Intensidade do som é a quantidade de energia que as ondas sonoras transferem, através de uma área, durante o intervalo de tempo de um segundo. Ela é usada para medir o fluxo de energia que é transportado por uma onda sonora. De acordo com o Sistema Internacional de Unidades, a intensidade do som é medida em unidades de W/m². Show
É provável que você já tenha ouvido falar sobre decibels (dB). Essa medida de intensidade sonora é usada para se comparar a intensidade de diferentes sons (de mesma frequência). O decibel é uma unidade derivada do bel (B), que é uma escala logarítmica que compara a intensidade de um som com a menor intensidade de som que pode ser observada pelo ser humano. Frequentemente a escala de bel é expressa em décimos de sua unidade, chamados de decibels. O decibelímetro é usado para medir a intensidade sonora.Antes de continuarmos, sugerimos a leitura do nosso artigo sobre o que é som, para que você possa compreender o conteúdo deste artigo com maior clareza. Como calcular a intensidade do som?A intensidade do som pode ser calculada se fizermos a razão da potência de uma onda sonora, ou seja, a quantidade de energia que ela emite a cada segundo, com a área cuja reta normal (uma reta que faz 90º com a superfície) é definida pela direção de propagação do som. Uma vez que as ondas sonoras são propagadas de maneira tridimensional, as fontes sonoras emitem sons no formato esférico, desse modo, a área pela qual as ondas sonoras transferem sua energia é proporcional a r² (r – raio da esfera) – o quadrado da distância entre o observador e a fonte emissora. Consequentemente, dizemos que a intensidade sonora é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre o observador e a fonte emissora. Ao afastarmo-nos de uma fonte sonora, a intensidade sonora diminui com o quadrado da distância entre a fonte e observador.
→ Fórmula da intensidade sonoraA fórmula utilizada para o cálculo da intensidade (I) das ondas sonoras relaciona a potência (P) da fonte emissora com a área circular (S) formada entre a fonte sonora e o observador. I – intensidade sonora (W/m²) P – potência da fonte emissora (W) S – área (m²) r – raio da área esférica (m) Antes de prosseguirmos, é interessante que você entenda as propriedades da escala logarítmica, portanto, acesse o nosso texto sobre logaritmo (clique aqui) e revise o assunto. Para escrevermos a intensidade sonora na escala de bel, devemos utilizar a seguinte relação: I0 – limiar da audibilidade I – intensidade sonora observada Exemplo: Considere uma onda sonora de intensidade igual a 9,8.10-5 W/m². Confira o cálculo de intensidade sonora dessa onda em decibels: Para realizar o cálculo acima, usamos duas propriedades do logaritmo: aquela na qual o expoente “sai” do logaritmo e aquela na qual a multiplicação dos logaritmos é igual à sua soma: De acordo com o cálculo que fizemos, a onda sonora de intensidade 9,8.10-5 W/m² equivale a um som de aproximadamente 80 dB. Essa intensidade de som é correspondente ao barulho que ouvimos quando nos encontramos próximos a avenidas com trânsito movimentado. Mas, afinal de contas, o que significa dizer que um som tem intensidade de 80 dB? Significa que a sua intensidade é 108 vezes maior que a intensidade do som mais fraco que podemos escutar (limiar audível: 10-12 W/m²), ou seja, 100 milhões de vezes mais intenso. De modo similar, um som de 30 dB é 100 vezes mais intenso que um som de 10 dB, uma vez que a diferença entre essas intensidades sonoras é de 20 dB (10.10). Veja também: Por que não conseguimos enxergar bem debaixo d'água?
Não pare agora... Tem mais depois da publicidade ;) Intensidade sonora e amplitudeA intensidade das ondas sonoras é proporcional à amplitude da onda sonora, e não à sua frequência, por isso dizemos que sons de grande intensidade são sons fortes, enquanto sons de baixa intensidade são chamados de sons fracos. Sons de grande intensidade são capazes de transferir grandes quantidades de energia a cada segundo, podendo causar danos à audição, por exemplo. Cuidado para não confundir as qualidades do som. Sons altos e baixos dizem respeito, respectivamente, a sons de alta frequência (sons agudos) e sons de baixa frequência (sons graves). Já os sons fracos e fortes estão relacionados com a intensidade do som, isto é, “volume alto” e “volume baixo”. Bels e decibelsComo as medidas de intensidade sonora caracterizam números muito pequenos, usamos uma medida que as relaciona com o menor som que pode ser ouvido pelos seres humanos. Essa medida é conhecida como bel. Essa medida logarítmica foi nomeada em homenagem ao inventor estadunidense Alexander Graham Bell. Em aplicações cotidianas, é bastante comum que utilizemos a décima parte de um bel, o decibel. O cálculo da intensidade sonora por meio da escala bel auxilia-nos na compreensão de como são os sons em diferentes intensidades sonoras, bem como os seus efeitos sobre o corpo humano. Veja também: Cinco coisas que você precisa saber sobre o som A escala de bels e decibels é bastante usada para comparar medidas de intensidade e energia, portanto, outras grandezas podem ser expressas de acordo com essa unidade. Um exemplo dessa utilização é a escala Richter, usada para comparar diferentes intensidades de terremotos. Tabelas de intensidades sonoras
Confira a tabela mostrada a seguir, que relaciona a intensidade sonora com os possíveis efeitos negativos à saúde humana. Os dados exibidos estão de acordo com as diretrizes da Organização Mundial da Saúde (OMS):
Fatos curiosos sobre a intensidade do som
Exercícios resolvidos sobre intensidade sonoraQuestão 1) Uma fonte sonora emite sons de 10-6 W/m². A intensidade desse som, na escala de decibels, é igual a: a) 60 dB b) 80 dB c) 120 dB d) 100 dB e) 50 dB Dados: I0 = 10-12 W/m² Gabarito: Letra A Resolução: Para resolvermos esse exercício, devemos utilizar a fórmula de decibels, que utiliza uma relação logarítmica: De acordo com o cálculo realizado, a intensidade desse som corresponde a uma intensidade de 60 decibels, desse modo, a alternativa correta é a letra A. Questão 2) Usando um decibelímetro, um técnico resolve fazer medições da intensidade sonora no interior e no exterior de uma sala de SPA, visando ao conforto dos hóspedes. Suas medidas indicam intensidades sonoras de 20 dB e 60 dB. Em posse dessas medidas de intensidade sonora, o técnico anota em sua tabela que o som de 60 dB, medido no exterior da sala de spa, é ____ vezes mais intenso que o som de 20 dB. Assinale a alternativa que completa corretamente a lacuna deixada na frase: a) 40 b) 3 c) 1.000 d) 10.000 e) 10 Gabarito: Letra D Resolução: A diferença de 1 bel (10 decibels) entre duas medidas indica que a magnitude de uma delas encontra-se a uma ordem de grandeza acima da outra, ou seja, é 10 vezes maior. Nesse caso, estamos lidando com decibels, e a diferença de decibels entre as duas medidas de intensidade sonora citadas no enunciado é de 40 dB, ou seja, 4 bels, logo, quatro ordens de grandeza (104). Portanto, o som de 60 dB é 10.000 vezes mais intenso que o som de 20 dB. Questão 3) À medida que nos afastamos de uma fonte emissora, a intensidade das ondas sonoras diminui. A uma distância d, mede-se uma intensidade sonora I. Desconsiderando qualquer obstáculo, qual deve ser a intensidade sonora medida, em função de I, para uma distância de 4d? a) I/4 b) I/16 c) 4I d) 12I e) 25I Gabarito: Letra B Resolução: Como sabemos, a intensidade sonora é inversamente proporcional ao quadrado da distância entre a fonte emissora e o observador. Desse modo, quando estamos a uma distância 4 vezes maior que d, a intensidade sonora medida nessa posição deve ser 16 vezes menor que aquela medida na distância d, logo, a alternativa correta é a letra B. Qual característica de uma onda sonora se relaciona com a intensidade do som?Essa intensidade está relacionada à amplitude da onda sonora: quanto maior a sua amplitude, maior será sua intensidade. Essa propriedade do som é medida em decibels: sons intensos são chamados de sons fortes, enquanto os sons de baixa intensidade são chamados de sons fracos.
Qual a característica principal de uma onda sonora?Características das ondas sonoras
As ondas sonoras transportam energia (mas não matérias) e sofrem movimentações de variadas espécies à medida que se difundem no ambiente. Em certos meios (gasoso, líquido ou sólido) elas se propagam a partir das variações da pressão e são longitudinais e tridimensionais.
Quais são as duas características que podem descrever uma onda sonora?O som é classificado como uma onda mecânica (precisa de um meio de propagação), longitudinal (possui a propagação paralela à vibração) e tridimensional (propaga-se em todas as dimensões).
Quais as características das ondas sonoras que determinam respectivamente as sensações de altura e intensidade do som * 1 ponto?Timbre é a qualidade que permite distinguir dois sons de mesma altura emitidos por fontes diferentes. Quais as características das ondas sonoras que determinam, respectivamente, as sensações de altura e intensidade do som? a) Freqüência e amplitude.
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