16.21 A boca de um bebe esta a 30 cm de distância do ouvido do pai e a 1,50 m de distancia do ouvido da mãe. Qual é a diferença entre o nível da intensidade do som ouvido pelo pai e o nível da intensidade do som ouvido pela mãe?
A INTENSIDADE DO SOM OUVIDO PELO PAI É MAIOR DEVIDO ESTAR MAIS PROXIMO JA A INTENSIDADE DO SOM OUVIDO PELA MÃE É MENOR POR ELA SE ENCONTRAR UM POUCO MAIS LONGE.
O nível de intensidade sonora é dado por:
\(\beta=(10dB)*log(\frac{I}{I_0})\)
A diferença entre os niveis de intensidade é dado por:
\(\beta_p-\beta_m=(10dB)*log(\frac{I_p}{I_0})-(10dB)*log(\frac{I_m}{I_0})\)
\(\beta_p-\beta_m=(10dB)*[log(\frac{I_p}{I_0})-log(\frac{I_m}{I_0})]\)
\(\beta_p-\beta_m=(10dB)*[log(I_p)-log(I_0)-log(I_m)+log(I_0)]\)
\(\beta_p-\beta_m=(10dB)*[log(\frac{I_p}{I_m})]\) \((I)\)
A intensidade sonora é dada pela razão da potência pela área, então:
\(I_p=\frac{P}{A}\\ I_p=\frac{P}{4*\pi*r{_p^2}}\\ I_m=\frac{P}{A}\\ I_m=\frac{P}{4*\pi*r{_m^2}}\)
Substituindo na equação I, teremos:
\(\beta_p-\beta_m=(10dB)*[log(\frac{\frac{P}{4*\pi*r{_p^2}}}{\frac{P}{4*\pi*r{_m^2}}})]\)
\(\beta_p-\beta_m=(10dB)*[log(\frac{r{_m^2}}{r{_p^2}})]\\ \beta_p-\beta_m=(10dB)*[log(\frac{r{_m}}{r{_p}})^2]\\ \beta_p-\beta_m=(20dB)*[log(\frac{r{_m}}{r{_p}})]\)
Substituindo os dados do problema, faremos:
\(\beta_p-\beta_m=(20dB)*[log(\frac{1.5}{0.3})]\\ \beta_p-\beta_m=14 dB\)
Portanto, a diferença de niveis de intensidade sonora, é:
\(\boxed{\beta_p-\beta_m=14 dB}\)
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