1
PENGARUH PENAM BAHAN JARAK TERHADAP SUM BER BUNYI BIDANG
DATAR BERBENTUK LINGKARAN
Agus M artono1, Nur Aji W ibow o1,2, Adita Sutresno1,2,*
1
Program St udi Pendidikan Fisika, Fakult as Sains dan M at emat ika 2
Program St udi Fisika, Fakult as Sains dan M at emat ika Universit as Krist en Sat ya Wacana
Jl. Diponegoro52-60 Salat iga Jaw a Tengah 50711
Abst rak
Sumber bunyi bidang datar berbent uk lingkaran mengalami pengurangan t ingkat t ekanan bunyi kurang dari 3 dB untuk jarak pendengar lebih kecil dari jari-jari sumber bunyi sedangkan unt uk jarak pendengar lebih besar dari jari-jari sumber bunyi, pengurangan t ingkat t ekanan bunyi berkisar 6 dB. Berdasarkan t eori tersebut , sumber bunyi lingkaran dibuat sepert i dinding dan dit engah-tengah dinding dibuat sebuah jendela lingkaran yang dimaksud ket ika dilalui bunyi akan menghasilkan sebuah efek bent uk perambatan yang berupa lingkaran. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengetahui pengaruh penambahan jarak terhadap penurunan t ingkat t ekanan bunyi unt uk beberapa frekuensi (850 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz dan w hit e noise). Dari hasil pengukuran didapat kan bahw a penambahan jarak mempengaruhi penurunan t ingkat t ekanan bunyi dimana unt uk jarak pengukuran lebih kecil dari jari-jari sumber bunyi akan mengalami penurunan dibawah 3 dB, sedangkan unt uk jarak pengukuran yang hampir sama dengan jari-jari sumber bunyi penurunan tingkat t ekanan bunyi mendekat i penurunan sumber garis dan unt uk jarak pengukuran lebih besar dari jari-jari sumber bunyi akan mengalami penurunan t ingkat t ekanan bunyi sepert i sumber t it ik.
Kat a kunci : Sumber Bunyi Bidang Datar Berbent uk Lingkaran, Kebisingan
* Alamat kontak: adita@st aff.UKSW.edu
2
Bent uk jendela disini berm acam -m acam seperti bujur sangkar, persegi panjang, dan lingkaran. Saat bunyi m elew at i jendela t ersebut m aka bunyi akan m enghasilkan efek bent uk (pola) peram bat an bunyi yang berbeda-beda pula. Sebagai cont oh saat bunyi m asuk m elalui jendela yang berupa lingkaran m aka efek bent uk peram bat annya berupa lingkaran dan dapat dikat akan sebagai sebuah sum ber bunyi bidang datar berbent uk lingkara. Sum ber bunyi bidang dat ar berbent uk lingkaran ini akan m engalam i pengurangan t ingkat t ekanan bunyi t erhadap pendengar.
Bunyi yang dihasilkan oleh sebuah keret a api at au kendaraan disebuah t erow ongan yang m enyebarkan bunyi menuju bukaan t erow ongan m erupakan cont oh dari sum ber bunyi berbent uk lingkaran. Dim ana t ingkat it ensit as bunyi dan t ingkat t ekanan bunyi keduanya bunyi akan m engalami penurunan set iap dilakukan penggandaan jarak. Tujuan dari penelit ian ini unt uk m enget ahui pengaruh penam bahan jarak t erhadap tingkat t ekanan bunyi (SPL= sound pressure level) unt uk sum ber bunyi lingkararan dat ar.
2. DASAR TEORI 2.1. Pengertian Bunyi
Bunyi adalah suat u bent uk gelom bang longit udinal yang m eram bat m elalui rapat an dan renggangan t erbent uk oleh part ikel zat perant ara sert a dit im bulkan oleh sum ber bunyi yang m engalami get aran. Frekuensi perubahan bunyi berkisar ant ara kurang dari 1 Hz hingga beberapa rat us kHz, t et api hanya yang t erlet ak dalam daerah ant ara 16 Hz dan 16 kHz saja yang dapat t erdengar, at au dapat didet eksi oleh t elinga m anusia.[4]
2.2. Intensitas Bunyi[5] it ensit as (IL, int ensit y level) yang didefinisikan sebagai
3
dengan Io adalah int ensit as acuan yang dipakai int ensit as sebesar 10
-12
/ , yang diperoleh dari t ekanan bunyi acuan 0,00002 / . I2 int ensit as pada jarak ke dua. Hubungan t ingkat int ensit as (IL) dan t ingkat t ekana bunyi (L) didefinisikan sebagai
= 10 log (3) yang m ana P adalah t ekanan bunyi yang dinyat akan dalam dB. Dibaw ah ini adalah hubungan ant ara t ekanan bunyi dengan int ensit as bunyi
= (4) dengan P adalah t ekanan rat a-rat a bunyi di penerim a ( / ),
ρ
adalah kerapat an udara( / ), dan c adalah kecepat an bunyi di udara ( / ). Sehingga hubungan ant ara t ingkat int ensit as (IL) dengan t ingkat t ekanan bunyi (L) adalah
= (5) dengan IL t ingkat int ensit as bunyi (dB) dan L t ingkat t ekanan bunyi (dB). Ini berart i bahw a secara num erik dit unjukan oleh angka yang sam a.
Unt uk m enent ukan t ingkat t ekanan bunyi dit it ik berjarak d dari sum ber bunyi yait u
= (6) dengan m em asukkan persam aan (6) ke persam aan (3) m aka akan didapat kan hubungan = log (7)
2.3. Sumber Bunyi Lingkaran Datar (cilcular plane noise source)[3]
Ket ika sum ber bunyi berupa lingkaran, m em iliki jari-jari R, kit a dapat m enghit ung int ensit as bunyi pada suat u t it ik penerim a pada garis t egak lurus dari pusat sum ber bunyi lingkaran. Unt uk gam bar 1 dibaw ah, kerapat an energi ditit ik penerim a P, dari jarak d dari pusat sum ber, diberikan oleh:
=
∫
( ) =
∫
(8) at au= log 1 + (9) dim ana W adalah kekuat an suara persat uan luas.
4
Unt uk m enyat akannya dalam ukuran desibel (dB), m aka:
(10) Persam aan ini m enunjukan bahw a t ingkat t ekanan bunyi unt uk sum ber lingkaran berkurang 6 dB set iap dilakukan penggandaan jarak dari sum ber bunyi.
3. M ETODOLOGI PENELITIAN
3.1. M embuat rancangan sumber bunyi bidang datar berbentuk lingkaran (Cilcular Pla ne noise Source)
Rancangan sum ber bunyi lingkaran dat ar dibuat sepert i dinding. Dinding dibuat dari papan t riplek dengan ukuran 2.3 met er x 2.08 m et er dan t ebal 0.005 m et er, kedua sisi t riplek diberi penyangga agar t riplek dapat berdiri dengan t egak selayaknya sebuah dinding. Dit engah-t engah dinding dibuat sebuah jendela lingkaran dengan diam et er lingkaran 0.5 m et er yang dim aksud agar ket ika dilalui oleh bunyi akan m enghasilkan sebuah efek bent uk (pola) peram bat an berupa lingkaran. Desain sum ber bunyi lingkaran dat ar sepert i pada gam bar 2.
Gambar 2: Desain sum ber bunyi lingkaran bidang dat ar (Cilcular Plane Noise Source)
3.2. Tahap pengukuran
Pengukuran dilakukan unt uk m enget ahui seberapa besar t ingkat t ekanan bunyi yang akan dihasilkan ketika suasana dalam keadaan berisik at au ada sum ber bunyi yang diberikan.
Alat dan bahan yang digunakan dalam pengukuran ini adalah sound level met er (SLM ) yang digunakan unt uk m engukur t ingkat t ekanan bunyi, sebuah speaker ACR 8Ω/200W yang berfungsi sebagai alat pengeluar bunyi (out put), dan am plifier sebagai penguat . Sum ber bunyi yang digunakan dalam penelit ian ini ada dua yait u sinyal generat or sebagai sum ber bunyi t unggal (single t one) dengan frekuensi 850 Hz, 1000 Hz, dan 1250 Hz sebagai input. Dan sum ber bunyi w hit e noise dari program Adobe Audit ion 3.0 sebagai sum ber bunyi mult i t one.
5
sum ber bunyi lingkaran bidang dat ar kem udian mencat at berapa besar t ingkat t ekanan bunyi yang dihasilkan. Set elah it u, jarak SLM akan diubah m enjadi 0.1 m et er dari pusat sum ber bunyi bidang dat ar berbent uk lingkaran kem udian ukur lagi berapa t ingkat t ekanan bunyi yang dihasilkan. Perubahan jarak at au yang lebih dikenal sebagai penggandaan jarak akan dit eruskan pada jarak 0.2 m et er, 0.4 m et er, 0.8 m et er, 1 m et er, 2 m et er dan 4 m et er. Unt uk m em perm udah dalam m elakukan perubahan jarak, t iang penyangga SLM dibuat m enem pel pada sebuah rel yang diberi skala. Sehingga ket ika m elakukan perubahan jarak t iang penyangga SLM hanya perlu digeser-geser pada skala yang sudah dit et apkan.
Gambar 3: Cara pengam bilan dat a
Pengukuran dilakukan pada malam hari ant ara pukul 20.00-24.00 dilapangan sepak bola yang t erlet ak dit engah kam pus UKSW, dengan t ingkat t ekanan bunyi sekit ar (back ground noise) selam a pengukuran adalah 52 dB. Kondisi lapangan berum put dan pada seluruh bagian t epi lapangan t erdapat pepohonan dan dikedua sisi lapangan sisi ut ara dan selat an t erdapat ruangan kelas . Disisi barat lapangan t erdapat Balairung Ut am a dan disisi t im ur t erdapat t am an, bukit dan kafe.
4. HASIL DAN ANALISIS
6
Tabel 1. Dat a pengukuran t ingkat t ekanan bunyi (SPL= sound pressure level)
(m) / (n)
Frekuensi 850 Hz Frekuensi 1000 Hz Frekuensi 1250 Hz W hite noise
∆ ∆/ ∆ ∆/ ∆ ∆/ ∆ ∆/
7
Gambar 4: (a). grafik tingkat t ekanan bunyi frekuensi 850 Hz, (b). grafik tekanan bunyi w hit e noise, (c). grafik t ingkat t ekanan bunyi frekuensi 1000 Hz dan (d). grafik tingkat t ekanan bunyi frekuensi 1250 Hz
Berdasarkan gam bar 1. Dapat dikelom pokan m enjadi 2 kelom pok yait u kelom pok pert am a unt uk frekuensi 850 Hz dan w hit e noise yang m enunjukkan hasil penurunan t ingkat t ekanan bunyi relat ive lebih baik jika dilihat dari hasil fit t ing, dan penurunan t ingkat t ekanan bunyi pada frekuensi 850 Hz dan w hit e noise ini lebih baik jika dibandingkan dengan kelom pok ke dua yang t erdiri dari frekuensi 1000 Hz dan 1250 Hz.
Unt uk frekuensi 850 Hz dengan nilai axis / kecil (0.2, 0.4, 0.8) at au dim ana d lebih kecil dari jari-jari sum ber bunyi, m engalam i penurunan t ingkat t ekanan bunyi juga relat ive kecil yait u dibaw ah 3 dB. Sedangkan unt uk nilai axis / sedang (1.6, 3.2, 4), m engalami penurunan t ingkat t ekanan bunyi m endekat i nilai 3 dB dan hasil ini m enyerupai seperti penurunan t ingkat t ekanan bunyi unt uk sum ber garis[4]. Dan unt uk nilai axis / besar (8 dan 16), m engalami penurunan t ingkat t ekanan bunyi m endekat i nilai 6 dB. Hasil ini m enunjukan bahw a penurunan t ingkat t ekanan bunyi dalam rent ang jarak pengukuran ini m enyerupai sepert i penurunan t ingkat t ekanan bunyi unt uk sum ber t it ik[5].
8
dipast ikan bahw a pada frekuensi 850 Hz dan w hit e noise ini m engalam i penurunan t ingkat t ekanan bunyi sesuai dengan t eorit ik unt uk sum ber bunyi bidang dat ar berbent uk lingkaran.
Sedangkan pada kelom pok ke dua yang t erdiri dari frekuensi 1000 Hz dan frekuensi 1250 Hz, penurunan t ingkat t ekanan bunyi kalau dilihat dari hasil fit t ing banyak t it ik at au nilai hasil pengukuran yang t idak baik dan m enunjukan t idak kesesuaian dengan karakt erist ik dan t eori yang ada. Hal ini disebabkan oleh fakt or lingkungan yang m em pengaruhi dan sangat rent an t erhadap kedua frekuensi t ersebut .
5. KESIM PULAN
Berdasarkan hasil dan analisis m enunjukan bahw a pengukuran yang dekat dengan sum ber bunyi dim ana jarak pengukuran lebih kecil dari jari-jari sum ber bunyi akan m engalam i penurunan dibaw ah 3 dB art inya penurunan t ingkat t ekanan bunyi ini relat ive st abil, sedangkan unt uk jarak pengukuran yang ham pir sam a dengan jari-jari sum ber bunyi penurunan t ingkat t ekanan bunyi m endekat i 3 dB at au m endekat i penurunan sum ber garis dan unt uk jarak pengukuran lebih besar dari jari-jari sum ber bunyi akan m engalam i penurunan t ingkat t ekanan bunyi sepert i penurunan t ingkat t ekanan bunyi sum ber t it ik at au set ara dengan 6 dB.
6. DAFTAR PUSTAKA
[1] M ediast ika, Christ ina E, Ph.D. 2005. Akust ik Bangunan. Jakart a: Erlangga
[2] CHAN Lok Shun Apple. Transmission of sound,2008.
[3] Z. M aekaw e, 1970 : Noise Reduct ion by Dist ance from source of Various Shape,
Kobe, hal. 299-231.
[4] S. Elysabet h. Desain Sum ber Bunyi Garis, 2011
