Enunciado
Física - Young and Freedman - Vol 2- Ed: 12º - Capítulo 16.Problemas - Ex. 56
O som de um trompete se propaga uniformemente no ar, em todas as direções, a . A uma distância de do trompete, o nível da intensidade sonora é . A frequencia é . b) Qual é a amplitude do deslocamento? c) A que distancia o nível da intensidade sonora é igual a ?
Passo 1
a) Antes da gente calcular a amplitude de pressão, precisamos da intensidade da onda, vamos então usar a equação de intensidade sonora:
E substituir pelo valor dado na questão:
A intensidade é:
Agora é só isolar a amplitude de pressão na equação de intensidade:
Substituindo os valores para o ar a e a intensidade que acabamos de calcular:
Passo 2
b) Com a equação de amplitude de pressão:
A gente isola a amplitude de deslocamento:
E usamos , que é o módulo de compressão do ar. Além disso, precisamos fazer o ser substituído, vamos usar a relação:
E pela equação da velocidade da onda:
fica:
Colocando ele na equação da amplitude de deslocamento:
Substituindo todos os valores, já que temos a frequência:
Passo 3
Nesse caso, precisamos apenas da diferença entre os dois níveis de intensidade:
Reescrevendo e usando propriedades logarítmicas:
Substituindo o valor da diferença:
Usando a lei do quadrado inverso para podermos relacionar a intensidade com as distâncias:
Substituindo na equação:
Como a gente tem a distância para os , então temos . Usando a regra do tombo e passando os valores para direita para simplificar:
Assim:
Substituindo :