Questões de Acústica
Intensidade Sonora
1. A legislação brasileira proibe o uso de buzinas em regiões próximas a hospitais, escolas e dentro de túneis. Se um motorista buzinar dentro de um túnel com um nível de intensidade sonora igual a 90dB, considerando que a intensidade padrão do túnel o LSA.
Se 10 motoristas buzinarem dentro de um túnel, simultaneamente, com mesma intensidade sonora, qual será o nível de intensidade sonora dentro do túnel?
Para resolver este problema devemos considerar a equação que descreve a intensidade do nível sonoro, ou seja:
Lembrando que a intensidade sonora equivalente ao limiar da sensação audível (LSA) é igual a:
Usando estes dados e o que já foi dito no problema podemos calcular qual será a intensidade sonora de cada buzina:
Conhecendo a intensidade de cada buzina podemos descobrir a intensidade resultante das 10 buzinas funcionando simultaneamente:
Então basta calcularmos o nivel da intensidade sonora para as 10 buzinas:
Caso o estudante não tenha entendido as propriedades dos logaritmos utilizadas, consulte:
http://www.somatematica.com.br/emedio.php
Tubos sonoros
1. No tubo de Kundt, ilustrado abaixo, uma fonte sonora emite som na frequência de 825Hz. No interior do tubo existe uma quantidade de pó de cortiça, que fica acumulada em distâncias espaçadas de 20cm. Qual é a velocidade de propagação da onda sonora no tubo?
A distância de 20cm citada no problema equivale a distância entre dois nodos da onda sonora, pois nesses pontos a onda "deixa" espaço vago para que a matéria se acumule. Sabendo que o comprimento de onda equivale a distância entre 3 nodos, concluimos que o comprimento da onda sonora é 40cm. Sabendo isso, basta calcularmos a velocidade de propagação, já que conhecemos a frequência:
Efeito Doppler
1. Um trem bala passa apitando pela plataforma de uma estação. Uma pessoa que esta parada na plataforma ouve o silvo com frequência de 450Hz. Após a passagem do trem, a frequência do apito parece cair para 300Hz. Qual a velocidade com que o trem bala anda? Considera velocidade do som igual a 340m/s.
Utilizando a equação generalizada do efeito Doppler:
No primeiro caso, quando o trem se aproxima e o observador permanece parado:
No segundo caso, quando o trem se afasta e o observador permanece parado:
Para encontramos a velocidade do trem podemos isolar a frequência do som emitido pelo apito e resolver a equação, ou podemos dividir uma equação pela outra:
