Exercícios sobre nível de intensidade sonora
Estes exercícios tratam sobre a determinação do nível de intensidade sonora, que está relacionada à sensação que o som produz em nosso corpo.
(Cesgranrio) Quando a orelha humana é submetida continuamente a ruídos de nível sonoro superior a 85 dB, sofre lesões irreversíveis. Por isso, o Ministério do Trabalho estabelece o tempo máximo diário que um trabalhador pode ficar exposto a sons muito intensos. Esses dados são apresentados a seguir:
Nível sonoro (dB); 85; tempo máximo de exposição (h); 8
Nível sonoro (dB); 90; tempo máximo de exposição (h); 4
Nível sonoro (dB); 95; tempo máximo de exposição (h); 2
Nível sonoro (dB); 100; tempo máximo de exposição (h); 1
Observa-se, portanto, que a cada aumento de 5 dB no nível sonoro, o tempo máximo de exposição cai para a metade. Sabe-se ainda que, ao assistir a um Show de Rock, espectadores próximos às caixas de som estão expostos a um nível sonoro de 110 dB. O nível de intensidade sonora (N) é expresso em decibels (dB) por:
N = 10. log I
I0
I = intensidade sonora fornecida pela caixa de som; I0 = intensidade padrão, corresponde ao limiar da audição (para o qual N = 0). Para o nível de intensidade N = 120 dB, a intensidade sonora, fornecida pela caixa de som, deverá ser de:
a)1014 I0
b) 1012I0
c) 1200 I0
d) 120 I0
e) 12I0
Um estudante, após assistir a uma aula de Física sobre intensidade sonora, resolveu descobrir qual era o nível sonoro marcado na sala de sua casa quando o horário de tráfego de veículos na região onde mora era intenso. Um aplicativo de celular que simula um decibelímetro revelou que o nível sonoro era de 90 dB. Sabendo que a intensidade mínima que corresponde ao limiar da audição humana corresponde a 10 – 12 W/m2, determine, em W/m2, a intensidade sonora referente à medida feita pelo garoto:
a) 10 – 9
b) 10 – 6
c) 10 – 5
d) 10 – 3
e) 10 – 2
(FUVEST) O som de um apito é analisado com o uso de um medidor que, em sua tela, visualiza o padrão apresentado na figura a seguir. O gráfico representa a variação da pressão que a onda sonora exerce sobre o medidor, em função do tempo, em μs (1μs = 1 x10 – 6 s). Analisando a tabela de intervalos de frequências audíveis, por diferentes seres vivos, conclui-se que esse apito pode ser ouvido apenas por:
a) seres humanos e cachorros
b) seres humanos e sapos
c) sapos, gatos e morcegos
d) gatos e morcegos
e) morcego
Durante um jogo de futebol, a intensidade sonora é próxima de 80 dB. Supondo que, no momento do gol, a intensidade sonora torne-se 1000 vezes maior, qual é o valor do nível sonoro, em dB, no momento do gol?
a) 85 dB
b) 185 dB
c) 110 dB
d) 100 dB
e) 90 dB
Durante um show, a intensidade sonora nas proximidades do palco era de aproximadamente 1W/m2. Sabendo que a intensidade mínima para a audição humana é de 10 – 12 W/m2, determine o nível de intensidade sonora na região do palco:
a) 80 dB
b) 130 dB
c) 110 dB
d) 120 dB
e) 90 dB
LETRA “B”
A partir da equação para o cálculo do nível da intensidade sonora e sendo N = 120 dB, temos:
N = 10. log I
I0
120 = 10. log I
I0
12 = log I
I0
I = 1012
I0
I = 1012 I0
LETRA “D”
Aplicando a equação que determina o nível de intensidade sonora e sabendo que o nível medido foi de 90 dB, temos:
N = 10. log I
I0
90 = 10. log I
I0
9 = log I
I0
Das propriedades dos logaritmos, temos que o logaritmo da divisão corresponde ao logaritmo da subtração, portanto, log I = log I – log I0: I0
9 = log I – log I0
9 = log I – log 10 – 12
9 = log I - (-12) log10
Como log 10 = 1, temos:
9 = log I + 12
-3 = log I
I = 10 – 3 W/m2
LETRA “D”
Repare que o valor de 10μs indicado no gráfico corresponde à metade de uma onda completa. Portanto, o período dessa oscilação (T) (tempo necessário para a formação de uma onda) corresponde a 20μs. Sabendo que a frequência é o inverso do período, temos:
f = 1
T
f = 1
20 x 10 – 6
f = 1
2 x 10 –5
f = 0,5
10 – 5
f = 0,5 x 10 5 = 5 x 104 = 50.000 Hz
Esse valor de frequência, de acordo com a tabela, só pode ser percebido por gatos e morcegos.
LETRA “C”
Para essa questão, aplicaremos a equação para a determinação do nível da intensidade sonora. Usaremos N e I para o nível sonoro e intensidade antes do gol, bem como N' e I' para nível sonoro e intensidade depois do gol.
Antes do gol:
N = 10. log I
I0
80 = 10. log I
I0
8= log I
I0
No momento do gol:
N' =10. log I'
I0
N' = 10.log 1000 I
I0
N' = 10 (log I + log1000 )
I0
N' = 10 (8 + 3) = 110 dB
LETRA “D”
Da equação que determina o nível sonoro, temos:
N = 10. log I
I0
N = 10. log 1
10 - 12
Das propriedades dos logaritmos, temos que o logaritmo da divisão corresponde ao logaritmo da subtração, portanto:
N = 10.(log1 – log10- 12)
N = 10.(log1 + 12 log10)
Sabendo que log1 = 0 e log 10 = 1, temos:
N = 10.(0+12)
N = 120 dB