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Exercícios sobre nível de intensidade sonora

Exercícios de Física

Estes exercícios tratam sobre a determinação do nível de intensidade sonora, que está relacionada à sensação que o som produz em nosso corpo. Publicado por: Joab Silas da Silva Júnior
questão 1

(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 
                  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

questão 2

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

questão 3

(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

questão 4

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

questão 5

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

respostas
Questão 1

LETRA “B”

A partir da equação para o cálculo do nível da intensidade sonora e sendo N = 120 dB, temos:

N = 10. log 
                  I0

120 = 10. log 
                      I0

12 = log 
              I0

 I  = 1012
I0           

I = 1012 I0

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Questão 2

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 
                  I0

90 = 10. log 
                    I0

9 = log 
            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

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Questão 3

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 =
    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.

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Questão 4

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 
                   I0

80 = 10. log 
                    I0

8= log 
           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

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Questão 5

LETRA “D”

Da equação que determina o nível sonoro, temos:

N = 10. log 
                  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

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