Um pequeno grupo musical emite potência acústica total P = 8,0×10^-2 W de forma aproximadamente isotrópica. A…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Comunicar, para públicos variados, em diversos contextos, resultados de análises, pesquisas e/ou experimentos, elaborando e/ou interpretando textos, gráficos, tabelas, símbolos, códigos, sistemas de classificação e equações, por meio de diferentes linguagens, mídias, tecnologias digitais de informação e comunicação (TDIC), de modo a participar e/ou promover debates em torno de temas científicos e/ou tecnológicos de relevância sociocultural e ambiental.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Um pequeno grupo musical emite potência acústica total P = 8,0×10^-2 W de forma aproximadamente isotrópica. A sala tem ruído ambiente equivalente a intensidade I_ruído = 2,0×10^-6 W·m^-2. Calcule (a) as intensidades I nos microfones colocados a r1 = 3,0 m e r2 = 0,50 m usando I = P/(4pr^2); (b) os níveis sonoros L = 10·log10(I/I0) com I0 = 1,0×10^-12 W·m^-2; (c) as razões sinal-ruído SNR = L - L_ruído e (d) discuta, com base física, as vantagens e limitações de aproximar o microfone da fonte e outras medidas para melhorar a recepção do sinal.
✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.
Resposta esperada
Cálculos: I1 = P/(4pr1^2)=0,08/(4p·3^2)=0,08/113,097˜7,08×10^-4 W·m^-2 ? L1=10·log10(7,08×10^-4/1×10^-12)˜88,5 dB. I2 =0,08/(4p·0,5^2)=0,08/3,1416˜2,55×10^-2 W·m^-2 ? L2˜104,1 dB. L_ruído=10·log10(2,0×10^-6/1×10^-12)=˜63,0 dB. SNR1˜88,5-63,0=25,5 dB; SNR2˜104,1-63,0=41,1 dB. Discussão: aproximar o microfone aumenta I segundo a lei do inverso do quadrado (ganho ˜20·log10(r1/r2)˜15,6 dB ao ir de 3,0 m para 0,5 m), melhorando SNR e reduzindo captação de reverberação relativa à fonte direta. Limitações: proximidade excessiva pode causar distorção ou proximidade de efeito; em ambientes ruidosos também recomenda-se microfone direcional, redução do ruído ambiental, tratamento acústico (absorção) e controle de ganho eletrônico para evitar saturação. Use filtros e posicionamento para equilibrar clareza e naturalidade do som.
Explicação
A solução apresenta os cálculos de intensidade sonora e níveis de pressão sonora de forma precisa, utilizando a fórmula adequada para cada situação. A discussão sobre a proximidade do microfone à fonte aborda os benefícios e limitações, considerando aspectos físicos relevantes como a captação de ruído e distorção. Além disso, sugere medidas práticas para otimizar a recepção do sinal em diferentes ambientes sonoros.
Raio-X da questão
intensidade sonora
avaliacao
intensidade sonora · logaritmo na física
Revisar fórmulas de intensidade e nível sonoro.
O aluno pode confundir a fórmula da intensidade sonora, aplicando incorretamente a distância ou a potência acústica.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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