Enunciado
FenTrans, MecFlu, TransCal e TransMassa - Fox - Mecânica dos Fluidos- Ed: 8º - Capítulo 12.Problemas - Ex. 54
Opositores de aviões supersônicos de transporte alegam que as ondas sonoras podem ser refratadas na camada superior da atmosfera e que, como resultado, estrondos sônicos podem ser ouvidos a várias milhas de distância do local sobrevoado pela aeronave. Explique o fenômeno da refração da onda de som.
Passo 1
Oi pessoal, tudo bem?
Bem, primeiramente, uma onda sonora é refratada quando a velocidade do som varia com a altitude na atmosfera. Pois a variação na velocidade do som é causada por variações de temperaturas na atmosfera, como mostramos em diversos problemas resolvidos, e uma vez que a velocidade do som depende da temperatura, depende também da altitude.
Resposta
Imagine uma frente de onda plana incialmente vertical. Quando a onda encontra uma região onde a temperatura aumenta com a altitude, a velocidade do som aumenta com a elevação. Portanto, a porção superior da onda viaja mais rápido que a porção inferior. A frente da onda gira gradualmente e a onda sonora segue um caminho curvo através da atmosfera. Assim, uma onda que inicialmente é horizontal se dobra e segue um caminho curvo, tendendo a alcançar o solo a alguma distância da fonte.