A Física por trás dos Raios e Trovões
Você provavelmente já deve ter presenciado ou visto, em algum dos meios digitais existentes atualmente, algo sobre os raios e trovões, não é mesmo? Mas, você sabe como eles ocorrem? Pois bem, eles são fenômenos que sempre ocorreram em nosso planeta e que antigamente eram associados a ações de deuses, como Zeus, para os gregos, e Thor, para a mitologia nórdica [1]. Na verdade eles não acontecem em virtude das ações de deuses, ou seja, podemos explicar os processos envolvidos em suas formações por meio da física. No caso dos raios, eles são formados a partir da eletrização de nuvens muito altas, que predominam a cerca de 4 km do solo e podem a possuir 12 km de espessura. No interior dessas nuvens, o movimento intenso das massas de ar faz com que gere atrito entre as moléculas de ar e gelo, ocasionando a eletrização da nuvem. O anterior provoca que a nuvem tenha suas cargas elétricas separadas, de modo que sua base e o topo possuirão cargas elétricas de sinais opostos [2,3] Ao passo que o acúmulo de cargas nas extremidades da nuvem aumenta, a diferença de potencial (ddp) entre essas regiões torna-se cada vez maior, ao ponto de o ar entre as camadas superior e inferior da nuvem ser ionizado e conduzir corrente elétrica. Nesse momento dizemos que a rigidez dielétrica do ar, que é um tipo de isolante elétrico, foi rompida e uma enorme descarga elétrica é criada [2-4]. Essa descarga criada pode mover-se entre a nuvem e a Terra, em apenas alguns milionésimos de segundos. Nesse caso, qualquer corpo, em destaque no solo, como morros, pessoas de pé, árvores, prédios, antenas, etc., pode ser utilizado como ponto de contato [5]. Possivelmente você deve estar pensando que esqueci de falar dos trovões, já que os viu no título, mas está enganado. O que acontece é que no instante que um raio alcança o solo, uma segunda descarga elétrica sobe do chão até as nuvens, seguindo o mesmo caminho que as cargas usaram para descer. O calor gerado por esse segundo raio faz com que o ar ao seu redor chegue a uma temperatura de até 27.000 °C. E como tudo acontece muito rápido, o ar não tem tempo de se expandir e acaba se condensando, aumentando sua pressão atmosférica em cerca de 10 a 100 vezes. Esse ar, então, acaba “explodindo” e criando uma onda de choque. É essa rápida expansão do ar que causa o barulho que ouvimos e, comumente, denominamos como trovões [3,6]. Outra curiosidade que posso trazer é que você pode estimar a distância a que um raio caiu de você. Sabia disso? É muito simples, basta que, ao perceber o clarão de um relâmpago, você conte quantos segundos se passaram antes de você ouvir o trovão. Cada segundo transcorrido representa cerca de 300 metros, ou seja, depois é só multiplicar ambos os valores que terá a distância desejada [5]. Texto por: Matheus Vieira Referências [1] – JÚNIOR, Joab Silas da Silva. Raios e trovões. Disponível em: https://mundoeducacao.uol.com.br/fisica/raios-trovoes.htm. Acesso em 18 de setembro de 2020. [2] – SABA, Marcelo MF. A Física das Tempestades e dos Raios. Física na Escola, v. 2, n. 1, p. 19-22, 2001. [3] – ESCANHOELA, Felipe Moron. A Física das tempestades e dos raios. Disponível em: http://www.sbfisica.org.br/v1/portalpion/index.php/artigos/30-a-fisica-das-tempestades-e-dos-raios. Acesso em 18 de setembro de 2020. [4] – SANTOS, Marco Aurélio da Silva. “Os sons dos trovões”; Brasil Escola. Disponível em: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/sons-trovoes.htm. Acesso em 18 de setembro de 2020. [5] – AUTOR DESCONHECIDO. 5 fatos curiosos que a física explica: O som do trovão. Disponível em: https://www.tecmundo.com.br/ciencia/14857-5-fatos-curiosos-que-a-fisica-explica.htm. Acesso em 18 de setembro de 2020. [6] – UNIVERSIDADE FEDERAL DE JUIZ DE FORA. O Som do Trovão. Disponível em: https://www.ufjf.br/fisicaecidadania/2010/05/03/o-som-do-trovao/#:~:text=As%20ondas%20sonoras%20(ou%20seja,na%20atmosfera%20s%C3%A3o%20denominadas%20trov%C3%B5es.&text=%C3%89%20por%20isso%20que%20sentimos,que%20a%20velocidade%20do%20som. Acesso em 18 de setembro de 2020.
