Vamos começar com qual é a velocidade do som? Esta, por definição, é a velocidade de propagação de uma onda sonora em um meio. Isso significa que, para falar sobre a velocidade do som, é preciso ter algum tipo de meio no qual esse som possa se propagar. Uma onda sonora é criada como resultado da compressão e diluição da substância da qual esse meio consiste. Esta é uma onda longitudinal, ou seja, uma onda em que as oscilações têm a mesma direção que a direção de sua propagação.
Portanto, no vácuo, onde praticamente não há matéria, geralmente é difícil falar sobre a propagação do som. Para uma forma de vida que existe em tais condições, combinações como os melhores microfones ou alto-falantes Bluetooth não fariam sentido. Mesmo considerando que mesmo no espaço não existe vazio perfeito, pois temos matéria interplanetária ou interestelar, sua densidade costuma ser tão pequena que a propagação do som está fora de questão.
A velocidade do som na Terra depende principalmente…
A conclusão lógica que nos chega de tal definição é que a velocidade do som pode estar relacionada à densidade do meio e suas outras propriedades. Na Terra, a velocidade do som no ar, quando se trata de som de baixa intensidade (e este é o caso em quase todos os casos com os quais lidamos), não depende da frequência de oscilação. É por isso que o som, composto por diferentes frequências, chega ao ouvinte ao mesmo tempo como um todo (omito a influência de obstáculos e possíveis reflexos que modelam o som). Em vez disso, a velocidade do som depende da temperatura do ar.
A velocidade padrão aceita do som é de 340 m/s, ou seja, a velocidade que o som atinge a 15 graus. Em um dia quente, o som viaja um pouco mais rápido e, em clima gelado, a velocidade é muito mais lenta. A -40 graus Celsius já é 306 m/s, e a 40 graus Celsius é 355 m/s.
Claro, estamos falando apenas de ar, porque, por exemplo, em madeira, metal, diamante, a velocidade é diferente. No diamante, chega a 18 km/s, enquanto em uma atmosfera composta apenas de dióxido de carbono, é de apenas 259 m/s.
Marte e fontes de som em sua superfície
Por falar em dióxido de carbono, vale a pena voltar a este Marte, onde a atmosfera está agora quase toda cheia desse gás. O dióxido de carbono compõe 95% da atmosfera marciana. Também é geralmente muito mais frio lá do que na Terra e, talvez o mais importante, a densidade da atmosfera é quase insignificante em comparação com a densidade da atmosfera na Terra. Mesmo no topo do Everest, o ar é 50 vezes mais denso do que a densidade média do ar em Marte, onde o rover Perseverance realizou seus experimentos para medir a velocidade do som.
Várias fontes de som diferentes foram usadas para o teste. Por exemplo, os rotores do helicóptero Ingenuity, girando a 2.500 rpm, produzem um som com frequência de 84 Hz, e a onda sonora criada pela evaporação de detritos de rocha após serem disparados pelo laser SuperCam tem frequência de 2.000 Hz. Essas fontes sonoras estão a uma distância suficiente do rover, ao contrário das rodas do rover, que também fazem barulho ao rolar na superfície marciana. O som é gravado por microfones Perseverance.
O som em Marte tem uma velocidade diferente e depende da frequência
Com base nessas medições, foi possível determinar a velocidade do som na atmosfera marciana. Como seria de esperar, esta velocidade é semelhante a um meio composto inteiramente de dióxido de carbono, mas, curiosamente, depende da frequência do som.
A velocidade do som em Marte depende da frequência, quanto maior a frequência, maior a velocidade do som.
Assim, tons baixos se propagam a uma velocidade de 240 m/s, e tons mais altos atingem uma velocidade de 250 m/s. Provavelmente vibrações de frequência ainda mais altas, que Perseverance não conseguiu registrar, se espalharam ainda mais rápido. Agora imagine o som de um instrumento composto por diferentes frequências, ou vários instrumentos de diferentes alturas, tocados em Marte. O que nossos ouvidos ouviriam? Estamos ignorando as dificuldades do funcionamento humano na superfície de Marte sem um traje espacial ou uma sala em que o ar teria uma densidade semelhante à da Terra.
Dois microfones a bordo do rover Perseverance
A dependência acima, segundo os cientistas, é consequência de uma atmosfera muito rarefeita, fria e principalmente de dióxido de carbono. Tudo isso era antes no domínio das conjecturas teóricas, mas agora nem os críticos vão negar, já que temos medidas reais.
A coisa toda, claro, não é tão simples, porque ao ouvir música na Terra, a interferência causada por obstáculos no ambiente também desempenha um papel importante, e isso também altera o som em relação ao natural. Em Marte, a velocidade variável seria um problema adicional.
O silêncio marciano é um termo que hoje pode ser visto como um truísmo.
O ambiente em Marte tem outra peculiaridade. Embora o som possa se propagar lá, ele se atenua muito rapidamente. Já após 8 metros, pode ser significativamente abafado e, no caso das frequências mais altas, pode ser completamente abafado. Esta é 8 vezes menos distância do que na Terra. Por esta razão, os cientistas sugerem que Marte é muito quieto na maior parte do tempo. Tão quieto que o Controle da Missão percebeu que os microfones do rover estavam quebrados e não funcionavam.
A baixa pressão na atmosfera marciana faz com que o som em Marte seja abafado muito rapidamente.
As condições são provavelmente semelhantes às de uma câmara anecóica, que teoricamente é uma posição de escuta ideal para um audiófilo (na prática, a natureza da sala pode ter um efeito benéfico e essa câmara nem sempre é confortável). Assim como a composição da atmosfera, que é mortal para nossos pulmões.
Fonte: NASA, inf. ter
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