Come calcolare l'intensità di un suono

Come si misura l'intensità di un suono: la formula, l'unità di misura, esempi e la spiegazione di un esercizio sul calcolo dell'intensità del suono

Come calcolare l'intensità di un suono
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Introduzione

Come calcolare l'intensità di un suono
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Calcolare l'intensità di un suono è un argomento delle scuole superiori. Vi sono molti esercizi di fisica al riguardo.

L'intensità di un suono si calcola come rapporto tra la potenza dell'onda sonora e l'area della superficie che essa attraversa.

L'intensità di un suono è quindi la quantità di energia che attraversa un dato spazio in un dato periodo di tempo. Non dimenticare che l'unità di misura è, nel Sistema Internazionale, il Watt al metro quadro (W/m²).

La formula

Prima di tutto è necessario imparare la formula di base per il calcolo dell'intensità di un suono. Essa è: I = E/A * Δt = P/A. Il significato dei simboli è:

  • E = energia dell'onda sonora;
  • A = area attraversata;
  • Δt = intervallo di tempo.

Inoltre sappiamo che E/Δt corrisponde alla potenza (P). Ne segue che si può esprimere la formula anche come I = P/A, dove P è la potenza dell'onda sonora e A l'area attraversata.

Esempio

La cosa migliore per imparare a calcolare l'intensità di un suono è svolgere quanti più esercizi possibili. Il suono in generale si propaga in ogni direzione, quindi la superficie da considerare è una sfera.

Si riscrive la formula precedente: I = P/4 * π * r², dove P è la potenza ed r la distanza. Ricordare che l'area della superficie della sfera calcolata è A = 4 * π * r².

In sintesi, l'intensità è indirettamente proporzionale al quadrato della distanza.

Calcolare il livello di intensità di un suono

Ora si deve prendere in considerazione il fatto che l'intensità di un suono percepibile dall'orecchio umano varia molto. Infatti, se si percepisce un suono al doppio del volume di quello precedente, l'intensità non cambia del doppio ma di ben 10 volte.

Per questo motivo si usa una scala logaritmica per calcolare il livello di intensità. La formula è: L = 10db * Log (I/I_0).

Il significato dei simboli è:

  • L = livello di intensità;
  • I = intensità del suono, come precedentemente calcolata;
  • I_0 = intensità di suono base, pari a 10⁻¹², che corrisponde all'intensità minima rilevabile;
  • db = decibel.

Notate che il livello di intensità di un suono è un valore adimensionale. Infatti, le uniche unità di misura nella formula sono quelle delle due intensità che si semplificano.

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L'unità di misura

Un'ultima cosa da notare è che i decibel sono una grandezza adimensionale. Il decibel è un decimo di bel. È espresso dal logaritmo del rapporto tra due grandezze omogenee, cioè con la stessa unità di misura.

Non indica, quindi, una grandezza bensì un rapporto. In un rapporto, infatti, le unità di misura al numeratore ed al denominatore si annullano a vicenda.

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