Estrondos sonoros

A figura acima ilustra a aproximação das frentes de onda que estão adiante à fonte sonora em movimento. Esse avião viaja à mesma velocidade do som, assim vemos que ele viaja à mesma velocidade das ondas produzidas por ele.  Como consequência dessa formação de frentes de onda temos o efeito Doppler e seu resultado é um estrondo sonoro. A formação de frentes de ondas também pode ser chamada de ondas de choque.

De acordo com a figura, vemos que, ao ser atingida a velocidade do som, todas as frentes de onda concentram-se em um único ponto, no caso o ponto representado é o ponto F. É exatamente nesse ponto que as amplitudes são somadas, tornando a intensidade da onda sonora altíssima. Assim, nesse ponto há um súbito aumento da pressão na região.

As frentes de onda representadas na figura acima são frentes de compressão cujo efeito resultante é um formidável estrondo. Logo atrás há uma superposição de frentes de refração e, nesse caso, como se vê na foto no início deste capítulo, o efeito é outro.

A súbita e intensa redução da pressão provoca a condensação do vapor de água contido no ar nessa região e dá origem à nuvem que se observa em torno do avião. Temos que nos atentarmos ao fato de que o avião não atravessa a nuvem, ele a cria. Na figura abaixo podemos ver que para um avião que voa com velocidade maior que a velocidade do som, as cristas das ondas formam uma série de círculos dispostos. Temos a formação de um cone sonoro quando traçamos retas tangentes aos círculos.

Ondas de choque produzidas por um avião voando com velocidade maior que a do som.

Para um observador que esteja situado em um ponto fora da região coberta pelos círculos, nenhum som será detectado. Mas quando a região que abrange os círculos passar pelo observador, ele sentirá uma brusca variação na pressão, como se fosse uma pequena explosão, ou uma onda de choque.