Biofisica del sonido (intensidad)

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GIANCOLI, “Física 2: Principios con aplicaciones”. Sexta edición.
¿Qué es la intensidad?
Es una sensación física 
Mensurable (puede ser medida);
Relacionada con la energía sonora que 
cruza un área en relación al tiempo 
(W/m2)
No proporcionada directamente al 
volumen audible sino en relación 
logarítmica. 
• P= Potencia (watts)
• A= Área zona de recorrido de la onda 
sonora, se determina en [4∏.r2], porque al 
salir en todas las direcciones las ondas 
sonoras son esféricas y la fuente emisora 
queda en el medio de la esfera. En (m2)
• I (Intensidad)= P/A, por ende (W/m2) 
Mas conceptos:
Intensidad
El volumen no es proporcional a la 
intensidad, para producir un sonido que 
suene 2 veces mas fuerte hay que aumentar 
hasta 10 veces la intensidad. 
(una intensidad de 10-4 W/m2 suena la mitad de fuerte 
que de 10-3 W/m2 y esta la mitad que 10-2 W/m2 y 
así sucesivamente)
Hay relaciones logarítmicas, no proporcionales: El doble 
de un decibelio, representa el cuadrado de la potencia de 
intensidad.
Pág 325, GIANCOLI:
…“también hay que notar que un incremento en intensidad por 
un factor de 10 corresponde a un incremento en el nivel del 
sonido de 10 dB. Un aumento en intensidad por un factor de 
100 corresponde a un aumento en el nivel del sonido de 20 
dB. Por tanto, un sonido de 50 dB es 100 veces más intenso 
que un sonido de 30 dB, y así sucesivamente.”
• Si el B= 3 (30 dB) → e3→ I = 103 (o 1000) W/m2
• Si el B= 5 (50 dB) →e5 → I= 105 (o 100000) W/m2
Nivel de intensidad del sonido 
(BETA)
Sensación subjetiva del sonido sumado a la cantidad 
mensurable (intensidad).
• Su unidad es el Bel (B) o mas comúnmente su décima 
parte Decibel (dB) = 1/10 Bel.
• El nivel de sonido se define en términos de su intensidad 
y con logaritmo en base 10.
• I0= Intensidad mínima audible (10-12 W/m2 ).
• La intensidad disminuye a medida que un sonido se 
aleja de la fuente de origen.
¡El nivel lo consideramos en base al oído 
humano!
Detector sensible de sonidos, transforma las ondas 
vibratorias en energía eléctrica que viaja al cerebro.
• Oído externo: ondas sonoras provenientes del exterior, 
viajan por el canal auditivo hacia el tímpano que vibra en 
respuesta a las ondas que lo golpean.
• Oído medio: contiene al martillo, yunque y estribo, que 
transfieren las vibraciones del tímpano al oído interno en la 
ventana oval. 
• Oído interno: canales semicirculares importantes para el 
control del equilibrio, y la cóclea llena de líquido donde la 
energía vibratoria de las ondas sonoras se transforma en 
energía eléctrica y es enviada al cerebro
Recuerdo anatómico:
• Oimos frecuencias entre los 20 Hz a los 20000 Hz (20 kHz)
FON
• Es una unidad para medir nivel de sonido, o 
percepción sonora; equivale a la sensación 
que produce una frecuencia de 1000 hercios 
(Hz) e intensidad 10-12 W/m2; se utiliza para 
medir la diferencia entre las sensaciones 
sonoras producidas por dos sonidos de 
intensidades distintas. 
¡Igual que el dB!
Ejemplos:
¿Cómo aplicamos la relación?
En la esquina de una calle
con tránsito intenso, el nivel del sonido 
es de 70 dB. ¿Cuál es la intensidad del
sonido en ese lugar?
• Recordamos: 
IO= 10-12 W/m2
dB= 1/10 Bel → 7B
Resolución:
10B/10 = I/I0
“Reemplazo de valores”
1070/10 = I/10-12 W/m2
(10x106) x (I/10-12 W/m2) = I
I=1x10-5 W/m2
Según los anuncios publicitarios, una
bocina de alta calidad es capaz de reproducir, a todo 
volumen, frecuencias desde 30 hasta 18,000 Hz con 
un nivel sonoro uniforme de ; +/- 3 dB (es decir, en 
este rango de frecuencias, la salida del nivel de sonido 
no varía más allá de 3 dB). ¿En qué factor cambia la 
intensidad para superar 3 dB en la salida del nivel de 
sonido?
• Nuevos datos.
_B1= < 3 dB.
_I1=Cualquier intensidad que al logaritmo no supere los 3 dB
_B2 = > 3 dB.
_I2= 10log > 3 dB
Resolución:
“Reemplazo de valores”
3dB / 10= [(log I2 / 1x10-12 W/m2) – (log I1/ 1x10-12 W/m2)]
0.3 B=(log I2 / I1)
100.3 B= I2/I1 R= 1.995 (Redondeamos en 2)
El nivel de sonido medido a 30 m de
un jet es de 140 dB. ¿Cuál es el nivel 
de sonido a 300 m?
• Planteo es, encontrar I1 con la ecuación de relación 
nivel intensidad y luego con esa I1 relacionarla con la 
nueva distancia y volver a aplicar la ecuación.
Resolución:
I= (1014 ) x (10-12 W/m2 )
I (a 30m)= 100 W/m2
• ¿Cuántos dB a 300m?
La intensidad disminuyen en función cuadratica de la distancia por 
100 veces su valor, si alejamos 10 veces mas la fuente de sonido la 
intensidad bajara 100 veces (un cuadrado) de su potencia.
A 300m (la décima parte) lo esperado es una disminución de 102 de la intensidad, 
dejándome 1 W/m2 de I1 .