Fronteiras da Física: Velocidade de Mach

O avanço tecnológico é visível nos dias de hoje. Estamos conseguindo cada vez mais evoluir, e se continuarmos assim poderemos chegar ao auge da criação. Quem sabe, poderemos encontrar a cura para doenças que, por muito tempo, fizeram parte da luta humana pela vida. A física, por sua vez, tenta encontrar uma explicação de como viemos parar aqui, mas também busca encontrar uma partícula chave para a existência de outras partículas fundamentais: o bóson de Higgs.

Outro sonho humano é conseguir dominar todo o universo, que tem aproximadamente 15 bilhões de anos-luz de extensão (se formos olhar por sua idade), mas há quem acredite que esse número é maior. Mas para conseguirmos conquistar o universo, seria preciso encontrar um atalho que nos conduzisse a lugares distantes, ou então viajar a uma velocidade muita alta. E é exatamente disso que vamos falar: altas velocidades.

Mas não iremos falar de velocidades próximas a da luz, não é pra tanto. Vamos falar de uma unidade utilizada para medir velocidades que ultrapassam a barreira do som. Mas o que é ultrapassar a barreira do som?

A velocidade média do som no ar é de 340 m/s (ou 1224 km/h). Quando dizemos que algo ultrapassou ou quebrou a barreira do som estamos dizendo que o que fez isso estava a uma velocidade igual ou superior a 340 m/s. Quando queremos calcular velocidades desse nível, utilizamos uma grandeza chamada de mach. A velocidade de mach apresenta uma cálculo simples, e o resultado final irá mostrar se o corpo está ou não quebrando a barreira do som. Para calcular o valor de mach, basta dividir o valor da velocidade do objeto pelo valor da velocidade média do som.

Vm = Vo/Vs

Se o resultado final for menor que 0,8, dizemos que a velocidade é subsônica. Se o valor estiver entre 0,8 e 1 dizemos que a velocidade é sônica. Quando o valor de mach for igual a 1, a velocidade do objeto é igual a velocidade do som. Quando isso ocorre ouve-se um som parecido com o de um trovão, o chamado “sonic-boom”, e devido a pressão do objeto sobre o ar começam a surgir algumas nuvens (em um avião, essas nuvens começam a surgir em torno das asas). É então formado o chamado cone de mach que vai se abrindo a medida que a velocidade aumenta. Se o valor de mach ficar entre 1 e 5, o objeto encontra numa velocidade chamada de supersônica, e acima de 5, a velocidade hipersônica. Essa velocidade é alcançável, mas o custo para mantê-la é alto demais.

Mas a velocidade hipersônica não chega nem perto da velocidade que devemos ter para “dominarmos” o universo!