Caçadores e pessoas com especialidades militares estão muito familiarizados com o som de balas e projéteis voando. Este som é sibilante e não se distingue pela pureza do tom. No curto espaço de tempo do voo da bala, você notará que o tom desse som muda de alto para baixo.
Para entender a causa do som característico quando uma bala está voando, preste atenção ao formato das balas que você conhece. As balas de caça para armas de cano liso são redondas ou cilíndricas (yakan, bala de Mayer). Para armas esportivas e militares, são utilizadas balas cônicas ou com frente arredondada na direção do vôo. Obviamente, a aerodinâmica da bala não é perfeita e não contribui para seu bom fluxo ao redor.
Estudando o comportamento de corpos escarpados em fluxos de líquidos ou gases, o cientista Theodor von Karman descobriu que um caminho de vórtices se forma atrás de tais corpos. Este fenômeno é chamado de "faixa Karman". A densidade dos fluxos de ar nos vórtices é diferente e muda ciclicamente, respectivamente, um vórtice pode ser imaginado como um gerador de ondas acústicas. E o som é uma onda acústica.
Você provavelmente está familiarizado com o presságio segundo o qual um lutador ouve o apito apenas da bala que passou voando. Este signo tem uma base totalmente científica. A bala voa em velocidade subsônica e a trajetória do vórtice está localizada atrás dela ao longo da trajetória de vôo. Além disso, uma pessoa ouve não os próprios vórtices do "caminho Karman", mas as ondas que ele forma no espaço aéreo circundante quando entra em contato com ele. Ou seja, uma pessoa que ouve o som de uma bala passando não está na trajetória da bala, mas próximo a essa trajetória.
Uma experiência simples ajudará você a entender como é uma rua de vórtice. Coloque um pouco de água na cuba e coloque uma pequena quantidade de espuma de qualquer tipo de detergente na superfície. Lance uma bala fictícia na banheira. Pode ser um barco de criança com uma proa afiada e uma popa cega ou um modelo de espuma plana de qualquer formato. Varra o layout sobre a superfície da água. No rastro do jato do modelo, você verá vórtices formados por bolhas de espuma. Esta é a "faixa Karman".
Observe que quando você está perto da trajetória do projétil, está observando essa trajetória de um certo ângulo. Se o caminho do vórtice estiver em um ângulo próximo a uma linha reta em relação a você, a distância até a fonte dos vórtices é mínima, então o som seguirá o caminho mais curto. Mas a bala passou voando, e agora a distância até a fonte dos vórtices aumenta. A velocidade da bala é alta e comparável à velocidade do som. Isso significa que a distância entre os centros dos vórtices será percebida como aumentando devido ao retardo das ondas sonoras. Subjetivamente, isso pode ser ouvido como uma diminuição no tom de áudio. Na física, esse fenômeno é chamado de efeito Doppler. É uma das provas da natureza ondulatória do som.
