais citada. Ela serve para dar escala (para saber que um avião a 900 km/h voa a 0,73 do som), e não como constante física. Para uma conta de acústica ou de aerodinâmica, use a velocidade do som na temperatura real do ar.

Como a temperatura muda a velocidade do som

No ar, o som fica mais rápido quanto mais quente o ar, cerca de 0,6 m/s a cada grau. A pressão, por si só, não muda nada: num gás ideal, o ar mais comprimido também é mais denso, e os dois efeitos se anulam. A umidade aumenta um pouco a velocidade, de 0,1% a 0,6%, porque o vapor d’água é mais leve que o ar seco. Pela fórmula do ar seco, a 30 °C:

$$\begin{array}{rl}c& \approx \mathrm{331,3}\times {(}^1\\ & \approx \text{349,0 m/s}\end{array}$$

A fórmula dá 343,2 m/s a 20 °C; o conversor arredonda para 343.

Qual a velocidade do som na água e no ferro

O som anda mais depressa nos líquidos e mais ainda nos sólidos, porque o material é mais rígido e passa a vibração adiante mais rápido:

Na água, o som anda mais de quatro vezes mais rápido que no ar, e no ferro, quase quinze vezes.

Quanto vale Mach 1 em km/h

Mach 1 não é sempre a mesma velocidade. O número de Mach é a razão entre a velocidade do objeto e a velocidade do som naquele ar. Como o ar fica mais frio com a altitude, o som fica mais lento, e Mach 1 a onze mil metros são cerca de 1.062 km/h, contra os 1.235 do nível do mar a 20 °C. Na atmosfera padrão usada em aviação, com 15 °C ao nível do mar, Mach 1 fica perto de 340 m/s, ou 1.225 km/h.

Um avião de carreira cruza a 900 km/h e a Mach 0,85 ao mesmo tempo: são os dois jeitos de dizer a mesma velocidade, e é o segundo que importa para a aerodinâmica, porque é a proximidade do som que muda o comportamento do ar sobre a asa. No conversor, com Mach 1 fixo em 343 m/s:

$$\begin{array}{rl}\text{Mach}& =\frac{900}{\mathrm{1.234,8}}\\ & \approx \mathrm{0,73}\end{array}$$

O primeiro voo tripulado a passar da velocidade do som foi o do avião-foguete Bell X-1, pilotado por Charles Yeager, em 14 de outubro de 1947, a Mach 1,06.

Como calcular a distância de um raio pelo trovão

É a aplicação doméstica desta velocidade, e ela funciona porque a luz é praticamente instantânea na escala de uma tempestade. O relâmpago chega no ato; o trovão leva o tempo do som.

Conte os segundos entre o clarão e o estouro e divida por três para ter a distância em quilômetros, 343 metros por segundo dão pouco mais de um terço de quilômetro. Nove segundos são cerca de três quilômetros.

$$\begin{array}{rl}\text{d}& =9\times 343\text{m}\\ & =\text{3.087 m}\end{array}$$

Perguntas frequentes

Qual a velocidade do som em km/h?

Cerca de 1.235 km/h no ar seco a 20 °C, que são 343 m/s. A 0 °C, cerca de 1.193 km/h.

Quantos km/h é Mach 2?

2.469,6 km/h, com Mach 1 a 343 m/s. A 11.000 m de altitude, onde o ar é mais frio, Mach 2 fica perto de 2.124 km/h.

O som é mais rápido na água ou no ar?

Na água: cerca de 1.481 m/s em água doce a 20 °C, contra 343 m/s no ar.