MEDIDA DE RUIDO 1. OBJETIVOS
Analizar el comportamiento del nivel sonoro en función del tiempo en distintos ambientes del campo universitario, UMSS. Determinar el nivel sonoro equivalente L para un periodo de tiempo.
2. FUNDAMENTO TEORICO El sonido es una sensación percibida por el oído humano, producida por rápidas fluctuaciones de la presión del aire, estas fluctuaciones de la presión del aire son producidas por objetos que vibran transmitidas a las partículas del aire. El sonido se propaga en el aire aproximadamente a 340 [m/s], en el agua a 1500 [m/s] y el en acero a 5000 [m/s]. El ruido es un sonido no deseado, la sensación de la intensidad percibida por el oído humano no es proporcional a la variación de la intensidad la relación entre la intensidad percibida por el oído humano es proporcional a la variación de la intensidad. Está relación está dada por la ley de Weber-Fechner, la cual dice que la magnitud de la sensación percibida es proporcional al logaritmo del estimulo que lo provoca. L k log I
1
Donde: - L el nivel de sensación sonora percibida - k es una constante adimensional - I es la intensidad La invencida máxima correspondiente al umbral de audición del oído humano es 10-12 [W/m2] y la intensidad máxima correspondiente al umbral de audición del oído humano es. Para k = 1, L varia de -12 y 5, ahora bien para que la escala sea positiva y el nivel sea adimensional, se toma como referencia I = 10-12 [W/m2] que corresponde al umbral de audición para sonidos de 1000 [Hz] en el aire; de manera que la ley de Weber-Fechner queda: L k log
I I0
2
Entonces el nivel sonoro inferior es cero y el superior es 17k, la escala de niveles obtenida para k = 1es de 0 a 17 y se denomina escala de Bels o belios. Para que estas unidades no precisen decimales se trabaja con la escala de decibelios la cual es obtiene con k = 10, de tal manera que: L 10 log
I I0
De tal modo que el nivel sonoro inferior es de cero el nivel superior es de 170 dB.
3
Por otra parte puesto que la I esta relacionada con el cuadro de la presión eficaz (fuerza aplicada por unidad de área que equivale a pequeñas variaciones de la presión atmosférica estática), se puede entonces definir el nivel de presión sonora LP como: L 10 log
I I0
4
Normalmente se considera como medio de propagación del aire P0 = 2 x 10-5. Habitualmente entre el nivel sonoro fluctúa con el tiempo, por tanto interesa tener un nivel equivalente del nivel sonoro (Leq) que exprese el nivel de energía acústica fluctuante durante un intervalo de tiempo t el cual se define como: Leq
1 LI t dt t
5
3. EQUIPOS Y MATERIALES - Sonómetro - Cronometro
4. REGISTRO DE DATOS Fecha del Registro de Datos 20 de Noviembre del 2014
Hora del Registro de Datos Desde
15 : 00
hasta las
15 : 38
RESULTADOS Fecha de registro
20 de Noviembre de 2014
Lugar de registro
Frente Edificio Multiacademico
Duración del registro de datos
de 15:00 a 15:38
Número de datos
120
6. CUESTIONARIO 1.- ¿Qué intensidad I corresponde al umbral del dolor, el cual es de 120 dB? R.- De la ecuación (4) despejamos la intensidad I I I0
L 10 log
L log I log I 0 10 L log I log I 0 10 I 10
L log I 0 10
Haciendo cálculos tenemos: L log I 0 10
I 10 I 10
I 10 12 12
120 log 10 12 10
I 1 W
m2
2.- Un instrumento musical tiene una intensidad de I = 10-5 [W/m2] si se duplica la intensidad, añadiendo otro instrumento musical de la misma intensidad. ¿El nivel intensidad sonora se duplicará? De no ser así ¿Cuanto vale el nivel sonoro? R.- El nivel sonoro no se duplica, a continuación hallamos los valores reales. Para una intensidad de 10-5 [W/m2] 10 5 12 10
L 10 log
L 70 dB
Si duplicamos la intensidad tenemos 2 10 5 12 10
L 10 log
L 73,01 dB
3.- Cuatro fuentes sonoras producen niveles de intensidad sonora 68, 77,81 y 85 [dB], actúan por separado. Al generar los sonidos simultáneamente, las intensidades de las fuentes se suman ya que las fases relativas de las ondas producidas varían aleatoria mente, y por tanto, no se producen fenómenos de interferencia ¿Cuál será el nivel de intensidad sonora cuando las tres fuentes actúan simultáneamente?
R.- Partimos de la ecuación obtenida en la pregunta 1 Sea L1 68 bB
Sea L 2 77 bB
Sea L3 81 bB
entonces :
entonces :
entonces :
I 1 10
L1 log I 0 10
I 2 10
I 1 10 6.812
L2 log I 0 10
I 2 10 7 , 7 12
I 1 6.31 10 6 bB
I 2 5.01 10 5 bB
I 3 10
L3 log I 0 10
I 3 10 8,112
I 3 125,89 10 6 bB
Sea L 4 85 bB entonces : I 3 10
L4 log I 0 10
I 3 10 8,5 12
I 3 316,23 10 6 bB
Entonces el nivel de intensidad sonora total será: L L1 L 2 L3 L 4 L 6,31 10 6 5,01 10 5 125,89 10 6 316,23 10 6 L 498,53 10 6 bB
7. CONCLUSIONES Una vez concluido la práctica de laboratorio se logro analizar el comportamiento del nivel sonoro frente al edificio multiacademico de la UMSS. Y además se determino el nivel sonoro equivalente en el zona antes mencionada.
8. RECOMENDACIONES Para mejorar la realización de la práctica y obtener mejores resultados se recomienda tener mayor precisión en la lectura del sonómetro y de la misma manera con el cronometro.
9. BIBLIOGRAFIA
Cartilla de Física Básica 102 Resnick – Halliday- Krane 5ta edición.
UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN SIMÓN FACULTAD DE CIENCIAS Y TECNOLOGÍA DEPARTAMENTO DE FISICA
DOCENTE: ESTUDIANTE: CARRERA: DIA – HORA:
LABORATORIO DE FISICA BASICA II Ing. Juan Carlos Vargas Medina Calle Álvaro Ing. Electrica Jueves 14:15 - 15:45
Cochabamba-Bolivia
