MENENTUKAN POLA RADIASI BUNYI DARI SUMBER BERBENTUK CORONG Robi’ullia Zarni1, Defrianto2, Erwin3 1
Mahasiswa Program Studi S1 Fisika 2 Bidang Akustik Jurusan Fisika 3 Bidang Material Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Kampus Binawidya Pekanbaru, 28293, Indonesia
[email protected]
ABSTRACT A research about determination of radiation pattern of sound intensity inside and outside of a room has been carried out. The source of sound used in this research was a Sweep Function Generator. In order to direct the sound it was used 3 types of funnel, namely funnel I, II, and III. The measurement of sound radiation pattern was done as a function of angle from 0o until 90o and frequency of the sound selected from 100 Hz until 2000 Hz. Intensity of sound radiation was recorded using a Sound Level Meter (SLM). The measurement of sound intensity was recorded from the distance of 2 m from the funnel. The result of this research showed that the sound intensity with the angle of 10o produced a maximum value. Increasing the angle of measurement resulted a decrease of the sound intensity. The measurement of sound intensity inside the room using a funnel type I resulted a maximum intensity for frequency of 500 Hz while with for frequency of 2000 Hz produced decreace in intensity and it’s minimum value at 100 Hz. The difference in intensity for these frequency is was due to sound interferences. Maximum value of intensity at frequency of 500 Hz was due to constructive interference. While for frequency of 2000 Hz, the intensity became decrease due to semi destructive interference. For the measurement of sound intensity outside the room, the intensity of the sound was 70 dB which was smaller than that of inside the room. Keyword: Sound intensity, Sound Pattern,Funnel and Interference
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pengukuran pola radiasi bunyi didalam dan diluar ruangan. Sumber bunyi yang digunakan adalah Generator Fungsi. Untuk mengarahkan bunyi maka digunakan 3 tipe corong, masing-masing disebut corong I, II, dan III. Pengukuran pola radiasi bunyi berdasarkan perubahan sudut pengukuran dari 0o sampai 900. Pola radiasi bunyi diukur dengan Sound Level Meter. Jarak pengukuran dari sumber bunyi yaitu 2 meter. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa intensitas bunyi pada sudut 10o memberikan nilai maksimum, kemudian intensitas tersebut menurun
1
seiring dengan membesarnya sudut pengamatan. Sementara intensitas bunyi dalam ruangan dengan menggunakan corong tipe I memberikan nilai intensitas maximum untuk frekuensi 500 Hz, kemudian diikuti 2000 Hz dan minimum untuk frekuensi 100 Hz. Perbedaan ini disebabkan oleh adanya interferensi konstruktif. Pengukuran intensitas bunyi pada frekuensi 500 Hz memberikan nilai tertinggi yang disebabkan oleh interferensi konsruktif. Selanjutnya pada pengukuran 2000 Hz terjadi interferensi semi destruktif. Sedangkan untuk pengukuran di luar ruangan tidak terjadi pemantulan terhadap intensitas bunyi sehingga memberikan nilai intensitas bunyi 70 dB yang relatif kecil dibandingkan intensitas bunyi di dalam ruangan. Kata Kunci : Intensitas Bunyi, Pola Bunyi, Corong, dan Interferensi PENDAHULUAN Pola radiasi dari corong adalah sangat penting untuk mengetahui karakteristik dari bunyi yang diradiasikannya. Pola radiasi gelombang akustik dari sebuah sumber yang ideal dan sumber piston telah dipelajari dengan seksama oleh peneliti-peneliti terdahulu (D’hooge dan Nuyts, 1997 : Boisvert dan Van Buren, 2002). Namun corong dengan bentuk seperti kerucut belum banyak diteliti oleh peneliti. Pola radiasi bunyi merupakan sebuah peta atau map dari variasi intensitas bun.i terhadap sudut dan jarak pengamatan dari sumber bunyi. Pola ini terbentuk disebabkan oleh adanya cara tekanan suara bervariasi dalam berbagai resonansi. Sehingga intensitas total dari bunyi yang sampai ketelinga pendengar tidak hanya bergantung pada frekuensi bentuk dari sumber bunyi dalam penelitian ini adalah corong namun bergantung pada sudut dan jarak dari sumber bunyi kealat pendeteksi bunyi dalam hal ini adalah sound level meter (SLM). Secara singkat, bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran. Rambatan gelombang bunyi disebabkan oleh lapisan perapatan dan peregangan partikel-partikel udara yang bergerak ke luar, yaitu karena penyimpangan tekanan. Hal serupa juga terjadi pada penyebaran gelombang air pada permukaan suatu kolam dari titik dimana batu dijatuhkan. Dalam tulisan ini, pola radiasi intensitas bunyi dari beberapa type corong dengan panjang yang berbeda di pelajari berdasarkan pengukuran intensitas dari gelombang akustik yang dipancarkan dengan menggunakan sound level meter (SLM) . Adapun tujuan penelitian ini menentukan pola radiasi bunyi dari sumber berbentuk corong dengan menggunakan sound level meter (SLM) type 4112. METODE PENELITIAN Metode penelitian ini dilakukan secara perhitungan dan eksperimen dengan alat Sound Level Meter type SL-4112 untuk mengukur tingkat intensitas bunyi, Generator Fungsi digunakan sebagai sumber bunyi dengan beberapa tipe corong yang berbeda sebagai alat untuk mengarahkan bunyi.
2
Prosedur pengukuran tingkat intensitas bunyi dilakukan dengan menyalakan semua alat dengan posisi sumber bunyi, dan SLM agar terletak dalam posisi sejajar. Jarak antara sumber bunyi dan SLM adalah 2 m. Sumber bunyi kemudian dihidupkan selama 5 menit dengan bunyi yang konstan dan langsung diukur dengan menggunakan SLM, maka didapatlah tingkat intensitas bunyi. Untuk pengukuran pada corong yang berbeda dilakukan cara yang sama. HASIL DAN PEMBAHASAN
Intensitas Bunyi (dB)
Pengukuran intensitas bunyi dilakukan untuk rentang sudut dari 0o sampai 90o. Nilai intensitas bunyi diplot dalam bentuk grafik untuk frekuensi 100 Hz, 125 Hz, 500, 1000 Hz, dan 2000 hz seperti pada gambar dibawah ini 70 60 50
100 Hz 125 Hz 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Sudut Pengamatan (derajat)
500 Hz 1000 Hz
Intensitas Bunyi(dB)
(a) 80
100 Hz
125 Hz
500 Hz
1000 Hz
70 60 50 0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
2000 Hz 100
Sudut Pengamatan (derajat)
Intensitas Bunyi (dB)
(b) 70
100 Hz
60
125 Hz
50 0
10
20
30
40
50
60
70
Sudut Pengamatan (derajat)
80
90
100
500 Hz 1000 Hz
(c) Gambar 1. Grafik hubungan antara intensitas terhadap sudut pengukuran untuk frekuensi 100 Hz, 125 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, dan 2000 Hz (a) corong I, (b) corong II dan (c) corong III
3
Intensitas Bunyi(dB)
Selanjutnya untuk dalam ruangan dengan menggunakan corong tipe I terlihat bahwa nilai intensitas bunyi maksimum untuk frekuensi 500 Hz kemudian diikuti 2000 Hz dan minimum untuk 100 Hz. 90
100 Hz
70
125 Hz
50
500 Hz 0
10
20
30
40
50
60
70
Sudut Pengamatan(derajat)
80
90
100
1000 Hz 2000 Hz
Gambar 2. Grafik hubungan antara intensitas terhadap sudut pengukuran untuk frekuensi 100 Hz, 125 Hz, 500 Hz, 1000 Hz, dan 2000 Hz Untuk corong I intensitas bunyi memiliki nilai tertinggi untuk frekuensi 2000 Hz dan terendah pada frekuensi 100 Hz. Khusus pada sudut 0o, intensitas bunyi berkurang dengan berkurangnya frekuensi yang digunakan kecuali untuk frekuensi 125 Hz yang nilainya lebih tinggi dibandingkan frekuensi 500 Hz, karena adanya perbedaan ini disebabkan oleh sepeda motor yang melintas disekitar tempat penelitian. Pola intensitas bunyi yang ditimbulkan oleh corong II seperti yang ditunjukkan oleh Gambar b memberikan nilai intensitas tertinggi pada frekuensi 100 Hz pada sudut 0o lalu menurun seiring dengan pertambahan sudut pengamatan. Pola intensitas bunyi untuk corong II berbeda dengan pola intensitas bunyi corong I. Perbedaan ini disebabkan oleh dimensi dari corong II yang lebih besar dari corong I. Pola intensitas bunyi oleh corong III adalah hampir sama dengan pola intensitas bunyi pada corong II. Namun, intensitasnya lebih kecil dibandingkan intensitas pada corong II. Pada intensitas bunyi corong III sama dengan corong I. Hal ini terlihat jelas pada Gambar a dan c yaitu pada frekuensi 125 Hz lebih tinggi bila dibandingkan dengan frekuensi 500 Hz. Hasil experiment tentang intensitas bunyi sebagai fungsi sudut pengukuran, maka dapat digambarkan pola radiasi bunyi dalam koordinat dB dan sudut pengamatan. Berikut ini adalah pola radiasi hasil pengukuran untuk 3 type corong yang dilakukan diluar ruangan.
4
(a)
(b)
(c) Gambar 3. Pola Radiasi Bunyi pada sudut pengukuran 0o sampai 90o(a) corong I, (b) corong II dan (c) corong III
(d) Gambar 4. Pola Radiasi Bunyi pada sudut pengukuran 0o sampai 90o corong I didalam ruangan.
5
Pola radiasi bunyi sebagai fungsi sudut untuk diluar ruangan menampilkan nilai intensitas maksimum pada sudut 10o dan minimum pada sudut 90o. Namun, untuk corong I nilai intensitas bunyi pada frekuensi 1000 Hz dan 2000 Hz memberikan nilai sama. Namun, untuk corong II pada frekuensi 1000 Hz dan 2000 Hz memberikan nilai yang sama pada sudut 40o dan untuk corong tipe III nilai intensitas bunyi adalah sama untuk frekuensi 500 Hz dan 1000 Hz pada sudut pengamatan 10o. Pengukuran radiasi bunyi dalam ruangan menggunakan corong tipe I dimana intensitas pada frekuensi 100 Hz dan 125 Hz adalah sama nilainya untuk pengamatan pada sudut 10o. Pada gambar diatas diberikan contoh nilai intensitas radiasi untuk pengukuran pada sudut 10o, dimana nilainya adalah 69,07 dB. KESIMPULAN DAN SARAN Berdasarkan hasil penelitian yang dilakukan dapat ditarik kesimpulan: Nilai intensitas bunyi maksimum pada arah 10o kemudian terus menurun ketika diukur pada sudut-sudut yang lebih besar 20o sampai 90o. Pengukuran intensitas bunyi diluar ruangan kecendrungannya adalah sama untuk ke 3 tipe corong yaitu memberikan nilai maksimum pada sudut 10o relatif terhadap sumbu datar.Intensitas bunyi memberikan nilai maksimum ketika diukur dalam ruangan dan memberikan nilai minimum ketka diukur diluar ruangan. Perbedaan ini disebabkan oleh adanya interferensi konstruktif yaitu karena adanya peristiwa pemantulan oleh dinding pembatas. Untuk mempelajari pengaruh sudut maka disarankan corong dibuat sedemikian rupa (seperti TOA) sehingga bunyi yang direkam oleh Sound Level Meter memiliki range yang panjang (tidak hanya pada 10o) tetapi bisa diatas 20o. DAFTAR PUSTAKA Boisvert, J.E., Van Buren, A.L. 2002. Acoustic radiation impedance of rectangular pistons on prolate spheroids, J.Acoust.Soc.Am., 111(2), 867-874, 2002 D’hooge J., and Nuyts. I. 1997. The calculation of the transient near and farfield of a baffled piston using low sampling frequencies, J.Acoust.Soc.Am., 102(1), 7886,
6
