Calcolatore di intensità sonora

Un calcolatore di intensità sonora converte la potenza acustica e la distanza radiale nella potenza per unità di superficie trasportata da un'onda sonora. Inserisca la potenza della sorgente P in watt e la distanza r in metri; lo strumento restituisce l'intensità I pari a P diviso quattro pi greco r al quadrato in watt per metro quadrato, l'area della superficie sferica usata nella divisione, un livello di intensità opzionale in decibel rispetto al riferimento standard per l'aria di un picowatt per metro quadrato e la sostituzione passo dopo passo, così le verifiche dei compiti e i test unitari restano controllabili. Il modello è la classica sorgente puntiforme isotropa in campo libero: tutta la potenza si distribuisce uniformemente su una sfera di raggio r. Anche potenza o distanza negative vengono rifiutate perché fuori dal dominio fisico di questo calcolatore.

Cosa significa l'intensità sonora per una sorgente puntiforme

L'intensità sonora è la potenza acustica media che attraversa un'unità di superficie perpendicolare alla direzione di propagazione. Per una sorgente compatta che irradia in modo uguale in tutte le direzioni nello spazio libero, la conservazione dell'energia richiede che la stessa potenza totale P attraversi ogni sfera centrata sulla sorgente. La superficie di tale sfera è quattro pi greco per r al quadrato, quindi l'intensità alla distanza r è semplicemente I uguale a P diviso quattro pi greco r quadrato.

Le unità seguono subito: watt di potenza su metri quadrati di area danno watt per metro quadrato. Raddoppiando la distanza l'intensità si riduce a un quarto perché l'area cresce con il quadrato del raggio — la legge dell'inverso del quadrato ben nota in astronomia e nei problemi di radiazione. I problemi scolastici assumono di solito questo modello ideale di campo libero; ambienti con pareti riflettenti, schermi o altoparlanti fortemente direzionali richiedono fattori geometrici diversi ed esulano da questo strumento.

L'intensità non è la stessa grandezza del livello di pressione sonora misurato da uno strumento, anche se per onde piane progressive in aria le due sono legate dall'impedenza caratteristica; qui il risultato è l'intensità basata sulla potenza, più un livello opzionale in decibel quando I è positiva, con il riferimento convenzionale I-zero di dieci alla meno dodici watt per metro quadrato. I docenti tengono al rifiuto della distanza zero quanto al percorso aritmetico, perché uno studente che pone r uguale a zero è uscito dal dominio della propagazione sferica.

Il percorso di controllo ricalcola area e intensità con lo stesso arrotondamento fisso usato per i campi pubblicati, quindi una risposta corretta include sempre passaggi verificabili in test o schede di lavoro.

Consigli pratici, limiti e ricerche correlate

Mantenga potenza e distanza entro l'intervallo assoluto pubblicato, così quattro pi greco r quadrato e il quoziente non possono generare risultati non finiti che il risolutore deve rifiutare. Quando controlla il client, preferisca inviare numeri anziché stringhe preformattate; le stringhe numeriche sono accettate solo se rispettano un rigido pattern numerico finito. Usi unità SI coerenti: potenza in watt e distanza in metri danno intensità in watt per metro quadrato; se il problema indica milliwatt o centimetri, converta prima.

Questa pagina si rivolge a chi cerca un calcolatore di intensità sonora, potenza acustica per unità di area oppure I uguale a P diviso quattro pi greco r quadrato online; non è uno strumento per il livello di pressione sonora, né un simulatore di acustica ambientale con tempo di riverbero, né uno strumento per diagrammi di irradiazione direzionale.

Scelga questa funzione quando dispone già della potenza irradiata totale e di una distanza radiale in condizioni isotrope di campo libero; se la sorgente è un problema a parole, estragga quei due numeri e converta prima le unità.