LAPORAN PRKTIKUM
ESPERIMEN MATERIAL DAN ENERGI
AKUSTIK
OLEH
NAMA : DWI NURFATIMAH
NIM : H21111006
KELOMPOK: IV (EMPAT)
ASISTEN : WA ODE HASTUTI
LABORATORIUM FISIKA MATERIAL DAN ENERGI JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKADAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS HASANUDDIN
BAB I PENDAHULUAN
I.1 Latar Belakang
Akustik yang tidak lain adalah salah satu cabang dari ilmu fisika yang mempelajari tentang suara, bagaimana suatu suara bisa diproduksi/dihasilkan, perambatan, dan dampaknya. Serta mempelajari bagaimana suatu ruang atau medium merespon suara dan karakteristik dari suara itu sendiri yang sensasinya dirasakan oleh telinga.
Lebih luas lagi, ada yang berpendapat bahwa akustik adalah ilmu interdisipliner yang berkaitan dengan studi dari semua gelombang mekanik dalam gas, cairan dan padatan termasuk getaran, USG, suara dan infrasonik.
Penerapan ilmu akustik dapat dilihat di hampir semua aspek masyarakat modern, yang paling jelas adalah industri audio. Ilmu akustik ini sangant banyak berkaitan dengan kehidupan manusia sehari-hari, selama masih ada sumber suara, medium rambatan, dan pendengar maka ilmu akustik akan sangat berguna bagi umat manusia dan mampu meningkatkan kualitas hidup. Maka dari itu, kita perlu lagi memahami lebih lanjut terkait materi akustik ini dengan melakukan suatu sebuah praktikum.
1.2 Ruang Lingkup
I.3 Tujuan
Adapun tujuan dari praktikum akustik, adalah sebagai berikut: 1. Menghitung reduksi bunyi dinding akustik.
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
Bunyi adalah suatu gelombang yang dihasilkan oleh perubahanmekanik dari gas, cair atau padat akibat umbukan antarmolekul-molekulnya.Telinga normal tanggap terhadap bunyi di antara jangkauan frekuensi audio sekitar 20 sampai 20.000 Hz. Kebanyakan bunyi (pembicaraan, musik, dan bising) terdiri dari banyak frekuensi, yaitu komponen-komponen frekuensi rendah, tengah, medium. Karena itu amatlah penting untuk memeriksa masalah-masalah akustik meliputi spektrum frekuensi yang dapat didengar. Frekuensi standar yang dapat dipilih secara bebas sebagai wakil yang penting dalam akustik lingkungan adalah 125, 250, 500, 1000, 2000, dan 4000 Hz atau 128, 256, 512, 1024, 2048, dan 4096 Hz.
Bunyi berdasarkan frekuensi dibedakan menjadi tiga, yaitu:
1. Infrasonik (frekuensi 0 – 16 Hz). Frekuensi ini tidak dapat ditangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya getaran gempa, tanah longsor, getaran truk dan sebagainya.
2. Sonik (frekuensi 16 Hz sampai dengan 20.000 Hz). Frekuensi ini dapat ditangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya suara pembicaran, suara lonceng dan sebagainya.
3. Ultrasonik (frekuensi >20.000 Hz). Frekuensi ini tidak dapat ditangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya getaran yang dihasilkan oleh magnet listrik, getaran Kristal piezoelektrik. Frekuensi ini digunakan dalam bidang kedokteran misalnya USG, diatermi dan sebagainya, karena memiliki daya tembus yang cukup besar.
berbentuk bola (sperik). Gelombang bunyi merambat melalui medium padat, cair, dan gas. Kecepatan rambatnya bergantung pada medium yang dilaluinya.
Telinga manusia tanggap terhadap bunyi pada frekuensi 20 Hz sampai 20.000 Hz, dan ini disebut gelombang suara (sonik). Bunyi kurang dari 20 Hz disebut gelombang bunyi intresonik. Frakuensi yang besar dari 20.000 Hz disebut gelombang ultrasonik, dan banyak digunakan untuk peralatan pendeteksi kesehatan (USG)
Rentang intensitas bunyi yang dapat ditangkap oleh telinga manusia berada pada daerah 10-12 W/m2. Kenyaringan bunyi secara psikologis tidak berubah secara langsung terhadap intensitas bunyi, tetapi mendekati logritmik. Suatus kala logaritmik digunakan untuk menyatakan tingkat tekanan bunyi. Tingkat tekanan bunyi dinyatakan dengan decibel (dB).
Tingkat tekanan bunyi pendengaran manusia berkisar 0-120 dB.Nilai 0 disebut ambang pendengaran dan nilai 120 dB adalah ambang rasa sakit untuk manusia. Bunyi yang merambat mengalami pemantulan, pembeokan, penyerpan, penyebaran, dan juga diteruskan.ini sangat bergantung pada medium yang dilaluinya,
mengalikan luas permukaan dengan mengalikan luas permukaan dengan mengalikan luas permukaan dengan koefisien penyerapan bunyi.
S = A.α ………(2.1) Dengan :
S = penyerapan bunyi (sabin) A = luas permukaan (m2) α = koefisien penyerapan bunyi
Bunyi yang berkepanjangan akibat pemantulan berkali-kali dalam ruang tertutup setelah sumber bunyi dihentikan disebut dengung. Pendalian dengung dalam rancangan akustik ruangan mengharuskan adanya besaran lain yang disebut waktu dengung (RT = Reverberation Time). Ruangan tertutup dengan volume yang relative kecil memiliki waktu dengung yang bergantung koefisien penyerapan bunyi.jika koefisien penyerapan bunyi rata-rata lebih besar dari 0,1 digunakan persamaan:
Bahan menyerap bunyi dengan cara yang berbeda pada frekuensi yang berbeda pula. Terdapat bahan yang menyerap bunyi dengan baik pada frekuensi tinggi, sementara ada bahan lain pula yang menyerap dengan baik pada frekuensi rendah. Pola penyerapan yang berbeda untuk frekuensi yang berbeda sepenuhnya tergantung pada molekul bahan-bahan tersebut dan merupakan karakter bahan yang bersangkutan.Efisiensi penyerapan suatu bunyi suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu dinyatakan oleh koefisien penyerapan bunyi.Koefisien penyerapan bunyi suatu permukaan adalah bagian energi bunyi dating yang diserap, atau tidak dipantulkan oleh permukaan. Permukaan interior yang keras, yang tak dapat ditembus (kedap), seperti bata, bahan bangunan batu, dan beton, biasanya menyerap energi gelombang bunyi datang kurang dari 5% (0,05). Di lain pihak, isolasi tebal menyerap energi gelombang bunyi yang datang lebih dari 80% (koefisien penyerapan di atas 0,8).
Dalam kepustakaan akustik arsitektur dan pada lembaran informasi yang diterbitkan oleh pabrik-pabrik dan penyalur, bahan akustik komersial kadang-kadang dicirikan oleh koefisien reduksi bising, yang merupakan rata-rata dari koefisien penyerapan bunyi pada frekuensi 250, 500, 1000, dan 2000 Hz yang dinyatakan dalam kelipatan terdekat dari 0,05. Nilai ini berguna dalam membandingkan penyerapan bunyi bahan-bahan akustik komersial secara menyeluruh bila digunakan untuk tujuan reduksi bising.
Bahan-bahan penyerap bunyi dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
1. Bahan berpori, seperti papan serat (fiberboard), plesteran lembut, mineral wools, dan selimut isolasi, memiliki karakteristik dasar suatu jaringan seluler dengan pori-pori yang saling berhubungan. Energi bunyi datang di ubah menjadi energi panas dalam pori-pori ini. Bahan-bahan selular, dengan sel yang tertutup dan tidak saling berhubungan seperti damar busa, karet selular, dan gelas busa, adalah penyerap bunyi yang buruk. Penyerap berpori mempunyai karakteristik penyerapan bunyinya lebih efisien pada frekuensi tinggi dibandingkan pada frekuensi rendah dan efisiensi akustiknya membaik pada jangkauan frekuensi rendah dengan bertambahnya tebal lapisan penahan yang padat dan dengan bertambahnya jarak dari lapisan penahan ini. Bahan berpori ini antara lain ubin selulosa, serat mineral, serat-serat karang (rock wool), serat-serat gelas (glass wool), serat-serat kayu, lakan (felt), rambut, karpet, kain dan sebagainya.
2. Penyerap panel atau selaput merupakan penyerap frekuensi rendah yang efisien. Bila dipilih dengan benar, penyerap panel mengimbangi penyerapan frekuensi sedang dan tinggi yang agak berlebihan oleh penyerap-penyerap berpori dan isi ruang. Jadi penyerap ruang menyebabkan karakteristik dengung yang serba sama pada seluruh jangkauan frekuensi audio. Penyerap-penyerap panel yang berperan pada penyerapan frekuensi rendah antara lain panel kayu dan hardboard, gypsum boards, langit-langit plesteran yang digantung, plesteran berbulu, jendela, kaca, dan pintu. Bahan-bahan yang berpori yang diberi jarak dari lapisan penunjangnya yang padat juga berfungsi sebagai penyerap panel yang bergetar dan menunjang penyerapan pada frekuensi rendah.
Bahan-bahan akustik dimaksudkan untuk mengkombinasikan fungsi penyerapan bunyi dan penyelesaian interior, maka dalam pemilihan lapisan akustik sejumlah pertimbangan di luar segi akustik juga harus diperhatikan. Perincian berikut ini harus diperiksa dalam pemilihan lapisan-lapisan penyerap bunyi yaitu mengenai koefisien penyerapan bunyi pada frekuensi-frekuensi wakil jangkauan frekuensi audio, penampilan (ukuran, tepi, sambungan, warna, jaringan), daya tahan terhadap kebakaran dan hambatan terhadap penyebaran api, biaya instalasi, kemudahan instalasi, keawetan (daya tahan terhadap tumbukan, luka-luka mekanis, dan goresan), pemantulan cahaya, ketebalan dan berat, nilai insulasi termis, daya tarik terhadap kutu, kutu busuk, jamur, kemungkinan penggantiannya dan kebutuhan serentak akan insulasi bunyi yang cukup.
Jenis bahan peredam suara yang sudah ada yaitu bahan berpori, resonator dan panel.Dari ketiga jenis bahan tersebut, bahan berporilah yang sering digunakan.Khususnya untuk mengurangi kebisingan pada ruang-ruang yang sempit seperti perumahan dan perkantoran. Hal ini karena bahan berpori retaif lebih murah dan ringan dibanding jenis peredam lain Material yang telah lama digunakan pada peredam suara jenis ini adalah glasswool dan rockwool.
Table 2.1 Singkap bising yang diijinkan seperti yang dinyatakan dalam Walsh-Healay Public Contracts Act (United States).
Menurut Keputusan Menteri Kesehatan No. 261/MENKES/SK/II/1998 Tingkat pajanan kebisingan maksimal selama 1 hari pada ruang proses produksi adalah sebagai berikut :
Table 2.2 Tingkat kebisingan yang diijinkan
No Tingkat Kebisingan (Dba) Pemaparan Harian
III.1 Alat dan Bahan III.1.1 Alat dan Fungsinya
Adapun alat yang digunakan dalam praktikum iniialah: 1. Soundlevel Meter
Soundlevel meter berfungsi sebagai alat pengukur tingkat tekanan bunyi.
2. Osilator Audio (Speaker)
Osilator audio (Speaker) berfungsi sebagai sumber bunyi.
3. Sine Wave Generator
4. Kotak Penguji
Kotak penguji berfungsi sebagai ruang untuk menyusun alat sekaligus alat untuk mengisolasi bunyi.
5. Meteran
Meteran berfungs isebagai alat pengukur satuan panjang.
Adapun bahan yang digunakan dalam praktikum ini ialah:
Sekam padi
Sekam padi berfungsi sebagai sampel yang digunakan untuk menyerap bunyi.
III.2 Prosedur percobaan
1) Menyiapkan alat dan bahan yang dibutuhkan.
2) Mengukur panjang,lebar dan tinggi kotak penguji, kemudian menghitung volume dan luas kotak kosong.
3) Menyusun alat dalam kotak penguji dengan susunan yaitu Sine wave generator, speaker dan sound level meter.
6) Menyusun sampel sekam pada dinding kotak penguji.
t = 31,8 cm
a) Luas kotak pengujian
A = p x l = 124,7 x 27,4 = 3403,08 cm2 = 0,3403 m2
b) Volume kotak pengujian
V = p x l x t = 124,7 x 27,4 x 31,8 = 108217.944 cm2 = 0,1082 m3
c) Reduksi bunyi untuk sensor menghadap sumber bunyi NR = L0 – L
NR(125Hz) = L0 – L = 86,6 – 80.7 NR(500Hz) = L0 – L = 80.5 – 75.1
= 5.9 = 5.4
NR(250Hz) = L0 – L = 91.8 – 88,4 NR(800Hz) = L0 – L = 80.5 – 69.7
= 3.4 = 10.8
d) Reduksi bunyi untuk sensor membelakangi sumber bunyi NR = L0 – L
NR(125Hz) = L0 – L = 86.6 – 78.4 NR(500Hz) = L0 – L = 78.8 - 66.9
= 8.2 = 11.9
NR(250Hz) = L0 – L = 95,9 – 87.7 NR(800Hz) = L0 – L = 72.0 - 81.1
= 8.2 = -9.1
e) Koefisien penyerapan bunyi untuk sensor menghadap sumber bunyi α = (LS – L) / LS
α(125Hz) = (LS – L) / LS α(500Hz) = (LS – L) / LS
= (101.2 – 80.7) / 101.2 = (103.3 – 75.1) / 103.3
α(250Hz) = (LS – L) / LS α(800Hz) = (LS – L) / LS
= (106.6– 88.4) / 106.6 = (106.1 – 69.7) / 106.1
= 0,171 = 0,343
f) Koefisien penyerapan bunyi untuk sensor membelakangi sumber bunyi α = (LS – L) / LS
g) Waktu dengung untuk sensor menghadap sumberbunyi
RT= k v
RT= k v
sensor membelakangi sumber bunyi diperoleh L0= 78,8 dB dan Ls = 82,1 dB. Dan untuk frekuensi 800Hz diperoleh L0= 80.5 dB dan Ls = 106,1 dB untuk posisi sensor menghadap sumber bunyi, sedangkan untuk posisi sensor membelakangi sumber bunyi diperoleh L0= 72,0 dB dan Ls = 80,2 dB.
Dari data yang diperoleh nilai lo pada frekuensi 500 Hz dan 800 Hz sama. Selain itu tekanan bunyi lebih besar pada frekuensi 250 Hz dibandingkan dengan frekuensi 500 Hz. Sehingga data ini mempengaruhi nilai waktu dengungnya. Adapun ketidaksesuaian nilai yang diperoleh mungkin disebabkan oleh pengaruh kondisi peralatan yang digunakan dan faktor lingkungan sehingga berdampak pada keakuratan hasil dari pengukuran yang menyebabkan nilai praktikum melenceng dari teori yang seharusnya.
V.1 Kesimpulan
Adapun kesimpulan dari praktikum tersebut adalah: 1. Semakin tinggi frekuensi semakin rendah reduksi bunyi.
2. Pemasangan bahan berupa sekam mempengaruhi bunyi karena terjadi penyerapan bunyi (α) yang dalam praktikum ini besarnya 0.023, 0.171, 0.273 dan 0,343 untuk posisi sensor menghadap ke sumber bunyi, dan α sebesar 0.138, 0.185, 0.052 dan -0,011 untuk posisi sensor membelakangi sumber.
3. Waktu dengung dinding akustik dapat ditentukan bergantung besar frekuensi, volume ruang dan penyerapan total yang terjadi dalam ruang tersebut.
Anonym.2011.FisikaGelombang.
http://file.upi.edu/...Gelombang_bunyi.pdf.
