Enunciado

Uma onda sonora no ar a 20 °C tem uma frequência igual a 320 Hz e uma amplitude de deslocamento igual a 5,0 X 10-3 mm. Para essa onda sonora, calcule: (a) a amplitude da pressão (em Pa); (b) a intensidade (em W/m2 ); (c) o nível da intensidade sonora (em decibéis).

Passo 1

Fala galera, bora lá! Neste exercício consideremos uma onda sonora no ar a 20°C com uma frequência igual a f = 320   H z e uma amplitude de deslocamento igual a a = 5,0 × 10 - 6   m .

(a) Neste item vamos determinar a amplitude da pressão em (Pa).

Sabemos que o número de onda é dado por:

k = 2 π f v

Passo 2

Onde v = 344   m / s é a velocidade do som no ar, logo:

k = 2 π 320 344 = 5,84   r a d / m

Pela equação (16.5) da secção 16.1, temos que:

P = B k A = 1,42 × 10 5 5,84 5,0 × 10 - 6

Portanto, podemos concluir que a amplitude da pressão em (Pa) vale:

P = 4,15   P a

Passo 3

(b) Neste item vamos determinar a intensidade em (W/m²).

Pela equação (16.14) da secção 16.3 do capítulo 16 temos que:

I = P 2 2 ρ v

Passo 4

Onde v = 344   m / s é a velocidade do som no ar, ρ = 1,2041   k g / m 3 (a 20°C) e no passo 2 determinamos que P = 4,15   P a , assim temos que:

I = 4,15 2 2 1,2041 344

Portanto, podemos concluir que a intensidade em (W/m²) vale:

I = 0,0207   W / m 2

Passo 5

(c) Neste item vamos determinar o nível da intensidade sonora em (dB).

Pela equação (16.15) da secção 16.8 do capítulo 16 temos que:

β = 10 log ⁡ I I 0

Onde, já determinamos I no passo 4 e I 0 = 10 - 1 2   W / m ² é a intensidade de referência, assim temos que:

β = 10 log ⁡ 0,0207 10 - 12

β = 103,16   d B

Resposta

  1. A amplitude da pressão em (Pa) vale P = 4,15   P a
  2. A intensidade em (W/m²) vale I = 0,0207   W / m 2
  3. O nível da intensidade sonora (em decibéis) é β = 103,16   d B

Exercícios de Livros Relacionados

Uma onda sonora plana harmônica de comprimento de onda λ incide perpendicularmente sobre um anteparo opaco com três fendas igualmente espaçadas, de espaçamento d ≫ λ . Para pontos de observação P situ
Suponha que o pulso que se desloca para a esquerda no Exercicio 15.28 esteja abaixo do nivel da corda não esticada, em vez de acima. Desenhe os mesmo diagramas que voce desenhou naquele exercicio.
Dois pulsos ondulatórios triangulares estão se aproximando em uma corda esticada, como indicado na Figura 15.33. Os dois pulsos são identicos e se deslocam com velocidade igual a 2,0 cm/s. A distancia
Um pulso ondulatório deslocando-se sobre uma corda t = 0 possui as dimensões indicadas na Figura 15.31. A velocidade da onda é igual a 40 cm/s. a) Se o ponto O for uma extremidade fixa, desenhe a onda
A Figura 15.35 mostra dois pulsos ondulatórios retangulares se aproximando em sentidos contrários em uma corda esticada. A velocidade de cada pulso é igual a 1,0 mm/s, e a figura indica a largura e a