Energía de las ondas: Intensidad y potencia 03

 

Una onda sonora de 103 Hz tiene una intensidad de 10 ̶ 4 W/cm2. Si la densidad del aire es 1,3·10 ̶3 g/cm3, calcula la amplitud de oscilación (Velocidad del sonido 340 m/s).

 

Solución:

Datos: f = 103 Hz; I = 10–4 W/cm2; r = 1,3·10–3 g/cm3; v = 340 m/s  

Las unidades de la intensidad indican que trata de una onda tridimensional.

Densidad de energía del medio tridimensional:

Se define intensidad de una onda tridimensional, como la energía transportada por unidad de tiempo y de superficie. Su valor es:

I = e v

Siendo ε la densidad de energía en el medio, cuyo valor es:

e = (1/2) r A2 ω2

Donde ρ es la densidad cúbica de masa del medio (kg/m3).

Sustituyendo en la primera ecuación, se obtiene que:

I = (1/2) r A2 ω2 v

Despejando de la anterior expresión la amplitud, se obtiene:

 

 

Del resultado obtenido se deduce que cuando este sonido se propaga por el aire, las moléculas de éste

oscilan con una amplitud de 0,0107 mm en la misma dirección que la de propagación (Las ondas sonoras son longitudinales)

 

 

 

 

 

 

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