Problema 57-4    Fonte:   Problema elaborado pelo autor do site.

Supondo um alto-falante como uma fonte emissora puntual e esteja emitindo uma potência de 10 W, calcule a pressão sonora a 1 metro e a 10 metros de distância do mesmo.

Solução do Problema 57-4   

Como o alto-falante está sendo considerado uma fonte puntual isso significa que emite ondas sonoras com igual intensidade em todas as direções do espaço. Então, deve-se calcular a área da superfície de uma esfera onde o centro da mesma é o alto-falante. A área da superfície de uma esfera é dada por   A₁ = 4 π r².   Então, para  1 metro:

Para a distância de 10 metros:

A equação para se calcular a intensidade do sinal é dada por   I = P / A. Então, para a distância de 1 metro:

Para a distância de 10 metros:

Para se calcular a pressão sonora, lembre-se que o nível de referência da intensidade sonora é   I_o = 10^-12 W / m²   e a equação que se deve utilizar é:

Logo, para a distância de 1 metro:

E para a distância de 10 metros:

Veja que mesmo para uma distância de 10 metros, o nível de pressão sonora é muito alto, podendo trazer sérios prejuízos à audição humana, haja vista que o limite considerado seguro é o nível de 85 dB.

Observação   

Note que a potência de 10 W emitida pelo alto-falante é uma potência acústica. Não é a potência elétrica entregue ao alto-falante. Considere que um alto-falante possui uma eficiência, em média, de 4%. Assim, para um alto-falante emitir 10 W de potência acústica requer aproximadamente 250 W de potência elétrica do amplificador. Isso ocorre porque a maior parte da energia fornecida ao alto-falante é convertida em calor, e apenas uma pequena fração é transformada em som.