acustic

acustic

PENGERTIAN AKUSTIK

By: Vicky Halim M

1. PENGERTIAN AKUSTIK

Akustik adalah ilmu yg mempelajari tentang suara,bagaimana suara diproduksi/dihasilkan, perambatannya, dan dampaknya,serta mempelajari bagaimana suatu ruang / medium meresponi suara dan karakteristik dari suara itu sendiri. Contoh sebuah kejadian dalam kehidupan sehari-hari yang berhubungan dengan akustik :
1. Suara manusia
2. Suara pesawat terbang
3. Suara sirine ambulans
4. Suara alat musik

2. CABANG ILMU AKUSTIK

A. Musical acoustics (acoustics of musical instruments)

B. Electroacoustics (audio,
Loudspeaker and microphone design)

C. Architectural acoustics (auditoriums, listening rooms)

D. Psychoacoustics (human hearing and perception of sound)

E. Underwater acoustics (sonar, echo ranging, military applications)

F. Medical ultrasonics (using sound to kill cancer cells without surgery)


3. SUARA / BUNYI

Ilmu akustik erat kaitannya dengan suara.Apa yg dimaksud dengan suara? Suara adalah sebuah fenomena turut bergetarnya medium akibat getaran yg terjadi. Di dalam karakteristik sebuah suara terdapat :
A. FREKUENSI
Definisi dari frekuensi adalah banyaknya getaran dalam tiap detik. Untuk menghormati Heinrich Rudolf Hertz maka nama belakang dijadikan sebagai Satuan International ( SI )untuk frekuensi. Apa itu 1Hz ? Banyaknya getaran sebanyak 1 kali dalam 1 detik.

1 Hz terdiri dari 1 Gelombang terdiri dari 1 bukit dan 1 lembah.
Sama halnya dengan 25Hz artinya banyaknya getaran sebanyak 25 kali dalam 1 detik dan memiliki 25 bukit dan 25 gelombang.
Beberapa sumber suara memiliki variasi frekuensi, maksudnya adalah saat sumber suara mengeluarkan bunyi, bunyi yang dihasilkan lebih dari 1 frekuensi.

B. DECIBEL (dB)
Decibel adalah satuan dari kekuatan suara. Alexander Graham Bell adalah ilmuwan yang menemukan Taraf Intensitas bunyi.Untuk menghormatinya, maka satuan untuk kekuatan bunyi adalah decibel. Taraf intensitas bunyi terendah yang dapat didengar oleh telingan manusia adalah I = 10-12 W m-2 Nilai intensitas ini disebut harga ambang batas intensitas bunyi. Sedangkan intensitas bunyi yang masih dapat didengar oleh telinga manusia tanpa rasa sakit adalah 10-4 W m-2. Oleh karena interval intensitas bunyi yang dapat merangsang pendengaran manusia itu besar maka intensitas bunyi menggunakan skala logaritmik, bukan skala linear. Logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dan harga ambang intensitas bunyi disebut TARAF INTENSITAS BUNYI.

I = P / A
I = Intensitas bunyi
P = Daya gelombang ( watt )
A = Luas penampang ( m2 )
TI = 10 log I/I0
TI = Taraf Intensitas Bunyi
I = Intensitas bunyi ( W m-2 )
I0 = Harga ambang intensitas bunyi ( W m-2 )
= 10-12 W m-2

Contoh kasus :
1. Suatu sumber bunyi bunyi mengeluarkan suara dengan daya sebesar 20П watt. Tentukan :
a. Intensitas Bunyi ;
b. taraf intensitas bunyi pada jarak 40 cm dari sumber bunyi

Jawaban :
P = 20П W
r = 40 cm = 0,4 meter

a. Intensitas bunyi

I = P / 4Пr2
= 20П W / 4П ( 0,4 )2
I = 31,25 W / m2

b. Taraf intensitas bunyi

TI = 10 log I/I0
= 10 log 31,25 / 10-12
= 10 ( log 31,25- log 10-12 )
= 10 ( 1,49 + 12 )
= 134,9 dB

2. Taraf intensitas suatu sumber bunyi pada jarak 10m adalah 110dB. Berapa taraf intensitas bunyi tersebut pada jarak 100m dari sumber ?

r1 = 10 meter TI1 = 110 dB
r2 = 100 meter TI2 = ?

TI 1 = 10 log I1/I0
TI 2 = 10 log I2/I0

TI 1 – TI 2 = 10 (log I1/I0 – log I2/I0)
= 10 log (I1/I0 : I2/I0 )
= 10 log I1/I2
Mengingat I1 : I2 = 1/ r12 : 1/ r22
Maka I1 / I2 / = r22 / r12 = 1002 / 102 = 102
Dengan demikian, diperoleh
TI 2 = TI 1 – 10 log I1/I2
TI 2 = 110 – 10 log 102
TI 2 = 90 dB

Setiap frekuensi memiliki kekuatan suara secara spesifik.Contoh :

FREKUENSI dB
25Hz 40dB
50Hz 55dB
100Hz 72dB
125Hz 80dB
200Hz 78dB
1Khz 98dB

Dari table diatas dapat disimpulkan :
1. Pada frekuensi 25Hz memiliki kekuatan suara sebesar 40dB.
2. Pada frekuensi 50 Hz memiliki kekuatan suara sebesar 55dB.
3. Pada frekuensi 100 Hz memiliki kekuatan suara sebesar 72dB.
4. Pada frekuensi 125 Hz memiliki kekuatan suara sebesar 80 dB.
5. Pada frekuensi 200 Hz memiliki kekuatan suara sebesar 78 dB.
6. Pada frekuensi 1 Khz memiliki kekuatan suara sebesar 98 dB.

Saat kita mengukur kekuatan suara pada sumber suara dengan menggunakan SPL (Sound Pressure Level) meter maka jarum penunjuk akan menunjuk ke angka yang sesuai dengan kekuatan sumber suara.Seandainya jarum pada SPL meter menunjukan pada angka 90 dB,apakah itu hasil akumulasi rata-rata dari total keseluruhan kekuatan suara yang dikeluarkan? Bukan!!!!Tapi yang dideteksi oleh SPL meter hanya salah satu frekuensi yang paling dominan. Sekarang pertanyaanya adalah, bagaimana jika terdapat 2 sumber bunyi yang memiliki frekuensi sama dan kekuatan suara yang sama? Jawabannya adalah ada penambahan 3dB dari jumlah 1 sumber suara.Contohnya adalah : Jika 1 mesin mengeluarkan kekuatan suara 96 dB maka 2 mesin akan menjadi 96 dB + 3 dB = 99dB bukan 192 dB!!

Ada 3 hal yang mempengaruhi sebuah tatanan akustik ruang,yaitu :
1. Ruang / medium
2. Sumber Suara
3. Penerima suara
Tanpa salah satu dari mereka maka tidak akan pernah terjadi sebuah tatanan akustik. Tanpa ruang / medium bagaimana mungkin suara dapat merambat?Terlebih tanpa sumber suara.Tidak ada penerima suara itu artinya tidak ada pendengar.Tidak ada pendengar adalah hal yang sia-sia membangun akustik ruang yang bagus dan sumber suara bagus tanpa seorang pendengar. Jadi ketiganya harus ada.
Pada saat suara dihasilkan, ada 5 hal yang meliputi mengenai suara:
1. Suara memiliki frekuensi
2. Suara memiliki taraf intensitas bunyi (dB)
3. Suara merambat melalui medium
4. Suara dipantulkan
5. Suara memiliki energi
Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.

4. GELOMBANG BUNYI
Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar maju-mundur. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia,Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

5. KECEPATAN BUNYI
Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara Rumus mencari cepat rambat bunyi adalah v=s:t Dengan s panjang Gelombang bunyi dan t waktu

Hubungan antara kecepatan bunyi, frekuensi dan panjang gelombang adalah :

V = f . λ

V = Kecepatan rambat suara ( m/s )
F = Frekuensi ( Hertz )
λ = Panjang gelombang ( Meter )

6. GEMA

Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing pegunungan, dan kembali kepada kita segera setelah bunyi asli dikeluarkan. Kejernihan ucapan dan musik dalam ruangan atau gedung konser tergantung pada cara bunyi bergema di dalamnya. Gema adalah gelombang pantul/ reaksi dari gelombang yang dipancarkan bunyi.
Setiap ruangan memiliki standart waktu gema ( Reveberation Time ) yang berbeda-beda, tergantung pada setiap kebutuhannya.

 

 ~ Article View (3626)