Enunciado
Física - Fundamentos de Física Volume 2 - Gravitação, Ondas e Termodinâmica - 10ª Edição - David Halliday, Jearl Walker e Robert Resnick- Ed: 10º - Capítulo 17.4 - Ex. 31
Ao "estalar" uma junta, você alarga bruscamente a cavidade da articulação, aumentando o volume disponível para o fluido sinovial no interior e causando o aparecimento súbito de uma bolha de ar no fluido. A produção súbita da bolha, chamada de "cavitação”produz um pulso sonoro: o som do estalo. Suponha que o som é transmitido uniformemente em todas as direções e que passa completamente do intenor da articulação para o exterior. Se o pulso tem um nívell sonoro de no seu ouvido, estime a taxa com a qual a energia é produzida pela cavitação.
Passo 1
A primeira coisa a se fazer é nalisar com cuidado as informações do enunciado. Fazer isso é muito importante para a resolução de qualquer questão de física!
Primeiro, a questão indica que o nível sonoro do pulso provocado pelo estalar de dedos é igual a:
, tal que é o nosso limiar de audição (mínima intensidade que conseguimos escutar). Esse limiar é igual a:
Da expressão anterior a gente obtém isso:
Passo 2
Beleza! Considerando a relação (sendo a potência e a área em que a onda se propaga), podemos afirmar que a onda sonora se propaga de forma que suas frentes de onda formam uma esfera de raio em determinado momento. Lembra do conceito de frentes de onda? Ele representa o conjunto de pontos da onda que estão em fase e a uma mesma distância da fonte.
Assim, para uma potência a intensidade é dada por Então, nesse caso, a gente pode trabalhar com a seguinte equação, sendo a distância da fonte (joelho) até o ouvido (aproximadamente):