Velocidade do Som

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Velocidade do Som

Mensagempor jmgb em Segunda Dez 11, 2006 2:03 am

Muito bem pessoal, finalmente decidi pedir ajuda num problema que teimei em tentar resolver sozinho durante, muito, muito tempo. De facto, a primeira vez que o discuti com outras pessoas foi num avião a caminho de Singapura. Falei com o Flávio, com o Rui, com o França, com o Léo e... não chegamos a qualquer conclusão decente. O problema amadureceu vários meses na minha cabeça e... nada! Agora, depois de uma viagem de comboio particularmente aborrecida (regresso à capital para mais uma semana de estudo), em que tentei, sem sucesso, resolver a questão, decidi lançá-la à comunidade olímpica...

Como sabem, quando um avião atravessa a barreira do som, acontecem dois fenómenos estranhos: os sistemas de navegação e comunicaçao ficam "baralhados" (o famoso "Concorde" viajava a uma velocidade muito superior à do som para evitar este problema) e forma-se uma barreira de gotículas de água muito intrigante...

Para os mais cépticos, aqui ficam duas fotografias:

1) http://www.vfa32.navy.mil/pics/f14vf32%20sound%20barrier%20side.jpg
2) http://www.defenselink.mil/photos/Jul2005/050727-N-3488C-051.jpg

O meu problema é a incapacidade de justificar o aparecimento dessa cortina de gotas de água, no instante em que a velocidade do avião é igual à velocidade de propagação do som no ar (aprox. 300m/s). Agradeço resposta breve a este quebra-cabeças... Iluminem-me!


Abraço.
João Gama
(IPhO 2006 - Singapura)
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Mensagempor jap em Segunda Dez 11, 2006 1:15 pm

João,

O fenómeno da formação da núvem é muito interessante :D ! A explicação é algo complexa e parece que tem a ver com a singularidade de Prandtl-Glauert - vê http://en.wikipedia.org/wiki/Prandtl-Glauert_singularity e os links aí reportados, em particular http://www.fluidmech.net/tutorials/sonic/prandtl-glauert-clouds.htm.
José António Paixão
Departamento de Física da FCTUC
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