Velocidade da Luz x Velocidade do Som

Em períodos de festa junina, os fogos de artifício são muito utilizados pelos foliões, que comemoram suas devoções com os estrondos e a luminosidade desses “foguetes”.

O estouro do foguete produz uma luz e um som. Dessa forma, se estamos a certa distância do local da festa, conseguimos ver a luz dos fogos de artifício e, em seguida, escutamos som da explosão desses artefatos.

Em uma tempestade, antes de ouvirmos o barulho do trovão, vemos o clarão do relâmpago. Por que vemos primeiro a luz e somente depois ouvimos o som?

Velocidade da luz e velocidade do som

Isso acontece porque a velocidade da luz é muito superior à velocidade do som. A velocidade da luz é de aproximadamente 300.000 Km/s, e a velocidade do som atinge cerca de 340 m/s (1224 Km/h). O barulho do trovão é uma onda sonora produzida pelo movimento das descargas elétricas na atmosfera, que pode acontecer de três maneiras:

• Entre nuvem e solo;
• Entre solo e nuvem e
• Entre nuvens.

Um cálculo simples para saber o local aproximado das descargas elétricas pode ser realizado da seguinte forma:

Marque o tempo entre a luminosidade do raio e o som do trovão. Vamos supor que decorram três segundos entre a descarga elétrica e o trovão. Multiplique o tempo pela velocidade do som: 3 x 340 = 1020. Podemos constatar, então, que a interação das cargas elétricas ocorreu a uma distância de 1020 metros do observador.

Aplicação
Um grupo de soldados do exército está acampado em uma reserva ecológica. O sargento do grupo realizou o seguinte treinamento: utilizando um rádio amador, contactou outra equipe a vários metros de distância e ordenou que um foguete fosse lançado para cima. O tempo transcorrido entre a luz e o som foi de seis segundos. A equipe do sargento deverá orientar-se pelo foguete e determinar a distância aproximada do outro grupo. Como eles deverão fazer isso?

Solução:

Partindo da ideia da velocidade do som, eles poderão marcar o tempo entre a luz do foguete e o som, que foi de seis segundos, e multiplicar esse tempo pela velocidade do som.

6 x 340 = 2040 metros

A outra equipe, portanto, está a uma distância de 2040 metros.

Por Luiz Paulo Moreira
Graduado em Matemática