Ondas e som
Intensidade sonora vs distância
Intensidade cai como 1/r² — mova o observador e observe I e L.
Intensidade sonora vs distância — simulação interativa de Ondas e som. Intensidade cai como 1/r² — mova o observador e observe I e L. Laboratório virtual de física gratuito no navegador com medições SI ao vivo e tutorial guiado.
intensidade inversa ao quadrado
A intensidade sonora diminui como 1/r² a partir de uma fonte pontual em três dimensões.
A potência se distribui sobre uma superfície esférica de área 4πr², assim I = P/(4πr²). Duplicar a distância reduz a intensidade à quarta parte.
- I = P/(4πr²)
- I ∝ 1/r²
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
Um alto-falante irradia som igualmente em todas as direções. Se um ouvinte se afastar duas vezes mais, quanto diminuirá a intensidade do som?
Previsões para pesar
- A intensidade cai para 1/2 — cai linearmente com a distância.
- A intensidade cai para 1/4 — cai com o quadrado da distância.
- A intensidade permanece a mesma independentemente da distância.
Papéis variáveis
O que você definiu:
- Distância r (m)
O que você mede:
- Intensidade eu (µW/m²)
Como funciona a investigação
- Abra a predefinição de intensidade de som e pressione Redefinir. A fonte irradia 0.05 W em todas as direções (espalhamento esférico).
- Habilite a leitura de intensidade no observador.
- Defina a distância do observador da fonte para cada tentativa e registre a intensidade.
Equação governante
Lei do Inverso do Quadrado para Intensidade Sonora — I = P/(4πr²)
A energia irradiada igualmente em todas as direções se espalha por uma esfera de área 4πr². A intensidade – potência por unidade de área – portanto cai como 1/r² com a distância da fonte.
O que a planilha para impressão pede aos alunos que resolvam
- Para uma tentativa, calcule I = P/(4πr²) usando P = 0.05 W, expressando sua resposta em µW/m² (1 µW/m² = 10⁻⁶ W/m²). Compare com a tabela.
- Explique, usando a área da superfície de uma esfera 4πr², por que a potência sonora se espalhando para fora faz a intensidade cair como 1/r² em vez de 1/r.
Onde isso aparece além do laboratório
- Dobrar a distância reduz a intensidade a um quarto, mas o volume (em decibéis) só parece cair em um valor fixo cada vez que a distância dobra. Observe o experimento de decibéis de som - que tipo de função transforma uma relação de intensidade ×4 em uma diferença fixa de dB?
- Este experimento assume que a fonte irradia igualmente em todas as direções. Em vez disso, um megafone concentra o som em um cone estreito. Como você esperaria que a lei de intensidade 1/r² mudasse para uma fonte focada à mesma distância?
- 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 intensidade sonora
- Selecione o observador
- Pressione Reproduzir
- mais fraca com a distância
- 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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