Exercicio T15 53

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Bruna Mazzi Viana 
Juliana Mina Kushihara 
Mariana Souza e Santos 
 
Exercício 15.53 
 O alto falante do som de um concerto de rock gera ondas com 
(10⁻¹² W/m²) a 20m de distância, na freqüência de 1kHz. Admitamos 
que a energia seja irradiada uniformemente em todas as direções. 
(a) Qual o nível de intensidade a 20m? 
(b) Qual a potência acústica total emitida pelo alto-falante? 
(c) A que distância o nível de intensidade atinge o limiar de audição 
dolorosa (120 dB)? 
(d) Qual o nível de intensidade a 30m do alto-falante? 
 
Introdução 
 A intensidade do som é a qualidade que nos permite 
caracterizar se um som é forte ou fraco e depende da energia que a 
onda sonora transfere. 
 A intensidade sonora (I) é definida fisicamente como a potência 
sonora recebida por unidade de área de uma superfície, ou seja: 
 
 Mas como a potência pode ser definida pela relação de energia 
por unidade de tempo: 
 
 Então, também podemos expressar a intensidade por: 
 
 As unidades mais usadas para a intensidade são J/m² e W/m². 
 É chamada mínima intensidade física, ou limiar de audibilidade, 
o menor valor da intensidade sonora ainda audível: 
 
 É chamada máxima intensidade física, ou limiar de dor, o maior 
valor da intensidade sonora suportável pelo ouvido: 
 
 Conforme um observador se afasta de uma fonte sonora, a 
intensidade sonora ou nível sonoro (β) diminui logaritmicamente, 
sendo representado pela equação: 
 
 A unidade utilizada para o nível sonoro é o Bel (B), mas como 
esta unidade é grande comparada com a maioria dos valores de nível 
sonoro utilizados no cotidiano, seu múltiplo usual é o decibel (dB), de 
maneira que 1B=10dB. 
 
Resolução 
(a) 
 Iₒ= 10⁻¹² W/m² (aproximadamente igual o limiar de audibilidade) 
 I = 10⁻² W/m² (a 20m de distância) 
Cálculo do nível de intensidade do som (β): 
β 
 
 
 = 
 
 
 
 
 
 
 
 
(b) 
 r = 20m 
Cálculo da potência média (Pméd) 
 Pméd = I.4π.r² = 10⁻²
 
 
. 4π. 20² m² 
 
 
 
 
 
 
β = 100 dB 
Pméd = 50,26 W 
20m 
m 
(c) 
Cálculo da intensidade no limiar da audição dolorosa (120dB): 
120 dB = 
 
 
 I = 1 W/m² 
Cálculo da distância no limiar da audição dolorosa (r): 
Pméd = I.4π.r² r = √
 
 
 r = √
 
 
 
 
 
 
 
(d) 
Cálculo da intensidade a 30m do alto-falante (I): 
Pméd = I.4π.r² I = 
 
 
 = 
 
 
 I = 4,44.10⁻³ W/m² 
Cálculo do nível da intensidade a 30m do alto-falante (α): 
α 
 
 
 = 
 
 
 
 
Bibliografia 
 Tipler, Paul A.; Physics for Scientists and Engineers – Fourth 
Edition – Volume 1. 
 Nussenzveig, Herch Moysés; Curso de Física básica – Volume 2 
- Fluidos, Oscilações e Ondas, Calor – 4ª edição – São Paulo: Edgar 
Blucher, 2002. 
r = 2m 
α = 96,47dB