Chloé en el concierto
Chloé en el concierto
Relación entre nivel sonoro y distancia a la fuente
En un concierto, ciertas personas se colocan muy cerca de los altavoces para disfrutar de un sonido intenso, mientras que otras prefieren quedarse a distancia para proteger su audición. ¿Pero cómo varía realmente el nivel sonoro con la distancia? En esta actividad, vas a medir la relación entre la distancia a una fuente sonora y el nivel de decibelios recibido.
Descripción de la actividad:
El alumno utiliza dos smartphones para medir el impacto de la distancia sobre el nivel sonoro: uno emite un ruido blanco a través de la biblioteca de sonidos de FizziQ mientras que el otro mide el nivel de ruido a diferentes distancias. Actividad adaptada al liceo.
FizziQ
Autor:
Duración:
20 minutos
Lo que harán los estudiantes:
'- Medir un nivel sonoro con la ayuda del micrófono de un smartphone.
- Estudiar la influencia de la distancia sobre la intensidad sonora medida.
- Verificar experimentalmente la ley del cuadrado inverso para una fuente sonora.
- Interpretar una variación de decibelios en términos de intensidad sonora.
Conceptos científicos:
Propagación del sonido; Escala logarítmica de los decibelios; Relación entre potencia sonora y distancia; Salud auditiva; Riesgos ligados a los sonidos de fuerte intensidad
Sensores:
'- Micrófono
- Instrumento Nivel de ruido
Material necesario:
Dos smartphones con la aplicación FizziQ (o una aplicación equivalente como Phyphox para medir el nivel sonoro); Un espacio tranquilo para las medidas; Una cinta métrica para medir con precisión las distancias; Cuaderno de experiencias FizziQ
Procedimiento experimental:
1. Un ami de Chloe lui a dit que la puissance sonore produite par une enceinte es 3 fois más forte à une distance de 1m que de 3m. Aide Chloé à vérifier cette affirmation
2. Sur ton portable, en l’onglet Outil de FizziQ, trouve el sonido Bruit Blanc en la biblioteca de sonidos
3. Sur un deuxième smartphone, selecciona la mide Niveau de Bruit
4. Coloca les deux smartphones à 20 cm l’un de l’autre y mide le niveau de bruit
5. A présent coloca les deux smartphones à une distance 3 fois más grande y mide à nouveau le niveau de bruit
6. ¿Quéle augmentation constates-tu ?
7. Une augmentation du niveau sonore de 8 décibels es équivalente à une multiplication de la puissance sonore par 9. Est-ce que l’ami de Chloé a raison ?
8. Après cette analyse, penses-tu qu’il soit raisonnable de se placer tout près d’une enceinte en un concert ?
9. ¿Quéle distance minimale recommandes-tu para protéger tes oreilles ?
11. Documenta tus hypothèses, expériences y conclusions en le cahier d’expérience y partage-le
Resultados esperados:
'- El nivel sonoro medido disminuye cuando la distancia entre la fuente y el micrófono aumenta.
- Cuando la distancia se multiplica por 3, el nivel sonoro disminuye generalmente unos 9 a 10 decibelios.
- Las medidas pueden presentar ligeras variaciones debidas a las reflexiones sonoras del entorno.
Preguntas científicas:
'- ¿Por qué el nivel sonoro disminuye cuando nos alejamos de la fuente?
- ¿Por qué se utiliza una escala logarítmica para medir el nivel sonoro?
- ¿Qué efectos pueden perturbar las medidas realizadas en una habitación cerrada?
- ¿Por qué el ruido blanco es preferible a un sonido puro para este experimento?
Explicaciones científicas:
La propagación du son en el air suit la ley du carré inverse: el intensidad sonora diminue proporcionallement au carré de la distancia à la source. Esta relation s'explique par la dispersion sphérique de el énergie sonore à partir de la source ponctuellement émettrice. Pour une source omnidirectionnelle, la potencia P se répartit sobre la surface d'une sphère de rayon r, donc el intensité I = P/(4πr²). Cependant, nous percevons y mesurons le son selon el échelle logarithmique des décibels: L = 10log(I/I₀). Par conséquent, lorsque la distancia triple, el intensité es divisée par 9 (3²), lo que correspond à une réduction d'environ 9,5 dB. Esta différence es significative puisqu'une augmentation de 10 dB es perçue comme un doublement du volumen sonore. Le niveau de risque auditif commence à partir de 85 dB para une exposition prolongée, y chaque augmentation de 3 dB double la potencia sonore. Dans un concert, les niveaux peuvent atteindre 100-110 dB près des enceintes, bien au-delà du seuil de douleur (120 dB). El utilisation du microphone du smartphone con FizziQ permet d'obtenir des medidas fiables d'intensidad sonora relative, même si les valeurs absolues peuvent varier légèrement selon les modèles.
Actividades de ampliación:
'- Realizar medidas a varias distancias intermedias para trazar una curva completa.
- Comparar los resultados obtenidos en una habitación cerrada y al exterior.
- Probar diferentes tipos de sonidos (música, sonido puro, ruido blanco).
- Estudiar la influencia de las reflexiones en una habitación.
Preguntas frecuentes:
Q: ¿Qué es la propagación del sonido?
R: Por consiguiente, cuando la distancia se triplica, la intensidad se divide por 9 (3²), lo que corresponde a una reducción de aproximadamente 9,5 dB.
Q: ¿Cómo transforma FizziQ el micrófono en instrumento de medida?
R: FizziQ utiliza el micrófono del smartphone para medir el nivel sonoro en decibelios. Estos datos se registran y analizan gráficamente.