Um alto falante produz um som com potência média de 100 W . Suponha que as frentes de onda se propaguem esfericamente em todas as direções a partir do alto falante.
a) Determine a intensidade
e o nível de intensidade sonora
percebido a
de distância do alto falante.
b) Sabe-se que o tímpano de uma pessoa adulta tem formato circular de diâmetro
. Qual é a potência média
fornecida para o tímpano?
c) Para um som típico com frequência de 300 Hz , calcule a amplitude (
) dessas ondas sonoras (que é a amplitude de deslocamento das moléculas de ar).
a) Determine a intensidade
b) Sabe-se que o tímpano de uma pessoa adulta tem formato circular de diâmetro
c) Para um som típico com frequência de 300 Hz , calcule a amplitude (
Passo 1
O enunciado diz que um alto‐falante irradia potencia média
W em todas as direções, formando frentes de onda esféricas. Precisamos calcular:
– (a) a intensidade sonora e o nível de intensidade
a
m;
– (b) a potência média recebida pelo tímpano de diâmetro
mm;
– (c) a amplitude de deslocamento das moléculas de ar para frequência
Hz.
– (a) a intensidade sonora
– (b) a potência média
– (c) a amplitude de deslocamento
Passo 2
A intensidade sonora a uma distância
de uma fonte pontual que irradia potencia
esfericamente é
Para
W e
m:
Passo 3
O nível de intensidade sonora
em decibéis é dado por
onde
W/m
. Logo,
Passo 4
O tímpano é aproximadamente circular de diâmetro
mm, ou seja raio
A sua área é
A potência média incidente é
Passo 5
Para uma onda sonora de frequência
Hz, a intensidade também pode ser escrita como
onde
kg/m
é a densidade do ar,
m/s a velocidade do som e
rad/s. Despejando
:
Resposta
(a)
W/m
e
dB
(b) W
(c) m
(b)
(c)