a) Determine la potencia de cada uno de los altavoces de la discoteca.Primero, calculamos la intensidad sonora total (Itotal) en el centro de la pista a partir del nivel de intensidad sonora (eta).
β=10⋅log10(I0Itotal) 100 dB=10⋅log10(10−12 W⋅m−2Itotal) 10=log10(10−12 W⋅m−2Itotal) Itotal=1010⋅10−12 W⋅m−2 Itotal=10−2 W⋅m−2 Dado que hay cuatro altavoces idénticos y todos están a la misma distancia d del centro, la intensidad total en el centro es la suma de las intensidades de cada altavoz. Si I1 es la intensidad de un solo altavoz, entonces Itotal=4⋅I1. La intensidad de un altavoz se calcula como I1=4πd2P1.
I1=4Itotal=410−2 W⋅m−2=2.5⋅10−3 W⋅m−2 Ahora, determinamos la potencia de un altavoz (P1):
P1=I1⋅4πd2 P1=(2.5⋅10−3 W⋅m−2)⋅4π(10 m)2 P1=(2.5⋅10−3 W⋅m−2)⋅4π(100 m2) P1=1π W=3.14 W b) Si el oído humano tiene una superficie de 2⋅10−4 m2, y una persona permanece 5 horas bailando en el centro de la pista, ¿cuál es la energía sonora total que le llega al oído?La energía sonora (E) que llega al oído se calcula a partir de la intensidad sonora total (Itotal), la superficie del oído (A) y el tiempo (t) que la persona permanece en la pista. La intensidad se define como energía por unidad de tiempo y área (I=A⋅tE).Primero, convertimos el tiempo a segundos:
t=5 h⋅1 h3600 s=18000 s Ahora, calculamos la energía total que llega al oído:
E=Itotal⋅A⋅t E=(10−2 W⋅m−2)⋅(2⋅10−4 m2)⋅(18000 s) E=3.6⋅10−2 J