by Roberto M.
Como se formam os raios e os trovões? Por que escutamos o trovão sempre depois de vermos a luz do relâmpago? Como calcular a que distância do ponto em que estamos caiu um raio?
Como sabemos, devido ao ciclo hidrológico, a água está sempre em
constante movimento na natureza.
Um dos modos de acontecer essa movimentação da água é sua vaporização pelo
calor do sol e a consequente formação da umidade atmosférica.
O vapor de água, por estar quente e menos denso, tem a tendência de subir. Ao subir para a atmosfera, o vapor se concentra e forma as nuvens.
Às vezes, as nuvens formadas são calmas e precipitam-se tranquilamente, mas,
às vezes, dependendo de vários fatores, são formadas nuvens de
tempestade.
FORMAÇÃO DOS RAIOS
As nuvens de tempestade têm altura entre 1,5 e 15 km, apresentando
temperaturas internas muito diferentes.
Na parte inferior, a temperatura é próxima à do ambiente (em média 20°C),
enquanto na parte mais alta pode atingir cerca de –50 ºC.
Esta enorme diferença entre as temperaturas (gradiente de
temperaturas) gera ventos muito intensos no interior das
nuvens que, por sua vez, provocam a separação de cargas elétricas devido ao
atrito entre as partículas de gelo existentes no topo.
Assim, a parte inferior das nuvens contém excesso de cargas
negativas, enquanto a parte superior, cargas positivas.
Por indução, no solo há surgimento de excesso de cargas
positivas, estabelecendo-se uma enorme diferença de potencial
entre nuvem e solo, podendo atingir milhões de volts.
O ar atmosférico tem um certo efeito isolante, mas, uma vez vencida a capacidade
isolante do ar, ocorrem de 30 a 40 descargas elétricas sucessivas espaçadas por
intervalos de aproximadamente 0,01 segundos, que constituem um único raio ou
relâmpago.
FORMAÇÃO DOS TROVÕES
As correntes elétricas envolvidas neste processo de descarga
variam de 10.000 a 200.000 amperes. Isso aumenta a temperatura do ar para até
30.000°C, provocando violenta expansão, com ondas de compressão que podem ser
audíveis a alguns quilômetros de distância. São os chamados trovões.
CÁLCULO DA DISTÂNCIA EM QUE ACONTECEU A DESCARGA
Tanto a descarga elétrica visível aos nossos olhos como raio,
como a violenta expansão que é audível aos nossos ouvidos como trovão,
acontecem quase que concomitantemente. Mas a nossa sensação é que acontecem
em instantes diferentes.
Acontece que a velocidade da luz (aproximadamente 300.000
km/s) é muito diferente da velocidade do som (aproximadamente
0,34 km/s). A luz “anda” cerca de um milhão de vezes mais rápido do que o som.
Assim, o som do trovão demora muito mais para chegar aos
nossos ouvidos, do que a luz do raio para chegar aos nossos
olhos, ou seja, podemos considerar que a luz chega quase que instantaneamente,
enquanto o trovão vem na sua “toadinha” de 0,34 km/s.
A partir do momento em que vemos o relâmpago, o trovão
percorre 340 metros a cada segundo, até chegar aos nossos ouvidos.
Por isso, é possível calcular, com razoável precisão, a que distância se
encontra uma tempestade. Basta, para isso, computar o número de segundos
decorridos entre o instante em que se observa o relâmpago e o instante em que se
ouve seu correspondente trovão.
O número de segundos decorridos deve ser multi plicado por 0,34 km (ou 340
m).
Exemplos:
- Um intervalo de 2 segundos indica que a tempestade se encontra a
aproximadamente 680 metros do local (2s x 340 m/s).
- Um intervalo de 3 segundos indica que a tempestade se encontra a quase 1 km
de distância (3s x 340 m = 1 020 m ~~ 1 km).
Resumindo:
Após vermos um raio, cada segundo que demora a chegar até nós, o som do
respectivo trovão, significa cerca de 340 metros de distância entre o ponto em
que estamos e o ponto em que o raio caiu.
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