Le **grandezze acustiche fondamentali** sono: - Pressione acustica - Velocità del suono - Intensità acustica - Densità di energia sonora - Livelli Il fenomeno sonoro si manifesta come una perturbazione di pressione che si sovrappone alla pressione statica del mezzo. #### Pressione acustica La pressione acustica è definita come la differenza tra la pressione totale $P(x,y,z,t)$ in presenza del fenomeno sonoro e la pressione statica del mezzo $P_0$. Quest'ultima, pur oscillando a causa delle variazioni atmosferiche, può essere considerata costante in prima approssimazione: $p(x,y,z,t) = P(x,y,z,t) - P_0$ ![[Pasted image 20250225142152.png]] Le fluttuazioni della pressione si propagano nel mezzo secondo la modalità di propagazione delle onde. La pressione sonora udibile dall'uomo è compresa tra specifiche fasce: $20 \, \mu\text{Pa} \leq p \leq 20 \, \text{Pa}$ Dove $p$ rappresenta la pressione sonora. #### Velocità del suono La velocità di propagazione del suono in un gas perfetto è determinata esclusivamente dalle proprietà fisiche del gas stesso e può essere espressa dalla seguente formula: $\color {orange} c = \sqrt{\frac{\gamma \cdot P_0}{\rho_0}}$ *Dove:* - *$c$ è la velocità del suono.* - *$\gamma = \frac{c_p}{c_v}$ è il rapporto dei calori specifici a pressione costante ($c_p$) e a volume costante ($c_v$).* - *$P_0$ è la pressione del gas.* - *$\rho_0$ è la densità del gas.* La **velocità di propagazione del suono in aria**, considerando l'ipotesi di gas perfetto, varia con la temperatura $t$ secondo la legge: $c = 331.2 + 0.6 \cdot t$ *In condizioni standard, si può approssimare a:* $\color {green} c \approx 340 \, \text{m/s}$ ![[Pasted image 20250225142543.png|400]] #### Intensità acustica L'intensità acustica $J$ è data da: $\color {green} J = \frac{p^2}{\rho \cdot c}$ *Dove:* - *$p$ = pressione acustica* - *$\rho \cdot c$ = impedenza acustica (kg/s/m²)* Se l'onda non è normale al fronte d'onda, si utilizza la formula vettoriale: $J = \frac{dW}{dS} \cos(\alpha)$ #### Densità di energia sonora La densità di energia sonora rappresenta l'energia associata al fenomeno vibratorio per unità di volume: $D(x, y, z, t) = \frac{dE}{dV}$ *Dove:* - *$dE$ = energia acustica* - *$dV$ = volume infinitesimo* #### Livelli di potenza Le grandezze acustiche hanno campi di variabilità molto estesi: è perciò comodo ricorrere a **scale di tipo logaritmico.** Il livello di potenza acustica è misurato in **decibel:** $\color {green} L_W = 10 \log_{10}\left(\frac{W}{W_r}\right)$ Dove $W_r = 10^{-12}$ Watt è la **potenza di riferimento.** Per una potenza acustica uguale alla potenza di riferimento $W_r$, il livello di potenza è 0 dB. **Esempio:** per una potenza $W_1 = 0.05$ Watt, il livello di potenza è: $L_{W_1} = 10 \log_{10}\left(\frac{0.05}{10^{-12}}\right) = 107 \, \text{dB}$ ![[Pasted image 20250225143333.png|400]] ##### Legenda dei simboli utilizzati - $p(x,y,z,t)$ = pressione acustica - $P(x,y,z,t)$ = pressione totale - $P_0$ = pressione statica del mezzo - $c$ = velocità del suono - $\rho$ = densità del mezzo - $J$ = intensità acustica - $D(x, y, z, t)$ = densità di energia sonora - $L_W$ = livello di potenza acustica - $W$ = potenza acustica - $W_r$ = potenza di riferimento