LAPORAN FISIKA EKSPERIMEN II TARAF INTENSITAS BUNYI (Acara 3)
Di susun oleh : Dewi Atikoh
(H1E013049)
Alga Pramudya W. (H1E013050)
Asisten : Almas Gediana Hari/Tanggal : Pelaksanaan Praktikum : Rabu/18 Mei 2016 Pengumpulan Laporan : Rabu/ 1 Juni 2016
SEMESTER GENAP TAHUN AKADEMIK 2015/2016
LABORATURIUM FISIKA INTI DAN MATERIAL JURUSAN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMAN PURWOKERTO 2016
TARAF INTENSITAS BUNYI Alga Pramudya. W., Dewi Atikoh Abstrak Percobaan ini bertujuan menentukan taraf intensitas bunyi dari sumber bunyi (sirine), serapan energi gelombang bunyi di udara, hal-hal yang mempengaruhi penjalaran gelombang bunyi, dan membuat peta sebaran intensitas bunyi. Proses pengukuran taraf intensitas bunyi dengan cara meletakan sumber bunyi pada ketinggian 150 cm, kemudian lakukan pengukuran kecepatan angin dan taraf intensitas bunyi dengan menggunakan SLM pada jarak 5 m, 10 m, 15 m, 20 m, 25 m, dan 30 m sesuai dengan arah mata angin. Hasil yang diperoleh dari praktikum ini antara lain : pada intensitas bunyi diperoleh hasil 0,02 dB ; 0,005 dB ; 0,002 dB ; 0,001 dB ; 0,0008 dan 0,0005 dB. Sedangkan untuk serapan energi gelombang bunyi diudara adalah 103,04 ; 97,02 ; 93,5 ; 91,0 ; 89,0 ; dan 87,4. Nilai taraf intensitas bunyi dipengaruhi oleh kecepatan angin, kebisingan latar, temperature dan kelembaban. Peta kontur yang diperoleh menjelaskan penyebaran intensitas bunyi dilapangan karangwangkal. Kata Kunci : Taraf Intensitas Bunyi, Gelombang Bunyi, Peta Kontur.
LEVELS OF SOUND INTENSITY Abstract The purpose of this experiment are to determine level of sound intensity from sound source (siren), absorption of energy of sound waves in the air, the things spreads influencing of sound waves, and make sound intensity distribution maps. The process of measuring the level of intensity of the sound by placing the sound source at a height of 150 cm, then take the measurement of wind speed and intensity of the sound level by using the SLM at a distance of 5 m, 10 m, 15 m, 20 m, 25 m, dan 30 m in accordance with the direction of the wind. The results of this lab, among others: the sound intensity values obtained 0,02 dB ; 0,005 dB ; 0,002 dB ; 0,001 dB ; 0,0008 dan 0,0005 dB. As for the energy absorption of sound waves in the air is 103,04 ; 97,02 ; 93,5 ; 91,0 ; 89,0 ; dan 87,4. Values sound intensity level is influenced by wind speed, background noise, temperature and humidity. Contour map obtained explain the spread of the sound intensity karangwangkal field. Keywords : Level of Sound Intensity, Sound Wave, Contour Map.
BAB I PENDAHULUAN 1.1.
Latar Belakang Bunyi sering dikaitkan dengan indra pendengaran beserta fisiologi telinga dan otak. Gelombang bunyi mampu menginterpretasikan sesuatu yang datang ke telinga. Intensitas bunyi yang dapat didengar oleh telinga hanya berkisar 20-20000 Hz. Jika terlalu kecil atau terlalu besar, maka telinga tidak dapat menangkapnya (mendengar). Agar penggunaan bunyi sesuai dengan daya tangkap telinga (khususnya telinga manusia), maka diperlukan pengukuran intensitas bunyi. Pengukuran taraf intensitas bunyi dilakuan dengan percobaan taraf intensitas bunyi.
1.2.
Tujuan
1. Menentukan Taraf Intensitas Bunyi dari sumber bunyi (sirine) 2. Menentukan serapan energi gelombang bunyi di udara 3. Menentukan hal-hal yang berpengaruh pada penjalaran gelombang bunyi
4. Menetukan peta sebaran intensitas bunyi
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Gelombang bunyi merupakan gelombang,mekanik karena membutuhkan medium untuk merambat dan juga termasuk gelombang longitudinal karena gelombangnya searah dengan arah rambat. Gelombang tidak dapat merambat di dalam ruang hampa udara karena dalam ruang udara tidak ada pertikel-partikel udara. Karena bunyi sebagai gelombang, maka bunyi memiliki sifat-sifat yang sama dengan sifat-sifat gelombang diantaranya : 1. Refleksi (dapat dipantulkan) Bunyi dapat dipantulkan terjadi apabila bunyi mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca, dan seng. 2. Reflaksi (dapat dibiaskan) Reflaksi merupakan pembelokkan arah lintasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda. 3. Interferensi (dapat dipadukan) Interferensi bunyi sama seperti interferensi cahaya yang memerlukan dua sumber bunyi yang koheren. 4. Difraksi (dapat dilenturkan) Difraksi merupakan peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit (Halliday dan Resnick, 1989). Sumber bunyi adalah semua benda yang bergetar dan menghasilkan suara merambat melalui medium atau zat perantara sampai ke telingan. Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Syarat terjadinya bunyi adalah :
Sumber bunyi Sumber bunyi merupakan benda-benda yang menghasilkan bunyi, diantaranya : berbagai alat music seperti gitar, piano, seruling, dan lain-lain.
Zat perantara (medium) Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang tidak tampak. Bunyi hanya dapat merambat melalui medium perantara. Tanpa medium perantara bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak akan
terdengar. Berdasarkan penelitian, zat padat merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan gas. Contoh : udara, air, dan kayu.
Pendengar Bunyi dapat didengar apabila ada pendengar. Manusia dilengkapi indra pendengar, yaitu telinga sebagai alat pendengar.Getaran yang berasal dari benda-benda yang bergetar, sampai ke telinga kita pada umumnya melalui udara dalam bentuk gelombang. Karena gelombang yang berada di udara hanya gelombang longitudinal, maka bunyi merambat melalui udara selalu dalam bentuk gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah perapatan dan perenggangan yang dapat merambat melalui ketiga wujud zat yaitu : wujud padat, cair dan gas. Bunyi atau suara dapat terdengar karena adanya gangguan yang menjalar ke
telinga pendengar. Cepat rambat gelombang adalah kecepatan gelombang suara ketika berjalan menembus medium. Kecepatan ini dipengaruhi oleh sifat dan kerapatan medium yang dilaluinya (Wihantoro, 2000). Pada medium yang sama, cepat rambat gelombang akan sama walaupun frekuensinya berbeda. Dalam medium gas (udara) pada umumnya gelombang bunyi mempunyai kelajuan yang dapat dirumuskan sebagai berikut: v=
√
Pγ ρ
,
dengan : P menyatakan tekanan tak tergantung γ adalah
Cp Cv
, yaitu rasio kalor jenis gas pada volume tetap. Untuk
gas dwiatomik seperti oksigen, nitrogen dan udara, nilai γ -nya adalah 7/5 atau 1,4. Intensitas gelombang bunyi di suatu titik didefinisikan sebagai laju garis gelombang bunyi rata-rata yang diasumsikan sebagai laju garis gelombang bunyi rata-rata yang ditransmisikan dalam arah tertentu melalui satu satuan luasan yang tegak lurus. Persamaan Intensitas gelombang bunyi (I) adalah :
I=
W A
,
dengan : I : Intensitas (watt/m2) A : luasan yang melingkupi sumber (m2) dan W : daya (watt). Intensitas suatu sumber gelombang bunyi juga bergantung pada jenis atau tipe sumber tersebut. Untuk sumber yang berbentuk titik, misalnya sumber berupa mesin, pesawat atau pabrik, intensitas gelombang tersebut merupakan fungsi jarak r dari sumber tersebut, yaitu : I=
W 2 4πr
.
Kekerasan gelombang bunyi atau taraf intensitas bunyi biasanya dinyatakan dalam satuan decibel (dB), yaitu : SL ( dB ) =10 log
I I0
,
dengan : I : intensitas I0 : intensitas ambang (10-12 W/m2)
(Hartono, 2006).
BAB III METODE PENELITIAN 3.1. Waktu dan Tempat Percobaan Taraf Intensitas Bunyi dilaksanakan pada hari Rabu, 18 Mei 2016 di Laboratorium Fisika Inti dan Material Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jenderal Soedirman. Tempat
pengambilan
data
dilakukan
di
Lapangan
Kelurahan
Karangwangkal pada pukul 08.00 WIB sampai selesai.
3.2.
Alat dan Bahan No Alat dan Bahan . 1. 2 buah Sound Level Meter (SLM) 2. Annemometer
3.3.
3.
Termometer
4.
Higrometer
5.
Accu/Baterai
6.
Sirine
7.
2 buah Meteran pita, 50m
8.
Tiang penyangga (150 cm)
Langkah Kerja 1. Meletakkan sumber bunyi berupa sirine dengan frekwensi tertentu pada ketinggian 150 cm. (Meletakkan kalkson/sirine ditengah-tengah lokasi pengukuran)
2. Menghidupkan sumber bunyi dengan volume maksimum 3. Mengukur taraf intensitas bunyi sirine tersebut dengan sound level meter pada jarak 5 m, 10 m, 15 m, 20 m, 25 m, dan 30 m masing-masing 2 kali pada setiap jarak
4. Melakukan langkah 3 untuk arah yang lain
5. Mengukur sumber bunyi latar yang berasal dari sumber bunyi lain yang ada, (misalnya kendaraan bermotor, angin dan lain-lain) pada tempat pengukuran dengan cara mematikan sirine
6. Mengukur kecepatan angin, arah angin, suhu dan kelembaban udara selama pengukuran berlangsung.
3.4.
Flowchart
aksimum dan mengukur taraf intensitas bunyi sirine pada jarak 5m, 10 m, 15 m, 20 m, 25 m, dan 30 m di sisi utara, selatan, barat, timur, te
Apakah sudah melakukan pengulangan sebanyak 2 kali?
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1. Hasil A. Data Pengamatan dan Perhitungan
N o
1
2
3
4
5
Jarak (m) 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20
Data Taraf Intensitas Bunyi Kecepata Arah n Taraf Mata Angin Intensitas Angin (m/s) 0,2 0 87,8 87,9 0 0,1 81,5 79,4 0,6 1,3 74,5 75,2 barat 0,1 0,3 69,9 75,7 1,7 0,9 72,9 74,2 0 0 72,4 71,5 0,2 0 87,8 85,7 0 0,1 83,9 69,8 0,6 1,3 74,8 75,5 timur 0,1 0,3 75,7 75,8 1,7 0,9 75,7 76,1 0 0 73,2 74,4 0,4 0,3 72,4 71,3 0,6 0,9 74,1 73,5 1,3 0,9 76 76,3 selatan 1,8 2,4 78,5 77,8 0,8 0,7 80,2 81,5 0,1 0,3 86,2 86,6 0,4 0,3 73,1 73,7 0,6 0,9 74,9 75,6 1,3 0,9 77,8 76,9 utara 1,8 2,4 75,1 77,1 0,8 0,7 80,2 80,8 0,1 0,3 86,6 86 0,2 0,1 tenggara 73,9 74,7 0 0,1 75,7 76,4 1,4 1,4 76,6 76,2 0,9 0,7 77 76,3
Taraf Intensitas Ratarata 87,85 80,45 74,85 72,8 73,55 71,95 86,75 76,85 75,15 75,75 75,9 73,8 71,85 73,8 76,15 78,15 80,85 86,4 73,4 75,25 77,35 76,1 80,5 86,3 74,3 76,05 76,4 76,65
6
7
8
25 30 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30 5 10 15 20 25 30
0,4 0,8 0,2 0 1,4 0,9 0,4 0,8 0,4 0,4 0,1 0,5 1,1 1,4 0,4 0,4 0,1 0,5 1,1 1,4
0,5 0,2 0,1 0,1 1,4 0,7 0,5 0,2 0,4 0 0 0,5 1,5 1,5 0,4 0 0 0,5 1,5 1,5
barat laut
barat daya
timur laut
80 86,2 72,5 74,7 74,2 78,2 80,3 86,8 71,6 72,6 76,5 76,2 81,1 86,9 73,6 77,1 77,9 78,8 81 86,8
81,2 87,6 70,1 75,6 76,2 75,7 80,1 86,5 70,8 73,4 76,1 78 80,7 86,8 74,3 76,3 76,2 75 81,8 86,1
80,6 86,9 71,3 75,15 75,2 76,95 80,2 86,65 71,2 73 76,3 77,1 80,9 86,85 73,95 76,7 77,05 76,9 81,4 86,45
Perhitungan Manual I =
1. I =
W W = A 4 π r2
12,65 =0,02 dB 4 π (5)2
, w= 12,65 watt *. SL(dB) = 10 log
0,02 −12 10
*. SL(dB) = 10 log
0,005 10−12
*. SL(dB) = 10 log
0.002 10−12
*. SL(dB) = 10 log
0.001 −12 10
= 103,04 2. I =
12,65 2 4 π (10) = 0,005 dB
= 97,02 3. I =
12,65 2 4 π (15) = 0,002 dB
= 93,5 4. I =
12,65 2 4 π (20)
= 91,0
= 0,001 dB
5. I =
12,65 2 4 π (25)
= 0,0008 dB
*. SL(dB) = 10 log
0.0008 10−12
=
= 0,0005 dB
*. SL(dB) = 10 log
0.0005 10−12
=
89,06 6. I =
12,65 4 π (30)2
87,47
Dari hasil percobaan juga dibuat peta kontur menggunakan software surfer sebagai berikut :
4.2. PEMBAHASAN Bunyi adalah bentuk gelombang longitudinal, yang merambat secara perapatan dana pereganggan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran. Gelombang bunyi adalah
gelombang
yang
dirambatan
sebagai
gelombang
mekanik
longitudinal yang dapat menjalar dalam medium padat, cair, dan gas. Medium gelombang bunyi ini adalah molekul yang membentuk bahan medium mekanik (Sutrisno, 1982). Taraf intensitas bunyi bisa diartikan dengan tingkat kebisingan suatu bunyi pada pendengaran manusia. Adapun faktor yang mempengaruhi penjalaran gelombang bunyi adalah bentuk geometri sumber, keadaan atmosfer di sekitarnya, dan efek permukaan. Berdasarkan perhitungan yang telah diperoleh, diketahui bahwa nilai Intensitas gelombang bunyi dalam perhitungan tidak sama dengan nilai Intensitas gelombang bunyi yang terukur. Hal ini disebabkan oleh beberapa faktor, diantaranya :
1.
Adanya
angin
yang
berhembus
dari
berbagai
arah
yang
menyebabkan tidak akuratnya nilai yang terukur oleh Sound Level Meter (SLM). 2.
Suara yang dikeluarkan sirine terserap oleh tumbuh-tumbuhan yang ada di sekitarnya.
3.
Adanya pengaruh kecepatan angin, yang menyebabkan nilai Intensitas gelombang bunyi yang terukur lebih kecil dari hasil perhitungan. Pada grafik hubungan antara Jarak dengan Intensitas (dB) dapat
disimpulkan semakin panjang atau jauh dari pusat bunyi jarak yang diukur maka nilai intensitasnya akan semakin kecil. Hal ini disebabkan karena adanya beberapa factor, yaitu : kecepatan angin, temperature, kelembaban, juga kebisingan latar yang terdapat dilokasi pengukuran sangat tinggi, karena dekat dengan jalan dan pemukiman padat penduduk.
BAB V PENUTUP 6.1.
Kesimpulan 1. Nilai taraf intensitas bunyi yang diperoleh dengan pengukuran pada jarak 5 m, 10 m, 15 m, 20 m, 25 m, dan 30 m adalah 0,02 dB ; 0,005 dB ; 0,002 dB ; 0,001 dB ; 0,0008 dan 0,0005 dB. 2. Nilai serapan energi gelombang bunyi di udara adalah 103,04 ; 97,02 ; 93,5 ; 91,0 ; 89,0 ; dan 87,4. 3. Nilai taraf intensitas bunyi yang diperoleh menunjukkan bahwa semakin jauh jarak dari sumber bunyi maka nilai taraf intensitasnya akan semakin kecil. selain itu juga dipengaruhi oleh adanya kecepatan angin, kebisingan latar, temperature dan kelembaban. 4. Peta kontur sebaran intensitas bunyi yang diperoleh adalah :
6.2.
Saran Percobaan sebaiknya dilakukan ditempat yang tidak terlalu banyak adanya kebisingan, sehingga dapat memperoleh nilai taraf intensitas bunyi yang diinginkan.
DAFTAR PUSTAKA Halliday, D., dan Resnick, R., 1989, Fundamental of Physics (3rd ed.), USA, John Wiley and Sons, inc. Hartono, dkk, 2006, Modul Praktikum Eksperimen II , Purwokerto, UNSOED. Sutrisno. 1982, Fisika Dasar, Bandung, ITB. Wihantoro, 2000, Laporan Hasil Penelitian Pengukuran Cepat Rambat Gelombang Bunyi di Udara dengan Bantuan Audio Vibrator dan Cathoda Ray Osciloscope (CRO), Purwokerto, UPT MIPA UNSOED
