Intensitat del so: llei de quadrats inversos

1 · Prediu

Un altaveu emet so uniformement. Quan dobles la teva distància a la font, què passa amb la intensitat?

• La intensitat baixa a 1/2: decau linealment amb la distància.
• La intensitat baixa a 1/4: decau amb el quadrat de la distància.
• La intensitat es queda igual independentment de la distància.

2 · Configura

1. Obre el predefinit «Intensitat del so» i prem Restableix. La font radia 0.05 W en totes direccions (escampament esfèric).
2. Activa la lectura d'intensitat a l'observador.
3. Defineix la distància de l'observador a la font per a cada prova i enregistra la intensitat.

3 · Recull dades

Representa la intensitat I (eix y) contra 1/r² (eix x) per a les tres proves. La línia és recta i passa per l'origen?

4 · Analitza

1. Per a una prova, calcula I = P/(4πr²) amb P = 0.05 W, expressant la resposta en µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Compara-ho amb la taula.
2. Explica, amb l'àrea de la superfície d'una esfera 4πr², per què la potència sonora escampant-se cap enfora fa caure la intensitat com 1/r² i no com 1/r.

5 · Amplia

1. Doblar la distància divideix per quatre la intensitat, però la sonoritat (en decibels) només sembla baixar una quantitat fixa cada cop que la distància es dobla. Mira l'experiment «L'escala de decibels»: quin tipus de funció converteix una relació d'intensitat ×4 en una diferència fixa de dB?
2. Aquest experiment assumeix que la font radia per igual en totes direccions. Un megàfon en canvi concentra el so en un con estret. Com esperaries que canviés la llei 1/r² per a una font centrada a la mateixa distància?

La física al darrere d'aquest experiment

← Torna a l'experiment

138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles