Enunciado
Física - Okuno - Física para Ciências Biológicas e Biomédicas- Ed: 1º - Capítulo 15.Problemas - Ex. 13
Dois alto-falantes, separados por uma distância , oscilam em fase, isto é, o deslocamento dos elementos de volume do ar é igual a zero no instante para ambos os alto-falantes.
O ouvinte está alinhado com os dois alto-falantes, que emitem uma nota de . A intensidade da onda de cada alto-falante no ponto em que está o ouvinte é de . Determine:
a) Os dois menores valores de para os quais o ouvinte não ouvirá qualquer som proveniente dos alto-falantes
b) Os dois menores valores de para os quais o ouvinte ouvirá um som com a máxima intensidade
c) O valor da máxima intensidade
d) O nível de intensidade correspondente ao item c
Passo 1
Vamos que vamos
Pra começar, vamos encontrar o comprimento de onda, ele vai ser útil aqui. Sabemos que
Onde é a velocidade do som, que vale
Então:
Agora sim, vamos lááá
Passo 2
a) Aqui vamos usar a fórmula de interferência destrutiva de ondas, que é
Substituindo os valores, vamos ter:
Como queremos os 2 menores valores de , vamos pegar os menores valores de :
Então, esses são os 2 menores valores de para os quais o ouvinte não vai escutar nadica de nada
Passo 3
b) Para esse item, vamos usar a interferência construtiva, que a fórmula é
Substituindo o comprimento da onda:
Pegando os 2 menores valores de :
Então, esses são os menores valores de para o ouvinte ouvir com a maior intensidade
Passo 4
c) Aqui, vamos usar a fórmula
Mas quem é ?
Podemos escrever
Essa equação nos dá a amplitude resultante quando temos duas ondas de amplitudes e e fases e
Vamos isolar na primeira equação e substituir na segunda:
Substituindo:
Passo 5
Nesse ponto a gente até se assusta com aquela equação gigante, mas calma que dá pra simplificar bem
Com as ondas estão em fase, vamos ter
Cortando o denominador:
Mas temos que ! Isso foi dado pelo enunciado
Então:
Boaaa! Vamos pra última
Passo 6
d) Agora só queremos o nível sonoro, que é calculado assim:
Então
Resposta
a) 0,34 m e 1,02 m
b) 0 m e 0,68 m
c)
d)