O que é a unidade de medida Mach? Saiba o que tem a ver com a velocidade do som

A unidade de medida Mach, também conhecida como Número de Mach, é usada para medir a velocidade de um objeto, especificamente em relação às ondas sonoras. Resumidamente, ela descreve quantas vezes um corpo atingiu a velocidade do som, sendo usada principalmente na aviação, onde jatos e ônibus espaciais frequentemente a ultrapassam — Mach 1 é definido como 340 m/s (metros por segundo), ou 1.224 km/h.

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Seu nome vem do físico do século XIX Ernst Mach, que estudou a dinâmica dos gases e teorizou acerca da velocidade do som, conseguindo medi-la pela primeira vez e fotografar as ondas de choque geradas por objetos que viajavam em alta velocidade, como balas.

O Número de Mach e o som

O Mach (Ma) ajudou a definir a velocidade de aviões, principalmente, que são descritos como subsônicos.

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• subsônicos (abaixo da velocidade do som) Ma < 1; 
• transônicos (que chegam próximos da velocidade do som); 
• sônicos (Ma = 1); ]
• supersônicos (entre 1,2 Ma até 3 Ma);
• hipersônicos (Ma > 3);

Veja um jato ultrapassando a velocidade do som no vídeo abaixo:

Durante a 2ª Guerra Mundial, acreditava-se existir uma barreira do som, já que pilotos começaram a sentir o ar se comprimindo a altas velocidades, crendo ser impossível ultrapassar a velocidade do som por conta da barreira. Após os anos 1950, diversas aeronaves passaram a quebrá-la, levando o termo ao desuso.

O avião, como qualquer outro objeto, emite sons em ondas, usando o ar como meio de propagação, como uma pedra jogada em um lago. À medida que a aeronave se desloca, comprime o ar à sua volta, criando ondas de pressão. Abaixo da velocidade do som, as ondas viajam mais rápido do que ele, mas, em Mach 1, as ondas se acumulam na frente do avião, criando uma “parede” semelhante à tal barreira do som.

Para ultrapassar a barreira sônica, é necessário acelerar para além de Mach 1, gerando uma explosão sônica, com barulhos altos, causada pela mudança de pressão súbita, quando o ar ao redor do avião atinge grande compressão. O barulho de um chicote, a propóstio, é gerado pela quebra da velocidade do som na ponta. Esse efeito requer que a aerodinâmica de aviões muito rápidos, como jatos, seja adaptada à pressão, e, em veículos hipersônicos, à grande temperatura gerada.

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