SERWAY - JEWETT

Sección 17.3 Intensidad de ondas sonoras periódicas 481
La constante I 0 es la intensidad de referencia, considerada como el umbral de audición (I 0
1.00 10 12 W/m 2 ) e I es la intensidad en watts por cada metro cuadrado a la que corresponde
el nivel de sonido , donde se mide 2 en decibeles (dB). En esta escala, el umbral
de dolor (I 1.00 W/m 2 ) corresponde a un nivel sonoro de 10 log [(1 W/m 2 )/(10 12
W/m 2 )] 10 log (10 12 ) 120 dB, y el umbral de audición corresponde a 10 log
[(10 12 W/m 2 )/(10 12 W/m 2 )] 0 dB.
La exposición prolongada a niveles sonoros altos puede dañar seriamente el oído humano.
Siempre que los niveles sonoros superen los 90 dB, se recomienda el uso de tapones
de oídos. Evidencia reciente sugiere que la “contaminación acústica” puede ser un factor
que contribuye a la presión arterial alta, ansiedad y nerviosismo. La tabla 17.2 presenta
algunos niveles sonoros representativos.
Pregunta rápida 17.3 Aumentar la intensidad de un sonido en un factor de 100 ocasiona
que el nivel sonoro aumente, ¿en qué cantidad? a) 100 dB, b) 20 dB, c) 10 dB,
d) 2 dB.
TABLA 17.2
Niveles sonoros
Fuente del sonido
(dB)
Avión jet cercano 150
Martillo hidráulico;
ametralladora 130
Sirena; concierto
de rock 120
Transporte
subterráneo;
podadora potente 100
Congestionamiento
de tránsito 80
Aspiradora 70
Conversación normal 50
Zumbido de mosquito 40
Susurro 30
Hojas meciéndose 10
Umbral de audición 0
EJEMPLO 17.4
Niveles sonoros
Dos máquinas idénticas se colocan a la misma distancia de un trabajador. La intensidad del sonido entregado por cada
máquina en funcionamiento en la posición del trabajador es de 2.0 10 7 W/m 2 .
A) Hallar el nivel sonoro que escucha el trabajador cuando una máquina está en funcionamiento.
SOLUCIÓN
Conceptualizar Imagine una situación en la cual una fuente de sonido está activa y se une a una segunda fuente idéntica,
como una persona que habla, luego una segunda persona habla al mismo tiempo o un instrumento musical toca y después
se le une un segundo instrumento.
Categorizar Ya que se pide un nivel sonoro, se realizarán cálculos con la ecuación 17.8.
Analizar Aplique la ecuación 17.8 para calcular
el nivel sonoro en la posición del trabajador
con una máquina en funcionamiento:
b 1 10 log a 2.0 10 7 W>m 2
1.00 10 12 W>m 2 b 10 log 12.0 105 2 53 dB
B) Hallar el nivel sonoro que escucha el trabajador cuando dos máquinas están en funcionamiento:
SOLUCIÓN
Aplique la ecuación 17.8 para calcular el nivel
sonoro en la posición del trabajador, con el doble
de intensidad:
b 2 10 log a 4.0 10 7 W>m 2
1.00 10 12 W>m 2 b 10 log 14.0 105 2 56 dB
Finalizar
Estos resultados demuestran que, cuando se duplica la intensidad, el nivel sonoro aumenta sólo en 3 dB.
¿Qué pasaría si? La sonoridad (magnitud de la sensación auditiva) es una respuesta psicológica a un sonido. Depende tanto
de la intensidad como de la frecuencia del sonido. Como regla empírica, una sonoridad duplicada se asocia aproximadamente
con un aumento en el nivel sonoro de 10 dB. (Esta regla empírica es relativamente imprecisa a frecuencias o muy
bajas o muy altas.) Si la sonoridad de las máquinas en este ejemplo se duplica, ¿cuántas máquinas a la misma distancia del
trabajador deben estar en funcionamiento?
2 La unidad bel recibe su nombre por el inventor del teléfono, Alexander Graham Bell (1847–1922). El
prefijo deci– es el prefijo del SI que representa 10 1 .