4 Lección: Intensidad

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INTENSIDAD

La intensidad del sonido se relaciona con la intensidad de la energía que transportan las ondas. Estas características nos permite diferenciar sonidos fuertes de sonidos débiles.

Definimos intensidad del sonido como la energía transmitida por unidad de área en la unidad de tiempo. Es decir, la intensidad es la potencia transmitida por unidad de área. La intensidad del sonido se expresa en vatios sobre metro cuadrado (\(W/m^2\)).

Recuerda que la energía asociada a una onda es proporcional al cuadrado de la amplitud. Como la intensidad del sonido depende de la energía transmitida, entonces la intensidad varia con el cuadrado de la amplitud de la onda. En la tabla se muestra la intensidad de algunos sonidos conocidos. El oído humano puede detectar sonidos con una intensidad comprendida entre \(10^{-12}\) y \(1\ W/m^2\). En realidad la sensación del oído se describe por medio de una característica subjetiva llamada volumen del sonido o sonoridad. Si la intensidad de un sonido es 10 veces la del otro, la sonoridad del mas intenso es el doble de la sonoridad del mas débil.

Factores que determinan la intensidad del sonido:

  1. También depende de la superficie de dicha fuente sonora. El sonido producido por un diapasón se refuerza cuando éste se coloca sobre una mesa o sobre una caja de paredes delgadas que entran en vibración. El aumento de la amplitud de la fuente y el de la superficie vibrante hacen que aumente simultáneamente la energía cinética de la masa de aire que está en contacto con ella; esta energía cinética aumenta, en efecto, con la masa de aire que se pone en vibración y con su velocidad media (que es proporcional al cuadrado de la amplitud).

  2. La intensidad de percepción de un sonido por el oído depende también de su distancia a la fuente sonora. La energía vibratoria emitida por la fuente se distribuye uniformemente en ondas esféricas cuya superficie aumenta proporcionalmente al cuadrado de sus radios; la energía que recibe el oído es, por consiguiente, una fracción de la energía total emitida por la fuente, tanto menor cuanto más alejado está el oído. Esta intensidad disminuye 6dB cada vez que se duplica la distancia a la que se encuentra la fuente sonora (ley de la inversa del cuadrado). Para evitar este debilitamiento, se canalizan las ondas por medio de un "tubo acústico" (portavoz) y se aumenta la superficie receptora aplicando al oído una "trompeta acústica".
  3. Finalmente, la intensidad depende también de la naturaleza del medio elástico interpuesto entre la fuente y el oído. Los medios no elásticos, como la lana, el fieltro, etc., debilitan considerablemente los sonidos.

PREGUNTA: La sonoridad de un sonido cuya intensidad es \(10^{-9}W/m^2\) es el doble de la de un sonido cuya intensidad es: