Ondas y sonido
Intensidad sonora vs distancia
La intensidad cae como 1/r² — mueve el observador y observa cómo cambian I y L.
Intensidad sonora vs distancia — simulación interactiva de Ondas y sonido. La intensidad cae como 1/r² — mueve el observador y observa cómo cambian I y L. Laboratorio virtual de física gratuito en el navegador con mediciones SI en vivo y un tutorial guiado.
Intensidad inversa al cuadrado
La intensidad sonora disminuye como 1/r² desde una fuente puntual en tres dimensiones.
La potencia se reparte sobre una superficie esférica de área 4πr², así que I = P/(4πr²). Duplicar la distancia reduce la intensidad a la cuarta parte.
- Intensidad I = P/(4πr²)
- Intensidad I ∝ 1/r²
Informe de investigación
Planifique la pregunta antes de abrir el laboratorio.
El resumen refleja la página prerenderizada: la pregunta guía, las predicciones contrapuestas, los roles de las variables, las leyes que rigen, la preparación y las indicaciones de análisis y extensión permanecen visibles y en este orden.
Pregunta de conducción
Un altavoz irradia sonido por igual en todas direcciones. Si un oyente se aleja el doble, ¿cuánto disminuye la intensidad del sonido?
Predicciones para pesar
- La intensidad cae a 1/2; cae linealmente con la distancia.
- La intensidad cae a 1/4; cae con el cuadrado de la distancia.
- La intensidad permanece igual independientemente de la distancia.
Roles variables
Lo que configuraste:
- Distancia r (m)
Lo que mides:
- intensidad yo (µW/m²)
Cómo se desarrolla la investigación
- Abra el ajuste preestablecido de intensidad del sonido y presione Restablecer. La fuente irradia 0.05 W en todas direcciones (dispersión esférica).
- Habilite la lectura de intensidad en el observador.
- Establezca la distancia del observador desde la fuente para cada prueba y registre la intensidad.
Ecuación rectora
Ley del cuadrado inverso para la intensidad del sonido — I = P/(4πr²)
La energía irradiada por igual en todas direcciones se distribuye sobre una esfera de área 4πr². Por lo tanto, la intensidad (potencia por unidad de área) disminuye como 1/r² con la distancia desde la fuente.
Lo que la hoja de trabajo imprimible les pide a los estudiantes que resuelvan
- Para una prueba, calcule I = P/(4πr²) usando P = 0.05 W, expresando su respuesta en µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Compare con la tabla.
- Explique, usando el área superficial de una esfera 4πr², por qué la potencia sonora que se propaga hacia afuera hace que la intensidad disminuya como 1/r² en lugar de 1/r.
¿Dónde aparece esto más allá del laboratorio?
- Duplicar la distancia reduce a un cuarto la intensidad, pero el volumen (en decibelios) solo parece disminuir en una cantidad fija cada vez que la distancia se duplica. Mire el experimento de sonido y decibeles: ¿qué tipo de función convierte una relación de intensidad ×4 en una diferencia fija de dB?
- Este experimento supone que la fuente irradia igualmente en todas direcciones. En cambio, un megáfono concentra el sonido en un cono estrecho. ¿Cómo esperaría que cambiara la ley de intensidad 1/r² para una fuente enfocada a la misma distancia?
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Bienvenido a la intensidad sonora
- Selecciona el observador
- Pulsa Reproducir
- Más débil con la distancia
- Abre el panel de estudio
- ¡Lo lograste!
Abre la simulación interactiva para construir la escena, presiona Play y explora con mediciones en tiempo real y un tutorial guiado.
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Intensidad del sonido y decibelios