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Pressão sonora

Storyboard

>Modelo

ID:(1589, 0)


Mecanismos

Descrição


ID:(15458, 0)


Pressão sonora

Descrição

À medida que o som se propaga, ele provoca o deslocamento das moléculas na borda do sistema, levando a impactos contra a parede. Esses impactos transferem momento para a parede, resultando em uma força. Como a força é gerada por um grande número de partículas, seu efeito depende da área de superfície do sistema, o que gera uma pressão.

É importante entender que a pressão sonora não é igual à pressão ambiente. No ar, esta última está na ordem de $10^5,Pa$, enquanto a pressão sonora geralmente é muito menor que $1,Pa$.

ID:(134, 0)


Formação de pressão

Descrição

Se deslocarmos a face de um cubo, geramos um aumento ou diminuição da concentração, o que leva a uma diminuição ou aumento das colisões das moléculas com a face do volume:



Como a pressão é a transferência de momento devido às colisões das moléculas com a parede, a variação do volume leva a um aumento ou diminuição da pressão.

ID:(1865, 0)


Modelo

Descrição



ID:(15453, 0)


Pressão sonora

Descrição

Variáveis

Símbolo
Texto
Variáve
Valor
Unidades
Calcular
Valeur MKS
Unidades MKS
$\lambda$
lambda
Comprimento da onda sonora
m
$c$
c
Concentração molar
m/s
$\rho$
rho
Densidade média
kg/m^3
$L$
L
Pressão de referência
dB
$p_{ref}$
p_ref
Pressão de referência
Pa
$p_s$
p_s
Pressão sonora
Pa
$S$
S
Seção ou superfície
m^2
$u$
u
Velocidade da molécula
m/s
$\Delta V$
DV
Volume com moléculas
m^3

Cálculos


Primeiro, selecione a equação:   para ,  depois, selecione a variável:   para 

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

Cálculos

Símbolo
Equação
Resolvido
Traduzido

 Variáve   Dado   Calcular   Objetivo :   Equação   A ser usado



Equações

A varia o do momento $dp$ est associada massa das mol culas $m$ e velocidade do som $u$ das mol culas atrav s de:

$dp = 2mu \approx mu$



Assim, em um intervalo de tempo igual ao per odo $dt \approx T$, temos:

$F=\displaystyle\frac{dp}{dt}=\displaystyle\frac{mu}{T}$



Portanto, la pressão sonora ($p_s$) pode ser calculado usando a press o

$$



la concentração molar ($c$)

$ c = \displaystyle\frac{ \lambda }{ T }$



e o volume com moléculas ($\Delta V$) que varia

$ \Delta V = S \lambda $



da seguinte forma:

$p=\displaystyle\frac{1}{S} \displaystyle\frac{dp}{dt}=\displaystyle\frac{1}{S}\displaystyle\frac{mu}{T}=\displaystyle\frac{muc}{ScT}=\displaystyle\frac{muc}{S\lambda}=\displaystyle\frac{muc}{\Delta V}=\rho u c$



No ltimo termo, tanto o numerador quanto o denominador s o multiplicados por $c$. A express o no denominador representa o volume do g s deslocado pelo som em $T$, ent o podemos substituir a massa dividida por este volume pela densidade, resultando em:

$ p = \rho c u $


(ID 3391)

Como ERROR:5104 calculado a partir de la pressão sonora ($p_s$) e la velocidade da molécula ($u$) usando

$ Z =\displaystyle\frac{ p }{ u }$



junto com a express o para la pressão sonora ($p_s$) em termos de la densidade média ($\rho$) e la concentração molar ($c$),

$ p = \rho c u $



n s obtemos

$ Z = \rho c $


(ID 12413)


Exemplos


(ID 15458)

medida que o som se propaga, ele provoca o deslocamento das mol culas na borda do sistema, levando a impactos contra a parede. Esses impactos transferem momento para a parede, resultando em uma for a. Como a for a gerada por um grande n mero de part culas, seu efeito depende da rea de superf cie do sistema, o que gera uma press o.

importante entender que a press o sonora n o igual press o ambiente. No ar, esta ltima est na ordem de $10^5,Pa$, enquanto a press o sonora geralmente muito menor que $1,Pa$.

(ID 134)

Se deslocarmos a face de um cubo, geramos um aumento ou diminui o da concentra o, o que leva a uma diminui o ou aumento das colis es das mol culas com a face do volume:



Como a press o a transfer ncia de momento devido s colis es das mol culas com a parede, a varia o do volume leva a um aumento ou diminui o da press o.

(ID 1865)



(ID 15453)

La pressão da coluna de água ($p$) calculado a partir de la força da coluna ($F$) e la altura da coluna líquida ($S$) da seguinte forma:

$ p \equiv\displaystyle\frac{ F }{ S }$

(ID 4342)

Quando uma onda sonora atravessa um volume com moléculas ($\Delta V$), ela se expande e contrai ao longo de uma dist ncia da ordem de um comprimento da onda sonora ($\lambda$), resultando em uma varia o de volume que depende de la seção ou superfície ($S$) perpendicular dire o de propaga o.

Portanto, a varia o de volume igual a:

$ \Delta V = S \lambda $


(ID 3398)

La pressão sonora ($p_s$) pode ser entendido como a densidade de momento calculada a partir de la densidade média ($\rho$) e la velocidade da molécula ($u$), que ent o multiplicada por la concentração molar ($c$) atrav s de

$ p = \rho c u $


(ID 3391)

La pressão de referência ($L$) abrange uma ampla gama de la pressão sonora ($p_s$), tornando til definir uma escala que mitigue essa dificuldade. Para isso, podemos trabalhar com o logaritmo da press o normalizado por um valor que corresponda a zero nesta escala. Se tomarmos a press o m nima que uma pessoa pode detectar, definida como la pressão de referência ($p_{ref}$), podemos definir uma escala usando:

$ L = 20 \log_{10}\left(\displaystyle\frac{ p_s }{ p_{ref} }\right)$



que come a em 0 para o intervalo aud vel. No caso do ar, la pressão de referência ($p_{ref}$) de $20 \mu Pa$.

(ID 3407)

O conceito de ERROR:5104,0 fornece uma medida da resist ncia do sistema para transmitir a onda sonora. Ele considera uma press o atuante e estabelece uma medida na qual o meio exposto deslocado. Dessa forma, la pressão sonora ($p_s$) comparado com la velocidade da molécula ($u$).

Portanto, ERROR:5104 definido como:

$ Z =\displaystyle\frac{ p }{ u }$


(ID 3414)

Para calcular ERROR:5104 a partir de la densidade média ($\rho$) e la concentração molar ($c$), utiliza-se a f rmula:

$ Z = \rho c $


(ID 12413)


ID:(1589, 0)