Lição de casa da aula: Impedância Acústica Física

Nesta atividade, nós vamos praticar a descrever o uso de ondas sonoras refletidas a partir de limites de meios de diferentes impedâncias acústicas para medir densidades e velocidades de propagação.

Questão 1

A impedância acústica de alguns tecidos musculares é 1,70 kg/m2⋅s, e a impedância acústica de algum osso em contato com o músculo é 7,80 kg/m2⋅s. As ondas sonoras viajam através do músculo, incidem na superfície óssea e refletem a partir dela. Encontre a razão entre a intensidade da onda sonora refletida e a intensidade do som incidente. Responda com duas casas decimais.

Questão 2

Qual das seguintes fórmulas relaciona corretamente 𝑐, a velocidade do som em um meio, 𝜌, a densidade de um meio e 𝑍, a impedância acústica de um meio?

  • A𝑍=(𝜌𝑐)
  • B𝑍=𝜌𝑐
  • C𝑍=(𝜌𝑐)
  • D𝑍=𝑐𝜌
  • E𝑍=𝜌𝑐

Questão 3

As ondas sonoras de frequência ultrassônica são usadas em imagens médicas. Emissores ultrassônicos são colocados em contato com partes do corpo de forma irregular, deixando pequenos espaços de ar entre o emissor e a parte do corpo. Qual das alternativas a seguir explica corretamente por que o uso de ondas sonoras de frequência ultrassônica para medir o som refletido de partes do corpo requer um meio de acoplamento entre a fonte das ondas sonoras e as partes do corpo?

  • AAs lacunas de ar irão alterar a frequência das ondas sonoras para frequências mais baixas do que as ultrassônicas.
  • BAs lacunas de ar espalharão fortemente as ondas sonoras.
  • CAs impedâncias acústicas do ar e dos tecidos corporais são suficientemente diferentes para que apenas uma fração muito pequena da intensidade da onda sonora seja transmitida.
  • DAs impedâncias acústicas do ar e dos tecidos corporais são suficientemente diferentes para que apenas uma fração muito pequena da intensidade da onda sonora seja refletida.
  • EO meio de acoplamento deforma a superfície das partes do corpo para que tenham uma forma regular.

Questão 4

Duas substâncias, substância A e substância B, têm impedâncias acústicas de 𝑍 e 𝑍, respectivamente. As substâncias se encontram em uma fronteira. A intensidade das ondas sonoras que se propagam na substância A antes de chegar ao limite é 𝐼, e a intensidade das ondas sonoras que se propagam na substância A após refletir a partir da fronteira é 𝐼. Qual das seguintes fórmulas relaciona corretamente 𝑍, 𝑍, 𝐼, e 𝐼?

  • A𝐼𝐼=(𝑍𝑍)(𝑍+𝑍)
  • B𝐼𝐼=(𝑍+𝑍)(𝑍𝑍)
  • C𝐼𝐼=𝑍+𝑍𝑍𝑍
  • D𝐼𝐼=𝑍𝑍𝑍+𝑍
  • E𝐼𝐼=𝑍𝑍𝑍+𝑍

Questão 5

As ondas sonoras se propagam em uma folha de metal em 4‎ ‎660 m/s. A densidade do metal é 8‎ ‎930 kg/m3. Encontre a impedância acústica do metal. Responda em notação científica com duas casas decimais.

  • A9,36×10 kg/m2⋅s
  • B3,06×10 kg/m2⋅s
  • C1,36×10 kg/m2⋅s
  • D4,16×10 kg/m2⋅s
  • E1,82×10 kg/m2⋅s

Questão 6

Ondas sonoras propagam-se num líquido a 1‎ ‎570 m/s. A impedância acústica do líquido é de 1,63×10 kg/m2⋅s. Determine a densidade do líquido. Apresenta a resposta em notação científica com duas casas decimais.

  • A1,14×10 kg/m3
  • B1,60×10 kg/m3
  • C9,63×10 kg/m3
  • D1,32×10 kg/m3
  • E1,04×10 kg/m3

Questão 7

A impedância acústica de alguns tecidos gordos é de 1,38×10 kg/m2⋅s e a de alguns tecidos musculares em contacto com a gordura é de 1,72×10 kg/m2⋅s. As ondas sonoras que se propagam nos músculos incidem na superfície da gordura e refletem. Determine a razão da intensidade das ondas transmitidas para a intensidade das ondas sonoras incidentes. Apresente a resposta com três casas decimais.

Questão 8

A substância A tem uma densidade 𝜌A e a substância B tem uma densidade 𝜌B, em que 𝜌=2𝜌AB. As velocidades nas quais as ondas sonoras se propagam na substância A e na substância B são 𝑐A e 𝑐B, respetivamente, em que 𝑐=3𝑐AB. As ondas sonoras incidentes na fronteira das substâncias são refletidas. Determine a razão da intensidade das ondas refletidas para a intensidade das ondas incidentes. Apresente a resposta com duas casas decimais.

Questão 9

Um objeto sólido tem uma impedância acústica de 7,8×10 kg/m2⋅s. A densidade do objeto é de 1‎ ‎850 kg/m3. Determine a velocidade na qual as ondas sonoras se propagam no objeto. Apresente a resposta em metros por segundo, arredondada às unidades.

Questão 10

Duas substâncias, substância A e substância B, têm impedâncias acústicas de 𝑍 e 𝑍, respectivamente, onde 𝑍=1,2/kgms. As substâncias se encontram em uma fronteira. A intensidade das ondas sonoras que se propagam na substância A antes de chegar ao limite é 𝐼 e depois de refletir a partir da fronteira é 𝐼. A razão de 𝐼 para 𝐼 é 0,42. Determine 𝑍. Responda com duas casas decimais.

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