Velocidade do Som

Quem já teve a oportunidade de observar um navio à grande distância no alto-mar deve ter notado que o som proveniente de seu apito só é escutado momentos após terem sido expelidos os vapores resultantes. Sabe-se também que durante as tempestades, provocadas por violentas perturbações elétricas na atmosfera, o ruído do trovão chega até nós alguns segundos após a claridade do relâmpago, e quanto maior for a distância do local onde se produzir o ruído maior o intervalo entre este e a claridade do relâmpago.
Em distâncias curtas, podemos considerar a velocidade da luz como praticamente instantânea, e portanto o tempo decorrido entre vermos o relâmpago e ouvirmos a trovoada deve ser o tempo para o som deslocar-se de sua origem até ao ouvido do observador.
Estes fatos evidenciam que o som se propaga através do ar com uma velocidade pequena, comparada com a velocidade da luz. A velocidade do som no ar é relativamente pequena pelo fato de as moléculas que se movimentam terem de se chocar umas com as outras a fim de propagar a onda longitudinal de pressão.
A luz se propaga na velocidade de 300.000 km por segundo, enquanto as ondas sonoras circulam no ar à razão de 340,9 metros por segundo. Em dias quentes o som se propaga com mais velocidade do que nos dias frios, pelo fato de o ar quente ser menos denso do que o ar frio. Nos dias de frio intenso a velocidade do som pode chegar a 328,7 m/s.

A mais antiga tentativa para a determinação da velocidade do som, de que temos notícia, foi realizada na França, em 1738, cuja tentativa não foi entretanto coroada de êxito. Mas, em 1822, pelas experiências conduzidas por uma comissão designada pela Academia Francesa, chegou-se à conclusão de que a velocidade do som no ar, a uma temperatura de 15,9º C, é de 340,9 m/s, e que esta velocidade aumenta de 60 centímetros por segundo para cada aumento de um grau centígrado na temperatura. A 0º C a velocidade do som é de 331,4 m/s. As mais recentes experiências realizadas não dão resultados significativamente diferentes daqueles que foram obtidos em 1822.

Os sons de todas a frequências propagam-se com igual velocidade. Se isto não fosse verdade, sons agudos, de alta frequência, como o pífaro, numa banda musical, chegariam aos seus ouvidos antes (ou depois) dos sons de baixa frequência, como o do tambor. E assim a música seria deformada.
Quando ouvimos uma orquestra tocando, cada instrumento produz som de uma forma diferente, no entanto, todos são ouvidos ao mesmo tempo.
É fácil perceber como seria catastrófico o entendimento de uma conversa se os sons agudos, graves, fortes e fracos se propagassem com velocidades diferentes.

Os aviões a jato mais rápidos podem voar com velocidade maior que a do som. Viajar a tais velocidades é difícil porque o ar comprimido se acumula na frente do avião e este tem de furar o seu caminho como uma bala. Aviões a jato de alta velocidade têm a forma mais parecida com a de uma bala do que os aviões de baixa velocidade.

Nos líquidos e nos sólidos, onde as moléculas estão mais próximas umas das outras, a velocidade do som é bem maior do que em um gás.
Na água, a velocidade do som é cerca de quatro vezes a sua velocidade no ar; a 25º C é de aproximadamente 1500 m/s. No aço chega a 5000 m/s, ou seja, cerca de quinze vezes maior.
Se você ficar ao lado de uma estrada de ferro e escutar enquanto um trabalhador bate um espigão com o martelo, você ouvirá cada golpe duas vezes. O som que se propaga através do aço dos trilhos chega antes do som que se transmite através do ar.