Ondas e som
Escala de decibéis no ouvido
Fonte mais alta eleva o nível em dB a distância fixa.
Escala de decibéis no ouvido — simulação interativa de Ondas e som. Fonte mais alta eleva o nível em dB a distância fixa. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
escala de decibéis
A escala de decibéis comprime um enorme alcance de intensidades em números manejáveis por meio de um logaritmo.
O nível sonoro β = 10 log₁₀(I/I₀) dB. Um aumento de 10 dB significa dez vezes mais intensidade. Fontes mais intensas elevam β a uma distância fixa.
- β = 10 log₁₀(I/I₀)
- Δβ = 10 log₁₀(I₂/I₁)
Resumo da investigação
Planeje a pergunta antes de abrir o laboratório
O resumo espelha a página pré-renderizada: a pergunta orientadora, as previsões concorrentes, os papéis das variáveis, as leis governantes, a configuração e os prompts de análise e extensão permanecem visíveis e nesta ordem.
Pergunta de direção
As intensidades sonoras que os humanos podem ouvir abrangem um fator de um trilhão, desde um sussurro até um motor a jato. Por que medimos a intensidade em decibéis em vez de medir diretamente em W/m²?
Previsões para pesar
- Os decibéis usam uma escala logarítmica, portanto, passos iguais de dB correspondem a saltos multiplicativos iguais em intensidade.
- Decibéis são apenas uma versão de W/m² reescalonada linearmente por conveniência.
- Decibéis medem algo fisicamente diferente da intensidade.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Distância r (m)
O que você mede:
- Intensidade eu (µW/m²)
- Nível de som β (dB)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição de decibéis de som e pressione Redefinir. A fonte irradia 0.12 W em todas as direções.
- Habilite as leituras de intensidade e nível sonoro no observador.
- Defina a distância do observador da fonte para cada tentativa e registre a intensidade e o nível de som.
Equação governante
Nível de som em decibéis — L = 10·log₁₀(I/I₀)
A escala de decibéis comprime a enorme faixa dinâmica de intensidade usando um logaritmo base 10 relativo à intensidade audível mais silenciosa I₀ = 10⁻¹² W/m², então cada +10 dB representa um ×10 salto na intensidade real.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule I = P/(4πr²) usando P = 0.12 W (relatório em µW/m², 1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²), então β = 10·log₁₀(I/I₀) com intensidade de referência I₀ = 10⁻¹² W/m². Compare ambos com a tabela.
- Mesmo que sua tentativa mais próxima e a mais distante difiram em intensidade por um fator de 16, a coluna do nível de som muda apenas cerca de 12 dB entre elas. Explique por quê, usando o logaritmo da fórmula.
Onde isso aparece além do laboratório
- A intensidade de referência I₀ = 10⁻¹² W/m² é definida como aproximadamente o som mais baixo que um ser humano pode ouvir (0 dB). Usando a fórmula, que nível de som um ouvinte mediria exatamente na intensidade limite?
- Cada +10 dB corresponde a um aumento de ×10 na intensidade, não a uma duplicação. Usando a fórmula, aproximadamente quantos dB uma intensidade que dobra (×2) realmente adiciona?
- 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
- Bem-vindo à escala de decibéis
- Selecione o observador
- Pressione Reproduzir
- Sonoridade logarítmica
- Abra o Inspetor
- Você conseguiu!
Abra a simulação interativa para construir a cena, pressione Reproduzir e explore com medições em tempo real e um tutorial guiado.
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