Lista de Exercicios Conforto Ambiental 1° bimestre

Prévia do material em texto

1
1
 
DEC 4290 – CONFORTO ACÚSTICO – 2018 
Profa. Aline Lisot e Prof. Paulo Fernando Soares 
Lista de Exercícios: Conforto Acústico 
 
RUIDO AMBIENTAL: 
 
1) Que diferença existe entre sonar e radar? 
2) Quando você está dentro de casa e fala, o som emitido por você reflete-se nas paredes e retorna ao seu 
ouvido. Porque você não ouve o eco? 
3) Do ponto de vista da física, o que diferencia um som alto de um som baixo? E um som forte de um som 
fraco? 
4) Quais são as três qualidades do som? Qual delas diz respeito à amplitude da onda sonora? E qual diz 
respeito ao tipo de fonte que está produzindo o som? 
5) Classifique cada som mencionado na lista a seguir, quanto à intensidade (forte ou fraco) e quanto à 
altura (grave ou agudo). Por exemplo: Grito de criança: forte e agudo: a) Batida do martelo de um 
ferreiro na bigorna; b) Motor de avião à jato; c) Ronco de uma pessoa dormindo. 
6) Que tipo de som é produzido por ondas sonoras de: a) alta frequência e alta energia; b) baixa 
frequência e baixa energia; c) Alta frequência e baixa energia; d) baixa frequência e alta energia. 
7) Uma pedra cai num lago e gera ondas circulares que percorrem 250cm na superfície do lago em 2s. A 
distância entre duas cristas é igual a 25cm. Calcule para estas ondas: (a) o comprimento de onda, (b) a 
velocidade de propagação, (c) a frequência, (d) o período. 
8) A quarta parte do comprimento de onda de uma onda transversal que se propaga numa corda é igual a 
8cm. Se a frequência da onda for igual a 80Hz, qual será o valor: (a) do período da onda? (b) da 
velocidade de propagação da onda? 
9) A frequência da nota musical lá é igual a 440Hz. Considerando que a velocidade do som no ar é 
aproximadamente 340m/s, determine o comprimento de onda deste som. 
10) Em uma sala à temperatura ambiente (220C), a frequência de uma onda sonora é de 2.500Hz. (a) Qual 
é o correspondente comprimento de onda?; (b) Se a frequência for reduzida para 1.250Hz, qual será o 
comprimento de onda? 
( ) CTparaCTsmc 00 30;607,04,331)/( ≤+= ; e ( )
273
14,331)/(
0CT
smc += , p/ T > 300C; 
11) Calcule a intensidade acústica de uma onda sonora esférica proveniente de uma fonte de 10W a uma 
distância de (a) 3m, (b) 6m, e (c) 12m. 
12) Um som tem uma intensidade de 3*10-8 W/m². Qual é o nível de intensidade sonora em dB? R:44,8 dB 
13) Qual será o nível sonoro resultante se tivermos duas fontes com L1 = 56 dB e L2 = 50 dB? 
14) Duas ondas sonoras têm intensidade de respectivamente 10 e 500 micro-watts / cm2. Quantos decibels 
está o som mais forte acima do outro? R: LA-B = 17 dB 
15) Sabendo-se que em um monitoramento com um medidor de nível de pressão sonora registrou-se um 
ruído (LFONTE) e a interferência do ruído de fundo (R), sendo o valor monitorado o que segue: 
LFONTE+R = 60 dB. Se o ruído de fundo é de 53 decibels, qual é o ruído da fonte F? R: LFONTE = 59 dB. 
16) Determine a intensidade sonora para os seguintes NIS: (a) 83, (b) 66, (c)105dB. 
17) Qual é a potência sonora cujo nível de potência sonora (LW) é de 100dB? 
18) O nível de intensidade sonora (LI) em uma sala devido a uma máquina é de 80dB. Qual será o nível de 
intensidade sonora resultante se a esta sala forem adicionadas mais 19 máquinas iguais à primeira? 
19) O nível de pressão sonora (LP) em diversas bandas de oitava é dado na tabela a seguir. Calcule o nível 
de pressão sonora global em dB? 
Frequência (Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
LP (dB) 92 89 91 84 83 78 70 65 
 
20) Considerando o exercício anterior, calcule o nível de nível de pressão sonora global em dBA. 
Frequência (Hz) 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
Curva A (dB) -26,2 -16,1 -8,9 -3,2 0,0 +1,2 +1,0 -1,1 
LP (dBA) 
 
 
2
2
21) Calcule a área de abertura necessária para uma frequência crítica de 125Hz, para um ressoador com 
as seguintes características: Temperatura varia do de 20 a 270C, parede de 2cm e Volume de 
11x15x20cm3 (V = 0,033m3; L = 0,02m; f0 = 125Hz). 
 
L
S
2�
cf0 ∀
= 
 
 
 
 
22) O latido de um cachorro possui aproximadamente 1 mW (mili Watts) de potência. Se esta potência é 
distribuída uniformemente em todas as direções, qual é o nível de intensidade sonora (LI) a uma 
distância de 5 m? E se dois cachorros latirem ao mesmo tempo, qual será o LI? 
23) A intensidade de uma orquestra é igual à intensidade de 250 violinos. Se o nível de intensidade da 
orquestra é de 80 dB, qual é o LI de um violino? 
24) Uma parede permite passar 1% da intensidade da onda sonora de 1 kHz de frequência de um lado para 
o outro. Calcular a perda por transmissão (PT / E / Atenuação). 
25) Considerando o exercício anterior, qual é o nível de intensidade sonora resultante se do outro lado da 
parede existe um som com 90 dB? 
26) Determine o Nível de Intensidade Sonora (NIS) Global, em dB, do conjunto dos seguintes NIS: 68, 82, 
76, 68, 74 e 81. 
27) Obteve-se a gravação de um ruído em um pátio na parte frontal de uma casa conforme a tabela a 
seguir. A casa está localizada em uma vizinhança relativamente calma (silenciosa) ou barulhenta? 
Determine o Nível de Intensidade Sonora equivalente (Leq). 
 
Período (h) (0-6] (6-8] (8-9] (9-15] (15-17] (17-18] (18-20] (20-22] (22-0] 
NIS (dBA) 55 65 57 60 67 72 57 55 53 
 
BARREIRAS ACÚSTICAS: 
28) Uma janela encontra-se posicionada 
conforme mostra a figura a seguir e está 
protegida por um muro. Considerando-se 
que o ruído proveniente da rua é em média 
84dB (a) qual é atenuação devido ao muro 
para uma frequência de 2.000 Hz? (b) Qual 
é a diferença máxima entre as atenuações 
obtidas pelas equações de Rathe e Farina? 
 
 
 
29) Considere a atenuação dada por uma barreira infinita, sujeita à uma fonte pontual, cujos dados estão 
mostrados na Tabela a seguir: 
f(Hz) 125 250 500 1000 2000 4000 
�NBI(dB) 7 8 10 11 13 16 
Para esta barreira, qual é a atenuação global fornecida pela barreira? 
 
30) Suponha que um quarto de dormir está a 1,0m de altura e à distância de 10 metros do eixo da rua. (a) 
Estime de quanto será diminuído o ruído do tráfego caso se interponha uma barreira de 2 metros de 
altura (posicione a barreira à 5 m da fonte). Faça os cálculos para f=2 kHz e 250 Hz. (b) Qual deverá 
ser a altura da barreira para que a redução seja de pelo menos de 20 dB num e noutro caso. As 
hipóteses, geometria e equações adotadas para a resolução desta questão devem estar especificadas na 
sua resposta. 
 
 
 
 
 
 
3
3
CONCEITOS: 
 
31) O gráfico da figura indica, no eixo das ordenadas, a intensidade de uma fonte sonora, I, em watts por 
metro quadrado (W/m2), ao lado do correspondente nível de intensidade sonora (NIS), em decibels 
(dB), percebido, em média, pelo ser humano. No eixo das abscissas, em escala logarítmica, estão 
representadas as frequências do som emitido. A linha superior indica o limiar da dor, acima dessa linha, 
o som causa dor e pode provocar danos ao sistema auditivo das pessoas. A linha inferior mostra o 
limiar da audição, abaixo dessa linha, a maioria das pessoas não consegue ouvir o som emitido. 
Suponha que você assessore o prefeito de sua cidade para questões ambientais: a) Qual o nível de 
intensidade máximo que pode ser tolerado pela municipalidade? (b) Que faixa de frequências você 
recomenda que ele utilize para dar avisos sonoros que sejam ouvidos pela maior parte da população? 
 
32) O aparelho auditivo humano distingue no som 3 qualidades, que são: altura, intensidade e timbre. A 
altura é a qualidade que permite a esta estrutura diferenciar sons graves de agudos, dependendo apenas 
da frequência do som. Assim sendo, podemos afirmar que: a) o som será mais grave quanto menor for 
sua frequência; b) o som será mais grave quanto maior for sua frequência; c) o som será mais agudo 
quanto menor for sua frequência; d)o som será mais alto quanto maior for sua intensidade; e) o som 
será mais alto quanto menor for sua frequência. 
33) Quando se ouve uma orquestra tocando uma sonata de Bach, consegue-se distinguir diversos 
instrumentos, mesmo que estejam tocando a mesma nota musical. A qualidade fisiológica do som que 
permite essa distinção é: a) a altura; b) a intensidade; c) a potência; d) a frequência; e) o timbre. 
34) Mariana pode ouvir sons na faixa de 20Hz a 20kHz. Suponha que, próximo a ela, um morcego emite 
um som de 40kHz. Assim sendo, Mariana não ouve o som emitido pelo morcego, porque esse som tem: 
a) um comprimento de onda maior que o daquele que ela consegue ouvir; b) um comprimento de onda 
menor que o daquele que ela consegue ouvir; c) uma velocidade de propagação maior que a daquele 
que ela consegue ouvir; d) uma velocidade de propagação menor que a daquele que ela consegue ouvir. 
35) O menor intervalo de tempo para que o cérebro humano consiga distinguir dois sons que chegam ao 
ouvido é, em média, 100 ms. Este fenômeno é chamado persistência auditiva. Qual a menor distância 
que podemos ficar de um obstáculo para ouvir o eco de nossa voz? Dado: velocidade do som no ar = 
330 m/s. a) 16,5 m; b) 17,5 m; c) 18,5 m; d) 19,5 m; e) 20,5 m. 
36) Em alguns filmes de ficção científica a explosão de uma nave espacial é ouvida em outra nave, mesmo 
estando ambas no vácuo do espaço sideral. Em relação a este fato é CORRETO afirmar que: a) isto não 
ocorre na realidade, pois não é possível a propagação do som no vácuo. b) isto ocorre na realidade, 
pois, sendo a nave tripulada, possui seu interior preenchido por gases. c) isto ocorre na realidade uma 
vez que o som se propagará junto com a imagem da mesma. d) isto ocorre na realidade, pois as 
condições de propagação do som no espaço sideral são diferentes daquelas daqui da Terra. e) isto 
ocorre na realidade e o som será ouvido inclusive com maior nitidez, por não haver no meio material 
no espaço sideral. 
 
 
 
 
 
4
4
INFORMAÇÕES COMPLEMENTARES: 
 
Para t ≤ 30 oC : c (m/s) = 331,4 + 0,607 T [oC] Para t > 30 oC : c[m/s] = 331,4 . 
273
)(1
0 CT
+ 
 
2
0
log.10 





=
P
PNPS onde P0 = 2.10-5 [N/m2]. NIS = 10 log (I/Io), onde Io = 10-12 [W/m2] 
 
∑
=






=+++
n
i o
i
O
n
OO I
I
I
I
I
I
I
I
1
21
...... 








+++=











= ∑
=
101010
1
10...1010log10log10
21 nxxxn
i o
i
I
I
NIS 
 
PT = {[20 log (σ*f)] – 47,4} [dB] Onde: σ = densidade superficial da parede [Kg/m2] 
f = freqüência sonora incidente hi ∗= ρσ ( ) hA
hmhm
SUP
i
∗
∗
=∗
∀
=σ 
 
R = Nse - Nsi = E + 10 log (A/S) [dB] [ ]dB d
Qlog.1052NIT 





+= 
 
(Eq. Rathe) 1;log1013 ≥+=∆ NparaNN 
V
fN δλ
δ 22
== Obs.: (1) ∆N máx = 24 dB; (2) p/ N = 0, ∆N = 6dB 
11,0;log513 <≤+=∆ NparaNN 
 
δ = (a + b) – d λ = VT ∴ λ = V/f , pois f = 1/T N( r ) = N(r0) - 10 log. (r/r0)2 - ∆N 
 
Campo livre 
e 
diretividade 
Sem considerar a diretividade Considerando a diretividade 
 ( ) ( )20 log1011,),( rdBrNWSdBrNIS −−= ( ) ( ) ( )θlog10log1011,),( 20 +−−= rdBrNWSdBrNIS 
Fator de 
Diretividade 
(�) 
Q=1 (fonte puntiforme, fp); Q=2 (fp sobre plano reflexivo); Q=4 (fp sobre dois planos em ângulo reto); Q=8 (fp 
sobre 3 planos que formam ângulo reto entre si); 
 
Barreiras Acústicas (Eq. Farina) Fonte Pontual Fonte Linear 
Barreira com altura “h” e L = ∞∞∞∞ ( )NLBI 203log10 +=∆ , para N > 0 ( )NLBI 5,53log10 +=∆ , para N 
> 0 
Barreira com altura “h” e L = 
finito 





++−∆=∆
21
1log10
N
N
N
NLL BIBF , para N, N1 e N2 > 1 
 














+++=




















= ∑
=
101010
1
10...10101log101log10
21 NL
i
L
i
L
i
N
i o
i ttt
TI
I
T
Leq
 
 
Frequência 
(Hz) 
63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 
� (dB) -26,2 -16,1 -8,9 -3,2 0,0 +1,2 +1,0 -1,1 
 
 
5
5
 
Correção do ruído de tráfego para veículos 
% de veículos pesados e 
veículos de transporte � (7] (20] (35] (47) [60) [73) [87) [100) 
Correção em dB 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 +7 
 
Velocidade do conjunto 
(kmh-1) (33] (47] (53] 60 [67) [73) [80) [87) [93) 
Correção em dB -4 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 
 
% de inclinação da via 0 [2) [4) [6) 
Correção em dB 0 +1 +2 +3 
 
( ) 52tanh2log20 +





=∆
N
N
LBI
pi
pi
 
para (-0,2�N�26) e �LBI = 0 para os demais valores 
de N (Eq. Kurze) 
 
( )






−=∆ ∑
=
∆
−
N
i
L
BF
i
L
1
1010log10 
( ) ( ) ( )






++−=∆
∆
−
∆
−
∆
−
101010
21
101010log10
LLL
BFL 






=
t
E 1log10
 
1010
1
iLi
t = 
∑
∑
=
=
= N
i
i
N
i
ii
S
St
t
1
1
 
 
τρα ++=1 
 
∑
∑
=
i
ii
médio S
S.t
t
vpm
vvppmm
SSS
tStStS
++
++
= E = 10 log (1/tmédio) ti = 1/10Ei/10 Ei = 10 log (1/ti) 
 
SFTR
A ∀= 161,0 ∀++= ∑ ∑
= =
xnaSaA
M
i
Q
i
jjii
1 1
 Se tORC - tRR  < 0,1 segundos, � OK! A
TRSF
∀
=
161,0
 ( )α−− ∀= 1ln161,0STRNE S
S
S
S
N
ii
N
i
N
ii ∑
∑
∑
=
=
=
==
11
11
11
αα
α 
( )[ ]∑
=
−−
∀
= N
i
ii
MS
S
TR
1
1ln
161,0
α
 
 
( )
4
20001000500250 αααα +++
=NRC 
S
∀
= 4l 
c
t
l
= 
cS
t
∀
=
4
 )1ln()10ln(6 α−=− TRc
l
 
2






=
pmédia
pmáxQ QAdC 141,0= QRdC 141,0= TR
QdC
∀
= 057,0 24 r
WID pi
= 
R
WIR
4
= ( ) ( )ααα −=−= 11 ASR RD III += 




+=−
Rr
QdBNWSdBNIS 4
4
log10)()( 2pi 






=
o
i
W
WNWS log10 )1( α−=−= IAIR IIII I
A
=α 
( )
I
TA +
=α 
2
1
2log10 





=∆
r
rNIS