¿Por qué la energía del sonido se ‘evapora’ fácilmente?

Cuando estira una banda elástica, se vuelve más y más delgada. A medida que el sonido se propaga, la energía que vibra las moléculas se vuelve cada vez menos concentrada, lo que resulta en amplitudes más bajas.

¿Por qué se propaga el sonido? La alta energía tiende a moverse hacia la baja energía. Cuando las cosas están en movimiento, tienden a permanecer en movimiento hasta que se actúa sobre ellas.

Si fueras a apretar un globo, sentirás una fuerza que te empuja, cuanto más fuerte aprietas, más fuerte se siente. Las moléculas de aire están rebotando en un espacio más pequeño, lo que resulta en más colisiones o colectivamente una fuerza mayor. A medida que exhalas, el aire sale de tus pulmones. Si estás hablando, tus cuerdas vocales lo convierten en sonido.

Ahora amplíe. Imagine las partículas de aire como bolas de billar. Cuando una bola en movimiento rápido golpea una bola más lenta de frente, se recuperan. El más rápido pierde velocidad y el más lento gana velocidad. Ahora imagina bolas volando por todo el lugar. La energía se extendería hacia afuera porque una bola no se acelerará si es golpeada por una bola más lenta, ni disminuirá si es golpeada por una bola más rápida. Esto es una simplificación excesiva, porque no he tenido en cuenta la masa de cada bola en cuenta, pero entiendes la imagen.

Si bien HM Wamboldt ofrece un excelente conjunto de excepciones, vale la pena ponerlo en lo básico.

El sonido es, salvo excepciones interesantes, sin dirección. Se irradia en todas las direcciones que puede. El caso clásico es el de un sonido emitido en el aire. Las ondas sonoras irradian en un patrón esférico perfecto.

Las ondas sonoras son en realidad movimientos del aire. Se requiere esfuerzo. Ese esfuerzo disminuye debido a pérdidas simples, efectivamente cantidades increíblemente pequeñas de calor residual. Entonces, la energía inherente al sonido original se propaga en un patrón completamente globular y pierde energía con cada medidor que se propaga.

Haz este experimento mental. Presione su dedo firmemente contra una superficie sólida. Luego imagine exactamente la misma cantidad de fuerza distribuida uniformemente sobre la superficie interior de una bola vacía.

Es por eso que la escala de decibelios es logarítmica, es decir que cada aumento de 10 puntos es en realidad un aumento de orden de magnitud (por ejemplo, 10 dB más es 10 veces la intensidad, pero 20 dB más es 100 veces la intensidad). El nivel de disminución de la intensidad del sonido es sorprendentemente rápido.

Como ejemplo, las turbinas eólicas a escala de servicios públicos tienen comúnmente una intensidad de sonido agregada de aproximadamente 106 dB en el eje del rotor. En la base del mástil, eso ya está disminuido a ~ 60 dB, o 100,000 veces menos intenso. A unos 400 metros, se reducirá a unos 40 dB, o alrededor de 10,000,000 veces menos intenso. Y eso es usar atenuación hemisférica, no atenuación esférica.

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