UJI KINERJA MATERIAL AKUSTIK DARI SERABUT NIPAH MENGGUNAKAN METODE TABUNG RESONANSI DENGAN VARIASI KETEBALAN SAMPEL
SKRIPSI Diajukan Untuk Melengkapi dan Memenuhi Salah Satu Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Pendidikan (S.Pd.)
Oleh:
SURIPTO NIM 0801130135
INSTITUT AGAMA ISLAM NEGERI PALANGKA RAYA FAKULTAS TARBIYAH DAN ILMU KEGURUAN JURUSAN PENDIDIKAN MIPA PRODI TADRIS FISIKA 1438 H/ 2016 M
Uji Kinerja Material Akustik Dari Serabut Nipah Menggunakan Metode Tabung Impedansi Dengan Variasi Ketebalan Sampel ABSTRAK Penataan bunyi pada bangunan mempunyai dua tujuan, yaitu untuk kesehatan (mutlak) dan untuk kenyamanan. Penataan bunyi melibatkan empat elemen yang harus dipahami oleh para perancang bangunan, yaitu sumber bunyi, penerima bunyi, media perambatan bunyi, dan gelombang bunyi. Media perambatan bisa berupa zat gas, cair, dan juga padat. Beberapa jenis bahan bisa dijadikan media perambatan bunyi. Salah satunya Nipah,merupakan tumbuhan yang mudah didapat dan cukup melimpah di lingkungan hutan mangrove atau daerah pasang surut. Serabut Nipah bisa diolah menjadi media perambatan bunyi karena terdiri dari serat-serat yang mampu meredam bunyi yang berlebihan sehingga bunyi bisa diterima sesuai keinginan pendengar. Penelitian ini bertujuan untuk (a) mengetahui pengaruh ketebalan sampel terhadap kinerja material akustik dari serabut Nipah setelah diketahui nilai intensitas bunyi yang melewati sampel (I),dan (b) mengetahui pengaruh tingkat frekuensi terhadap kinerja material akustik dari serabut Nipah stelah diketahui nilai intensitas bunyi yang melewati sampel (I). Penelitian ini menggunakan metode tabung resonansi. Variasi yang digunakan dalam pengambilan data pada penelitian ini adalah ketebalan sampel, mulai dari ketebalan 1 cm, 1,5 cm, dan 2 cm. Adapun frekuensi sumber suara yang digunakan adalah 20 - 20.000 Hz. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa: Semakin tebal sampel, intensitas bunyi yang diserap semakin banyak, namun sebenarnya penambahan ketebalan tidak merubah karakteristik dari sampel dengan bahan dasar serabut Nipah, sebab komposisi perbandingan bahan pembuatannya sama. Kinerja sampel paling baik hanya pada saat frekuensi 125 Hz. semakin tinggi frekuensi bunyi, kinerja sampel semakin menurun. Pada tingkat frekuensi tertentu mampu mengurangi intensitas bunyi sebesar 1,346 dB seperti pada sampel (A). 2,6374 dB pada sampel (B), dan 5,2812 dB pada sampel (C). Kata kunci : Tabung resonansi, Intensitas bunyi, Material akustik, Serabut Nipah.
Acoustical Material Performance Test of Nipah Fiber Using Resonance Tube Method and Thickness Variation ABSTRACT The structuring sound on the building has two purposes, namely to health (absolute) and to pleasure. Structuring sound involves four elements that must be understood by the architect of the building, which are source of sound, sound receiver, sound propagation media and sound waves. Propagation media is a gaseous substance, liquid, and solid. Several types of materials use as propagation media of sound. One of them is Nipah, a plant that is easily available and relatively abundant in the mangrove or tidal areas. Nipah fibers process into sound propagation media because it consists of fibers that reduce excessive sound that the sound accepted as desired audience. This study aims to (a) determine the effect of sample thickness to performance of fiber acoustic material Nipah after the known value of the sound intensity through the sample (I), and (b) determine the effect of frequency to performance fiber acoustic matetial Nipah after known value of the sound intensity through the sample (I). This study using the resonance tubes. Variation used in obtaining the data in this study is the sample thickness, ranging from a thickness of 1 cm, 1.5 cm and 2 cm. The frequency of the sound source used is 20-20000 Hz. The results of this study indicates that: The thicker the sample, the intensity sound is more absorbed, but it really is increasing the thickness not make over characteristic of fiber acoustic material Nipah, because composition of material ratio is applied equally. Acoustic material performance samples Nipah fibers are best only when the frequency of 125 Hz, the higher the frequency of the sound performance of the sample decreases. At a particular frequency reduce the sound intensity by 1,346 dB as on samples (A), 2,6374 dB on samples (B), and 5,2812 dB in the sample (C). Keywords: Resonace tube, Intensity sound, Acoustic materials, Nipah fibers.
KATA PENGANTAR Assalamua’alaikum Wr.Wb. Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT karena Rahmat, Taufik dan hidayah-Nya sehingga dapat diselesaikan skripsi yang berjudul Uji Kinerja Material Akustik Dari Serabut Nipah Menggunakan Metode Tabung Resonansi Dengan Variasi Ketebalan Sampel. Penulis menyadari bahwa keberhasilan penyusunan skripsi ini tidak lepas dari bimbingan, motivasi serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada: 1. Bapak Dr. Ibnu Elmi As Pelu, SH, MH, Dekan Institut Agama Islam Negri Palangka Raya yang telah memberikan izin untuk melaksanakan penelitian. 2. Bapak Drs. Fahmi, M.Pd, Dekan Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan Institut Agama Islam Negri Palangka Raya yang telah membantu dalam proses persetujuan dan munaqasah skripsi. 3. Ibu Dra. Hj. Rodhatul Jennah, M.Pd, Wakil Dekan Bidang Akademik Fakultas Tarbiyah dan Ilmu Keguruan IAIN Palangka Raya yang telah membantu dalam proses persetujuan dan munaqasah skripsi. 4. Ibu Sri Fatmawati, M.Pd, Ketua Jurusan Pendidikan MIPA IAIN Palangka Raya sekaligus sebagai pembimbing II skripsi yang telah membantu dalam proses persetujuan munaqasah dan bimbingan skripsi.
5. Bapak Suhartono, M.Pd.Si, Pembimbing I yang selama ini bersedia meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, sehingga skripsi ini dapat diselesaikan sesuai yang diharapkan. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman seperjuangan serta semua pihak yang tak bisa disebutkan satu persatu yang selalu memberikan motivasi dan membantu dalam penyusunan skripsi ini, karena tanpa motivasi dan bantuan teman-teman semua pihak tidak mungkin penelitian dan penyusunan skripsi ini dapat terselesaikan. Akhirnya, semoga Allah SWT senantiasa membalas semua perbuatan baik yang pernah dilakukan dengan senantiasa memberikan rahmat dan ridho-Nya dalam kehidupan kita baik di dunia maupun di akhirat, dan semoga skripsi ini bermanfaat bagi kita semua, Amin Yaa Rabbal’alamin. Wassalamu’alaikum Wr.Wb. Palangka Raya, Oktober 2016 Penulis
Suripto NIM. 0801130135
MOTTO
ّللا الرَّ حْ َم ِن الرَّ ِحي ِْم ِ ِبسْ ِم ه
Hai jama'ah jin dan manusia, jika kamu sanggup menembus (melintasi) penjuru langit dan bumi, Maka lintasilah, kamu tidak dapat menembusnya kecuali dengan kekuatan (ilmu pengetahuan). (Q.S. ar-Rahman, ayat 33) Kemanapun arah berlari, ingatlah jalan kembali. (Suripto)
PERSEMBAHAN
ّللا الرَّ حْ َم ِن الرَّ ِحي ِْم ِ ِبسْ ِم ه Alhamdulillah atas segala nikmat dan karunia yang Allah berikan, dalam setiap hembusan nafas dan detak jantung ku, yang telah dihadirkannya bersamaku orang-orang yang dengan penuh pengorbanan doa, waktu dan tenaga dibanyak perjalanan hidup ku, maka dengan penuh rasa syukur dan cinta, ku persembahkan skripsi ini untuk: 1. Ayahanda dan ibunda tercinta penyemangat hidup ku tak tergantikan oleh sipa pun, yang senantiasa berdoa untuk keberhasilan anaknya. memberikan harapan ditengah keputusasaan. Seumur hidup ku takkan pernah bisa membalas ketulusan ayah dan ibu kecuali hanya memohon ampun dan ridho dari ayah dan ibu. Semoga ayah dan ibu senantiasa mendapatkan rahmat dan ampunan dari Allah SWT. Amin. 2. Kepada kaka, abang, dan adik-adik ku. Terimaksih yang tak terhingga kepada kalian atas bantuannya selama ini, baik berupa materi maupun dukungan semangat. Takkan sanggup ku membalas kebaikan kalian, hanya Allah lah yang mampu memberika balasannya. 3. Kepada teman-teman tadris fisika angkatan 2008 yang selalu menjaga silaturrahim. Semangat untuk kita semua, semoga kita bisa mewujudkan niat dan cita-cita luhur kita, bertanggung jawab terhadap ilmu yang didapat, dan selalu berusahan membawa kebaikan kepada orang banyak. Amin. 4. Terimaksih juga kepada seluruh pihak yang tak semuanya disebutkan disini.
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL................................................................................... i PERSETUJUAN SKRIPSI .........................................................................
ii
NOTA DINAS ............................................................................................
iii
PENGESAHAN .........................................................................................
iv
ABSTRAK ..................................................................................................
v
KATA PENGANTAR ................................................................................
vii
PERNYATAAN ORISINILITAS ...............................................................
ix
MOTTO ......................................................................................................
x
PERSEMBAHAN .......................................................................................
xi
DAFTAR ISI ...............................................................................................
xii
DAFTAR TABEL .......................................................................................
xiv
DAFTAR GAMBAR ..................................................................................
xv
DAFTAR LAMPIRAN ...............................................................................
xvii
BAB I PENDAHULUAN ..........................................................................
1
A. LataBelakang .....................................................................................
1
B. Rumusan Masalah ..............................................................................
5
C. Batasan Masalah ................................................................................
6
D. Tujuan Penelitian ...............................................................................
6
E. Manfaat Penelitian .............................................................................
7
F. Definisi Operasional Variabel ...........................................................
7
G. Sistematika Penulisan ........................................................................
8
BAB II KAJIAN PUSTAKA ....................................................................
10
A. Teori Utama .......................................................................................
10
1. Bunyi ...........................................................................................
10
2. Laju Gelombang ..........................................................................
11
3. Persamaan Gelombang Bunyi......................................................
13
4. Gelombang Dalam Tiga Dimensi ................................................
18
5. Material Akustik ..........................................................................
19
6. Frekuensi Bunyi ...........................................................................
21
7. Tekanan dan Intensitas Bunyi ......................................................
24
8. Taraf Intensitas Bunyi..................................................................
25
9. Pemantulan Bunyi ........................................................................
27
10. Penyebaran Bunyi ........................................................................
28
11. Difraksi Bunyi .............................................................................
29
12. Penyerapan Bunyi ........................................................................
30
13. Koefesien Penyerapan Bunyi .......................................................
34
14. Tabung Resonansi ........................................................................
36
15. Buah Nipah ..................................................................................
36
16. Hubungan Buah Nipah Dengan Penyerapan Bunyi.....................
38
17. Tumbuh-tumbuhan Dalam Perspektif Islam ................................
39
B. Penelitian Yang Relevan....................................................................
40
BAB III METODE PENELITIAN .......................................................... A. Tempat dan Waktu ..........................................................................
43 43
B. Alat dan Bahan ................................................................................
44
C. Tahap –tahap Penelitian ..................................................................
44
1. Persiapan Alat dan Bahan ........................................................
45
2. Pembuatan Sampel ...................................................................
45
3. Persiapan Tabung Resonansi ....................................................
47
4. Pengujian sampel dengan variasi ketebalan .............................
48
5. Analisis .....................................................................................
49
6. Kesimpulan...............................................................................
49
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .................................................. BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .................................................... A. Kesimpulan .....................................................................................
50 65 65
B. Saran ................................................................................................
66
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................
67
LAMPIRAN ...............................................................................................
69
DAFTAR RIWAYAT HIDUP .................................................................
86
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 laju bunyi pada beberapa medium ................................................... 13 Tabel 2.2 jenis peredam dan kegunaannya ..................................................... 20 Tabel 2.3 beberapa bunyi yang lazim .............................................................. 26 Tabel 2.4 klasifikasi tumbuhan Nipah ............................................................. 38 Tabel 3.1 alat yang digunakan ......................................................................... 43 Tabel 3.2 bahan yang digunakan ...................................................................... 44 Tabel 4.1 Massa sampel Nipah ........................................................................ 51 Tabel 4.2 Diameter sampel .............................................................................. 52 Tabel 4.3 Tebal sampel .................................................................................... 52 Tabel 4.4 Massa jenis sampel (ρ) ..................................................................... 53 Tabel 4.5 Data intensitas bunyi awal (I0 ) tanpa menggunakan sampel .................... 53 Tabel 4.6 Data intesitas bunyi akhir (I) pada sampel Nipah A ........................ 54 Tabel 4.7 Data koefesien penyerapan (α) pada sampel Nipah A ..................... 54 Tabel 4.8 Ralat koefesien penyerapan (α) pada sampel Nipah A .................... 55 Tabel 4.9 Data intensitas bunyi akhir (I) pada sampel Nipah B ...................... 56 Tabel 4.10 Data koefesien penyarapan (α) pada sampel Nipah B ................... 57 Tabel 4.11 Ralat koefesien penyerapan (α) pada sampel Nipah B .................. 57 Tabel 4.12 Data intensitas bunyi akhir (I) pada sampel Nipah C .................... 58 Tabel 4.13 Data koefesien penyerapan (α) pada sampel Nipah C ................... 59 Tabel 4.14 Ralat koefesien penyerapan (α) pada sampel Nipah C .................. 59 Tabel 4.15 Data perbandingan rata-rata koefesien penyerapan bunyi (ᾱ) pada sampel Nipah A, B, dan C....................................................... 61
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 gelombang longitudinal dalam gas ..........................................
16
Gambar 2.2 difraksi bunyi ..........................................................................
30
Gambar 2.3 intensitas bunyi pantulan .........................................................
33
Gambar 2.4 konstruksi tabung resonansi ....................................................
36
Gambar 2.5 buah Nipah ..............................................................................
37
Gambar 3.1 tahap-tahap penelitian .............................................................
44
Gambar 3.2 persiapan tabung resonansi......................................................
47
Gambar 4.1 grafik rata-rata koefesien penyerapan (ᾱ) pada sampel Nipah A ........................................................................
55
Gambar 4.2 grafik rata-rata koefesien penyerapan (ᾱ) pada sampel Nipah B ........................................................................
58
Gambar 4.3 grafik koefesien penyerapan rata-rata (ᾱ) pada sampel Nipah C ........................................................................
60
Gambar 4.4 grafik perbandingan rata-rata koefesien penyerapan (ᾱ) pada sampel Nipah A, B, dan C ........................................................
62
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1. Sampel Nipah A………………………….………………...… 70 A. Hasil pengambilan data ........................................................................ 70 B. Ralat ..................................................................................................... 72 Lampiran 2. Sampel Nipah B……………………………………….……… 74 A. Hasil pengambilan data ........................................................................ 74 B. Ralat ..................................................................................................... 76 Lampiran 3. Sampel Nipah C………………………….…………………... 78 A. Hasil pengambilan data ....................................................................... 78 B. Ralat ..................................................................................................... 80 Lampiran 4. Perbandingan Rata-rata Intensitas Awal (I0) dengan intensitas akhir (I)……………………………………………………………………… 82 Lampiran 5. Pembuatan Sampel dan Pengambila Data…………………. 83
