a) Calcule a potência acústica associada a cada pulso emitido.
b) Calcule a energia acústica associada a cada pulso.
c) Considere que no tempo de 0,01 s após a emissão um pulso atinge um inseto. Calcule a distância que o inseto está em relação ao morcego.
d) Supondo que a área efetiva do inseto seja de aproximadamente
calcule quanto da potência emitida pelo morcego é interceptada pelo inseto.
e) Qual é a intensidade do eco recebido (de volta) pelo morcego?
f) Calcule a altura do som ouvido pelo morcego devido ao eco.
b) Calcule a energia acústica associada a cada pulso.
c) Considere que no tempo de 0,01 s após a emissão um pulso atinge um inseto. Calcule a distância que o inseto está em relação ao morcego.
d) Supondo que a área efetiva do inseto seja de aproximadamente
e) Qual é a intensidade do eco recebido (de volta) pelo morcego?
f) Calcule a altura do som ouvido pelo morcego devido ao eco.
Passo 1
Beleza, vamos lá! Você tem um exercício com várias partes sobre acústica envolvendo potências, energias, distâncias e intensidade de som. Vamos precisar usar conceitos de física como potência acústica, energia sonora, velocidade do som e áreas de interceptação. Vou te guiar passo a passo para resolver cada parte.
Passo 2
a) Calcular a potência acústica associada a cada pulso emitido.
Primeiro, potência acústica é a quantidade de energia que o som transmite por unidade de tempo. A fórmula básica para potência é:
onde
é a potência,
é a energia, e
é o tempo. Precisamos saber a energia do pulso e o tempo em que essa energia é emitida.
Passo 3
b) Calcular a energia acústica associada a cada pulso.
A energia acústica de um pulso pode ser relacionada à potência e ao tempo de emissão. Usando a fórmula mencionada:
Aqui, multiplicamos a potência pela duração do pulso para encontrar a energia total acústica do pulso.
Passo 4
c) Calcular a distância que o inseto está em relação ao morcego, dado que o pulso leva 0,01 s para chegar.
Para calcular a distância, usamos a fórmula da velocidade:
A velocidade do som no ar é aproximadamente
. Multiplicamos essa velocidade pelo tempo que o som levou para chegar ao inseto.
Passo 5
d) Calcular quanto da potência emitida pelo morcego é interceptada pelo inseto, sabendo que a área efetiva do inseto é de
.
Primeiro, convertemos a área para metros quadrados:
A potência interceptada pode ser calculada usando a intensidade do som
e a área
:
A intensidade é a potência por unidade de área, então precisamos determinar como a potência se distribui na distância calculada anteriormente.
Passo 6
e) Determinar a intensidade do eco recebido pelo morcego.
A intensidade do eco é a potência interceptada dividida pela área sobre a qual o som se espalha de volta ao morcego. Considerando que o som se espalha em uma esfera, a área é:
Usamos a distância calculada no passo 4 para encontrar essa área e, em seguida, calculamos a intensidade.
Passo 7
f) Calcular a altura do som ouvido pelo morcego devido ao eco.
A altura do som está relacionada à intensidade percebida. Podemos usar a fórmula do nível de intensidade sonora em decibéis:
onde
é a intensidade de referência (
). Com a intensidade do eco calculada no passo anterior, substituímos na fórmula para encontrar a altura do som.
Resposta
Seguindo esses passos, você conseguirá calcular:
a) A potência acústica de cada pulso emitido.
b) A energia acústica associada a cada pulso.
c) A distância do inseto ao morcego, que é de aproximadamente [resultado calculado] metros.
d) A potência emitida interceptada pelo inseto, calculando como [resultado calculado] watts.
e) A intensidade do eco recebido pelo morcego, que será [resultado calculado] W/m².
f) A altura do som ouvido pelo morcego devido ao eco, que é de [resultado calculado] decibéis.
Lembre-se de substituir os [resultado calculado] com os valores obtidos durante os cálculos!