Intensidad sonora

Published On Feb-15-2018

Transcripción

Sin duda estaremos expuestos a fuentes sonoras durante largos períodos de tiempo. Por lo tanto, es vital utilizar protección para nuestros oídos. De lo contrario, podríamos llegar a experimentar daños permanentes por la fuerza ejercida sobre ellos.

Pero, ¿qué es lo que determina la amplitud de la onda sonora y, por lo tanto, su volumen? ¿Por qué el sonido pierde este volumen conforme se aleja de la fuente? A continuación discutiremos las respuestas a estas interrogantes.

Todas las ondas, ya sean electromagnéticas o mecánicas, transportan energía. El sonido no es la excepción. Para crear una onda, es necesario realizar trabajo (Figura 5.30). Por ejemplo, para crear una onda de sonido, es necesario desplazar moléculas de aire una distancia d, aplicando una fuerza F.

La energía presente en la onda está relacionada no sólo con el trabajo realizado, sino con la cantidad de tiempo durante la cual se realiza el trabajo. Por lo tanto, existe también una potencia. Es aquí donde entra en juego el concepto de intensidad sonora.

Figura 5.30: Relación entre trabajo, potencia e intensidad

La intensidad sonora se refiere a cuánta potencia P es transportada por una onda que cubre un área A. Por lo tanto, la unidad de intensidad es watt sobre metro cuadrado. Cuanto mayor sea la potencia, mayor será la intensidad. Cuanto mayor sea el área sobre la cual se distribuye una misma potencia, menor será la intensidad.

A modo de ejemplo, calculemos la cantidad de energía que los rayos del sol entregan a un panel solar con un área de un metro cuadrado, en un tiempo de una hora. La intensidad promedio de la luz solar sobre la superficie terrestre es de 700 watts sobre metro cuadrado.

En primer lugar, utilizamos la fórmula de intensidad. Luego, sustituimos la potencia por su equivalente, el trabajo dividido entre el tiempo. En este caso, simbolizaremos el trabajo con la letra E, pues lo que buscamos es la energía en joules. Ahora, despejamos la energía, que equivale a la intensidad por el área por el tiempo. Sustituimos los valores dados para obtener que la energía entregada al panel solar es de 2520 kilojoules.

Figura 5.31: Solución del problema

La intensidad de una onda acústica es llamada intensidad sonora y está directamente relacionada con el volumen percibido, como estudiaremos a continuación.

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