EXC081. (Unesp) Define-se a intensidade de uma onda (I) como potência transmitida por unidade de área disposta perpendicularmente à direção de prop...
Física
Exercícios Para o Conhecimento

Question

EXC081. (Unesp) Define-se a intensidade de uma onda (I) como potência transmitida por unidade de área disposta perpendicularmente à direção de propagação da onda. Porém, essa definição não é adequada para medir nossa percepção de sons, pois nosso sistema auditivo não responde de forma linear à intensidade das ondas incidentes, mas de forma logarítmica. Define-se, então, nível sonoro ( )β como 0 I 10log , I β = sendo β dado em decibels (dB) e 12 2 0I 10 W m .−= Supondo que uma pessoa, posicionada de forma que a área de 5 26,0 10 m− de um de seus tímpanos esteja perpendicular à direção de propagação da onda, ouça um som contínuo de nível sonoro igual a 60 dB durante 5,0 s, a quantidade de energia que atingiu seu tímpano nesse intervalo de tempo foi

a) 81,8 10 J.−
b) 123,0 10 J.−
c) 103,0 10 J.−
d) 141,8 10 J.−
e) 96,0 10 J.−

Ed · Answer

Para calcular a quantidade de energia que atingiu o tímpano da pessoa, podemos utilizar a fórmula:

E = P * t

Onde:
E = energia (em joules)
P = potência (em watts)
t = tempo (em segundos)

Para calcular a potência, podemos utilizar a fórmula:

β = 10 log (I / I0)

Onde:
β = nível sonoro (em decibels)
I = intensidade da onda sonora (em watts por metro quadrado)
I0 = intensidade de referência, que é igual a 1,0 x 10^-12 W/m^2

Podemos rearranjar essa fórmula para obter a intensidade da onda sonora:

I = I0 * 10^(β/10)

Substituindo os valores dados no enunciado, temos:

I = (1,0 x 10^-12) * 10^(60/10)
I = 1,0 x 10^-6 W/m^2

Agora podemos calcular a quantidade de energia que atingiu o tímpano da pessoa:

E = P * t
E = I * A * t
E = (1,0 x 10^-6) * (5,26 x 10^-3) * 5,0
E = 2,63 x 10^-8 J

Portanto, a alternativa correta é:

c) 10,3 x 10^-9 J.

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ONDULATÓRIA - Lista 4 - Aulas 9, 10 e 11 - ACÚSTICA CONCEITOS FUNDAMENTAIS, TIMBRE, ALTURA e INTENSIDADE SONORA (1)

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