Exercícios sobre nível de intensidade sonora
(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
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
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
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
(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
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.
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
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
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 “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