WEBVTT

00:00:06.616 --> 00:00:10.513
Os humanos sempre foram 
fascinados pela velocidade.

00:00:10.513 --> 00:00:14.746
A história do progresso humano
é a da velocidade sempre crescente,

00:00:14.746 --> 00:00:18.611
e uma das mais importantes conquistas
desta corrida histórica

00:00:18.611 --> 00:00:21.503
foi a quebra da barreira do som.

00:00:21.503 --> 00:00:24.871
Pouco tempo depois
dos primeiros voos bem-sucedidos,

00:00:24.871 --> 00:00:29.693
os pilotos desejavam acelerar
suas aeronaves cada vez mais.

00:00:29.693 --> 00:00:32.385
Mas quando o faziam,
o aumento da turbulência

00:00:32.385 --> 00:00:36.378
e enormes forças sobre o avião
impediam que eles acelerassem demais.

00:00:37.128 --> 00:00:41.587
Alguns tentaram contornar o problema
por meio de mergulhos arriscados,

00:00:41.587 --> 00:00:44.085
quase sempre com resultados trágicos.

00:00:44.085 --> 00:00:47.420
Finalmente, em 1947,
aperfeiçoamentos de projetos

00:00:47.420 --> 00:00:50.037
tais como um estabilizador
horizontal móvel,

00:00:50.037 --> 00:00:52.294
uma cauda com mobilidade total,

00:00:52.294 --> 00:00:54.566
permitiram que um piloto
militar americano,

00:00:54.566 --> 00:00:55.838
chamado Chuck Yeager,

00:00:55.838 --> 00:01:03.581
conduzisse o Bell X-1 a 1.127 km/h,

00:01:03.581 --> 00:01:06.764
tornando-se o primeiro
a quebrar a barreira do som

00:01:06.764 --> 00:01:09.510
e voar com velocidade
maior do que a do som.

00:01:09.510 --> 00:01:13.929
O Bell X-1 foi a primeira de muitas
aeronaves supersônicas que se seguiram,

00:01:13.929 --> 00:01:17.913
sendo que os projetos mais recentes
atingiram velocidade maior que Mach 3.

00:01:17.913 --> 00:01:20.582
Uma aeronave que se desloca
com velocidade supersônica

00:01:20.582 --> 00:01:22.011
cria uma onda de choque

00:01:22.011 --> 00:01:25.682
com um barulho semelhante
ao de um trovão, chamado de estrondo,

00:01:25.682 --> 00:01:29.039
que pode causar estresse
em pessoas e animais no solo

00:01:29.039 --> 00:01:31.070
e até estragos em edificações.

00:01:31.070 --> 00:01:31.911
Por esta razão,

00:01:31.911 --> 00:01:35.195
cientistas de todo o mundo
pesquisam o estrondo sônico,

00:01:35.195 --> 00:01:37.788
tentando prever seu percurso na atmosfera,

00:01:37.788 --> 00:01:42.031
qual local ele vai atingir,
e a intensidade que terá.

00:01:42.031 --> 00:01:43.250
Para entender melhor

00:01:43.250 --> 00:01:45.379
como os cientistas estudam
o estrondo sônico,

00:01:45.379 --> 00:01:48.298
comecemos com os fundamentos do som.

00:01:48.298 --> 00:01:51.781
Imagine jogar um pedrinha
nas águas calmas de um lago.

00:01:51.781 --> 00:01:53.177
O que se vê?

00:01:53.177 --> 00:01:55.875
A pedra faz as ondas
se deslocarem na água

00:01:55.875 --> 00:01:58.570
com a mesma velocidade,
em todas as direções.

00:01:58.570 --> 00:02:02.887
Esses círculos que aumentam de raio
são chamados de frentes de onda.

00:02:02.887 --> 00:02:05.904
Analogamente, embora não possamos vê-las,

00:02:05.904 --> 00:02:09.307
uma fonte de som estacionária,
como um aparelho de som estéreo,

00:02:09.307 --> 00:02:12.199
cria ondas de som
que se propagam no ambiente.

00:02:12.199 --> 00:02:14.330
A velocidade das ondas depende de fatores

00:02:14.330 --> 00:02:17.890
como a altitude e a temperatura
do ar pelo qual se propagam.

00:02:17.890 --> 00:02:23.903
Ao nível do mar, o som viaja
a cerca de 1.225 km/h.

00:02:23.903 --> 00:02:27.290
Mas no lugar de círculos
em uma superfície bidimensional,

00:02:27.290 --> 00:02:30.322
as frentes de onda sonoras
são esferas concêntricas,

00:02:30.322 --> 00:02:35.591
e o som se propaga ao longo de raios
perpendiculares a essas ondas.

00:02:35.591 --> 00:02:39.886
Imagine uma fonte de som que se desloca,
como o apito de um trem.

00:02:39.886 --> 00:02:42.754
Enquanto a fonte se desloca
em uma certa direção,

00:02:42.754 --> 00:02:47.406
as ondas sucessivas lá na frente
vão se aglomerando cada vez mais.

00:02:47.406 --> 00:02:52.636
Esta maior frequência de onda 
é a causa do famoso efeito Doppler,

00:02:52.636 --> 00:02:55.729
pelo qual objetos que se aproximam
têm som mais agudo.

00:02:55.729 --> 00:02:59.927
Enquanto a fonte se deslocar
mais lentamente do que as ondas de som,

00:02:59.927 --> 00:03:02.966
estas ficarão aninhadas dentro das outras.

00:03:02.966 --> 00:03:05.509
Quando a velocidade for supersônica,

00:03:05.509 --> 00:03:07.872
se deslocar mais rápido
do que o som que ele gera,

00:03:07.872 --> 00:03:10.357
a situação muda dramaticamente.

00:03:10.357 --> 00:03:13.200
Quando ultrapassar as ondas de som
que ele mesmo emitiu,

00:03:13.200 --> 00:03:15.702
enquanto cria novas, a partir
da posição momentânea,

00:03:15.702 --> 00:03:19.820
as ondas são comprimidas
e formam o cone de Mach.

00:03:19.820 --> 00:03:22.808
Nenhum som é ouvido
quando ele se aproxima de um observador

00:03:22.808 --> 00:03:27.278
porque o objeto se desloca mais rápido
do que o som que ele produz.

00:03:27.278 --> 00:03:33.051
Só depois que o objeto tiver passado,
o observador ouvirá o estrondo sônico.

00:03:33.051 --> 00:03:37.007
Quando o cone de Mach atinge o solo,
ele forma uma hipérbole,

00:03:37.007 --> 00:03:41.306
deixando um rastro, o tapete de estrondo,
enquanto ele avança.

00:03:41.306 --> 00:03:45.993
Isto possibilita determinar
a área afetada pelo estrondo sônico.

00:03:45.993 --> 00:03:49.303
Como calcular a intensidade
do estrondo?

00:03:49.303 --> 00:03:52.869
Isto requer resolver
as famosas equações de Navier-Stokes

00:03:52.869 --> 00:03:55.925
para determinar a variação
da pressão de ar

00:03:55.925 --> 00:03:59.266
provocada pelo deslocamento
supersônico da aeronave dentro dele.

00:03:59.266 --> 00:04:03.853
Isto resulta numa assinatura de pressão
conhecida com onda-N.

00:04:03.853 --> 00:04:05.483
O que significa esta forma?

00:04:05.483 --> 00:04:09.506
A onda supersônica acontece
quando há uma mudança súbita de pressão,

00:04:09.506 --> 00:04:11.918
e a onda-N envolve dois estrondos:

00:04:11.918 --> 00:04:15.497
um para o aumento inicial da pressão
no nariz da aeronave,

00:04:15.497 --> 00:04:18.079
e outro quando a cauda passa,

00:04:18.079 --> 00:04:20.597
e a pressão subitamente volta ao normal.

00:04:20.597 --> 00:04:22.760
Isto causa um estrondo duplo,

00:04:22.760 --> 00:04:26.608
Mas normalmente é percebido
como um único estrondo pelo ouvido humano.

00:04:26.608 --> 00:04:29.613
Na prática, modelos computacionais
que usam estes princípios

00:04:29.613 --> 00:04:31.115
podem, com frequência, prever

00:04:31.115 --> 00:04:33.487
a localização e a intensidade
de estrondos sônicos

00:04:33.487 --> 00:04:37.349
para determinadas condições atmosféricas
e trajetórias de voo,

00:04:37.349 --> 00:04:40.738
e há pesquisa em curso
para mitigar seus efeitos.

00:04:40.738 --> 00:04:45.809
Enquanto isso, o voo supersônico
sobre os continentes continua proibido.

00:04:45.809 --> 00:04:48.572
Então, os estrondos sônicos
são uma invenção recente?

00:04:48.572 --> 00:04:49.968
Não exatamente.

00:04:49.968 --> 00:04:52.286
Enquanto tentamos
torná-los mais silenciosos,

00:04:52.286 --> 00:04:56.045
alguns animais tiram vantagem
do estrondo sônico.

00:04:56.045 --> 00:05:01.146
O gigantesco diplodoco pode ter sido capaz
de golpear com sua cauda

00:05:01.146 --> 00:05:05.349
mais rápido do que o som,
perto de 1.200 km/h,

00:05:05.349 --> 00:05:08.052
possivelmente para deter predadores.

00:05:08.052 --> 00:05:12.437
Alguns tipos de camarão também criam
uma onda de choque semelhante na água,

00:05:12.437 --> 00:05:16.163
desorientando ou até matando
presas à distância,

00:05:16.163 --> 00:05:19.733
apenas fechando rapidamente
suas enormes pinças.

00:05:19.733 --> 00:05:22.203
Enquanto os humanos
fizeram grande progresso

00:05:22.203 --> 00:05:24.583
na incansável busca pela velocidade,

00:05:24.583 --> 00:05:27.413
descobre-se que a natureza
chegou lá primeiro.