Por que o som viaja melhor com o vento?

Você deve ter notado que pode ouvir um som melhor se vier do vento a favor do que a favor do vento. Assumimos que isso ocorre porque o vento "empurra o barulho". Infelizmente para nossas intuições, pode-se facilmente mostrar que essa força é muito pequena para explicar o efeito observado.

A velocidade do som no ar é de cerca de 1.260 km / h. Se um vento típico estiver soprando a 50 km / h, isso representa apenas 4% da velocidade do som, o que significa que o vento só pode encurtar ou aumentar a distância que um determinado som precisa percorrer nessa quantidade. A diferença seria sutil demais para ser detectada pelo ouvido humano, portanto, obviamente, isso não revela a fonte do fenômeno.

A solução real está ligada a uma propriedade física chamada viscosidade. Devido à viscosidade, a velocidade do vento perto do solo é realmente mais lenta que a velocidade em altitudes mais altas. Colisões entre moléculas de ar e o solo dão origem a efeitos de turbulência que impedem que as ondas sejam transmitidas ao longo desse nível de ar o mais rápido possível.

Se o ar tiver uma temperatura uniforme, a mudança na viscosidade com a altitude fará com que uma onda sonora acelere ao longo das camadas superiores do ar. Isso faz com que a onda se incline para baixo, o que a torna mais audível para um ouvinte humano. Esse fenômeno de redirecionamento é chamado de refração. Quando a onda está se movendo contra o vento, é refratada na direção oposta - para cima. De fato, se você estivesse pairando acima do solo em uma área a favor do vento da fonte, ouviria o som com muita clareza, devido ao reflexo das ondas em sua direção.

Em uma área com temperatura uniforme e sem vento, as ondas sonoras sempre viajam para o exterior a velocidades iguais da fonte. Como vimos, esse nem sempre é o caso.