INTENSIDAD DEL SONIDO SONORIDAD
FÍSICA DE 2º DE BACHILLERATO
ACT 161 PROYECTO ACHIMAGEC
INTENSIDAD DEL SONIDO: SONORIDAD. PARA FÍSICA DE 2º DE BACHILLERATO:
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ESTE MATERIAL SIGUE EL PROCESO DETERMINADO POR:
El sonido consiste en la propagación de una vibración.
Es una vibración o perturbación mecánica de algún cuerpo que se propaga en forma de ondas a través de cualquier medio material elástico.
Es una onda mecánica, necesita un medio material para propagarse, no se propaga en el vacío.
Es una onda longitudinal. Consiste en sucesivas compresiones y dilataciones del medio de propagación producidas por un foco el movimiento vibratorio. Al paso de la onda, el medio experimenta variaciones periódicas de presión.
Subjetivamente el sonido es la sensación que experimenta el órgano del oído debido a la vibración de algún cuerpo.
Objetivamente es el movimiento ondulatorio el que produce esa sensación.
El oído humano puede percibir, oir, los sonidos de frecuencias comprendidas entre 20 Hz y 20000 Hz. Los inferiores a 20 Hz, se conocen como infrasonidos y los superiores a 20000 Hz como ultrasonidos.
La intensidad de un movimiento ondulatorio viene dada por:
INTERESA COMPLETAR ESTE CONTENIDO DE INTENSIDAD EN EL SIGUIENTE ENLACE: ENERGÍA E INTENSIDAD DEL MOVIMIENTO ONDULATORIO
Por lo general, la intensidad del sonido es muy pequeña en relación con otros movimientos vibratorios. La intensidad del sonido que emite una persona hablando normal es de una magnitud de 10-8 Wm-2. La audición es posible gracias a la gran sensibilidad de nuestro oído, que no es ni siquiera el más sensible en el mundo animal.
Por otro lado no existe proporcionalidad entre la intensidad de un sonido y la sensación sonora subjetiva del mismo. Para que una persona aprecie que el volumen de un sonido es el doble que otro sonido, la intensidad del mismo debe ser diez veces mayor:
La relación entre la intensidad de un sonido y la sensación percibida es logarítmica.
Se define la sensación sonora o sonoridad (β) de un sonido de intensidad I, expresada en decibelios (dB), viene dada por la expresión:
donde I0 es la intensidad de referencia, umbral de audición para el oído humano, I0 = 10-12 W m-2, es decir la intensidad mínima por debajo de la cual el oído no percibe sonido.
La sonoridad se determina mediante un aparato electrónico denominado sonómetro.
Un valor de cero dB equivale al umbral de audición.
120 dB equivalen al umbrar de dolor. ya que la intensidad para este dolor es de 1 W·m-2.
Si la intensidad de un sonido es 10 veces la intensidad umbral (I0) su sonoridades de diez decibelios.
Como consecuencia del logaritmo, si la intensidad de multiplica por diez, la sonoridad incremente su valor 10 dB.
EJERCICIO F4BE2917:
Justificar que no existe proporcionalidad entre la intensidad de un sonido y la sensación sonora subjetiva del mismo, utilizando el ejemplo de tres motocicletas que producen un ruido cuya sonoridad es de 90 dB y planteándose si cuatro motos producirían una sonoridad de 120 dB.
SOLUCIÓN DEL EJERCICIO:
Si fuera proporcional la sonoridad, cada una de las motos produciría una sonoridad de 30 dB.
La intensidad de cada una de las motos será la tercera parte de la intensidad de las tres motos.
Siendo I1 la intensidad de cada una de las motos.
Por ello, el número de motos que se necesitan para alcanzar los 120 dB
Notar que además y teniendo en cuenta que la sonoridad sigue una escala logarítmica, para pasar de 90 a 100 dB, el número de motos (que son tres) debe multiplicarse por 10 (30 motos); de 100 a 110 dB se necesita diez veces la cantidad anterior (300 motos); para pasar de 110 a 120 dB se necesita diez veces la cantidad anterior (3000 motos).
EJERCICIO F4BE2918:
Dos sonidos, de 30 y 40 dB, se emiten a la vez. Hallar la intensidad del sonido resultante y su sonoridad.
Tener en cuenta que la intensidad del sonido resultante es la suma de las intensidades.
SOLUCIÓN DEL EJERCICIO:
Teniendo en cuenta:
Notar que claramente las sonoridades no son sumativas.
DATO: I0 = 10-12 W m-2
ASPECTOS DE INTERÉS:
OÍDO HUMANO:
El oído humano es capaz de detectar una gama amplísima de intensidades, de lo que debemos maravillarnos:
-
-
- desde una intensidad de 10-12 W·m-2 (0 dB), umbral de audición humana apenas perceptible,
- hasta una intensidad de 100 W·m-2 (140 dB), doloroso, la sirena de un transatlántico a 15 m.
-
«… y eso teniendo en cuenta que no es el mejor oído del reino animal.»
EJERCICIO F2BE2993:
Hallar la sonoridad de un sonido que tiene una intensidad de 10-12 W·m-2.
DATO: I0 = 10-12 W m-2
EJERCICIO F2BE2994:
Hallar la sonoridad de un sonido que tiene una intensidad de 102 W·m-2.
DATO: I0 = 10-12 W m-2
EJERCICIO F2BE2995:
Hallar la intensidad de un sonido que tiene una sonoridad de 120 dB.
DATO: I0 = 10-12 W m-2
EJERCICIO F2BE2996:
Un perro ladra y su dueña lo oye a una distancia de 10 metros con una sonoridad de 30 dB.
a.- Calcular la intensidad del ladrido que llega a la chica cuando está a 10 metros.
b.- Calcular la intensidad del ladrido que llega a la chica si se aleja 100 m del perro.
c.-Calcular la sonoridad con la que la chica percibe el sonido si se aleja hasta 100 m del perro.
d.- Calcular la potencia del ladrido.
e.- Hallar la distancia a la que tendría que alejarse del perro para no percibir el ladrido.
DATO: I0 = 10-12 W m-2
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EJERCICIO F2BE3215:
Sea una fuente puntual sonora que emite en todas direcciones. Un observador situado a 4 m de dicha fuente mide un nivel de intensidad sonora de 49 dB, siendo Ι0 = 10-12 w/m2 la intensidad umbral. Calcule:
a) La intensidad sonora recibida por el observador y la potencia con la que emite la fuente puntual.
b) La distancia a la que debe situarse el observador para que el nivel de intensidad sonora percibido se reduzca a una cuarta parte.
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