Por que os relâmpagos podem ser ouvidos nos rádios? O que demora mais, o ruído do trovão ou o ruído do raio ouvido através do rádio? Explique.

Passo 1

O enunciado pergunta por que o estouro elétrico do raio aparece como chiado nos rádios e, em seguida, qual chega depois ao ouvinte: o som do trovão ou o estalo captado pelo rádio. O conteúdo aqui é propagação de ondas: ondas eletromagnéticas (rádio) versus ondas mecânicas (som). Para resolver vamos usar as velocidades dessas ondas e entender a geração de pulsos eletromagnéticos no raio.

Passo 2

Quando ocorre uma descarga atmosférica (o raio), além de emitir luz e aquecer o ar, ela gera um pulso de corrente muito rápido. Essa variação brusca de corrente cria um pulso de campo eletromagnético em uma larga faixa de frequências (do kHz a dezenas de MHz), que os rádios sintonizados nessas faixas captam como estalos ou chiados. Ou seja, o rádio converte esse pulso eletromagnético em som, fazendo você “ouvir” o raio nele.

Passo 3

Ondas eletromagnéticas viajam praticamente à velocidade da luz,
c \approx 3\times10^{8}\text{ m/s},
enquanto o som no ar se propaga bem mais devagar,
v_{\text{som}}\approx 340\text{ m/s}.
Se a distância até o raio for d, o tempo de chegada do pulso no rádio é
t_{\text{rádio}} = \frac{d}{c},á
e o tempo de chegada do som (trovão) é
t_{\text{som}} = \frac{d}{v_{\text{som}}},
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\frac{t_{\text{som}}}{t_{\text{rádio}}} = \frac{c}{v_{\text{som}}} \approx 10^{6},á
ou seja, o trovão chega cerca de um milhão de vezes mais tarde.

Passo 4

Como t_{\text{rádio}}á é praticamente zero comparado a t_{\text{som}}, você escuta o chiado no rádio quase no instante do raio, e só depois (segundos) vem o trovão pelos alto-falantes do próprio ouvido.

Resposta

O rádio capta o pulso eletromagnético do raio e o converte em ruído quase instantaneamente, pois ondas de rádio viajam à velocidade da luz. O som do trovão, por sua vez, demora muito mais, já que viaja só a cerca de 340 m/s. Portanto, o ruído do trovão demora muito mais a chegar do que o estalo ouvido através do rádio.

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