Rasio frekuensi resonansi f terhadap lebar resonansi
f
dapat ditunjukkan dengan faktor kualitas akustik [Tipler, 1998] dalam persamaan 9.
1 2
f f
f f
f Q
9
dengan Q adalah faktor kualitas akustik, f adalah frekuensi resonansi sistem,
dan adalah f
1
dan f
2
adalah frekuensi saat nilai amplitudo
2 1
amplitudo maksimum.
Dari grafik pada gambar 2.3 dapat ditentukan nilai f , f
1
, f
2
seperti gambar 2.4
Gambar 2.4 f , f
1
, f
2
pada grafik hubungan amplitudo tanggapan terhadap gaya penggerak untuk sistem yang berosilasi
D. Faktor Kualitas Akustik yang Dipengaruhi Oleh Efek Dinding dan
Radiasi Bunyi
Terdapat dua faktor yang mempengaruhi faktor kualitas akustik pada silinder yaitu dari efek dinding dan radiasi bunyi [Moloney,2001]. Faktor
kualitas akustik yang dipengaruhi oleh efek dinding berasal dari efek termal dan viskositas di dekat dinding pipa silinder dengan diameter pipa D
mengikuti persamaan 10 berikut
X C
C D
Q
V p
d
1 1
2
10
dengan Q
d
adalah faktor kualitas akustik yang dipengaruhi oleh efek dinding, δ adalah kedalaman penetrasi viskos, D adalah diameter dalam pipa, X adalah
konduktivitas termometrik, ʋ adalah viskositas kinematik, C
p
adalah kapasitas panas pada tekanan tetap, dan C
v
adalah kapasitas panas pada volume tetap. Sedangkan faktor kualitas akibat radiasi bunyi berbanding terbalik dengan
kuadrat diameter bagian dalam pipa seperti pada persamaan 11 berikut
f D
v L
Q
r
. .
. 4
2
11 dengan Q
r
adalah faktor kualitas akustik yang dipengaruhi oleh radiasi bunyi, L adalah panjang pipa, v adalah kecepatan bunyi, dan f adalah frekuensi
resonansi. Bila nilai frekuensi resonansi diganti dengan persamaan 3, maka persamaan 11 menjadi
2 2
. .
. 8
D n
L Q
r
12
Faktor kualitas akustik Q yang dipengaruhi oleh efek dinding dan radiasi bunyi diperoleh dari hubungan
r d
Q Q
Q 1
1 1
13
17
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
Penelitian ini bertujuan untuk menentukan faktor kualitas akustik pada pipa silinder terbuka, mengetahui pengaruh diameter terhadap faktor kualitas akustik
pipa silinder terbuka, mengetahui pengaruh panjang pipa terhadap faktor kualitas akustik pipa silinder terbuka, menentukan nilai koefisien yang menyatakan
kebergantungan faktor kualitas akustik yang dipengaruhi oleh efek dinding terhadap diameter pipa C
d
, dan nilai koefisien yang menyatakan kebergantungan faktor kualitas akustik yang dipengaruhi oleh radiasi bunyi terhadap diameter pipa
C
r
, dan menentukan nilai koefisien yang menyatakan kebergantungan faktor kualitas akustik yang dipengaruhi oleh radiasi bunyi terhadap panjang pipa C
R
. Tujuan penelitian ini dicapai dengan melakukan eksperimen mengikuti tahap-
tahap merangkaialat, pengambilan data dan analisis data. Rangkaian alat diatur sesuai dengan kebutuhan penelitian. Pengambilan data dan analisis data
menggunakan sensor bunyi dan software LoggerPro. A.
Rangkaian Alat
Rangkaian alat yang digunakan pada penelitian seperti gambar 3.1 berikut
Gambar 3.1. Rangkaian alat
Rangkaian alat pada gambar 3.1 dibagi menjadi empat bagian, yaitu sistem sumber bunyi, resonator, sistem deteksi, dan sistem pengolahan data.
1. Sistem sumber bunyi
a. Audio Frekuensi Generator
AFG digunakan sebagai pembangkit sumber bunyi dan mengatur fungsi gelombang bunyi. Model AFG yang digunakan pada eksperimen ini
adalah GFG-8016G yang memiliki counter untuk menampilkan nilai frekuensi. Oleh sebab itu, nilai frekuensi sumber bunyi dapat
ditentukan dengan tepat. b.
Amplifier digunakan sebagai penguat bunyi. Amplifier yang digunakan adalah model ZA-1025.
c. Speaker digunakan sebagai sumber bunyi keluaran. Spesifikasi speaker
yang digunakan sebagai berikut
Tabel 3.1. Spesifikasi speaker
Merk Speaker
Diameter Dalam cm Diameter luar cm
1 2
3 Rata-rata
1 2
3 Rata-rata
JD 8-WCF 175 watt-
8 ohms 3,83
3,88 3,86
3,86 3,96
3,99 3,97
3,97
Diameter dalam dan diameter luar speaker diukur sebanyak tiga kali, kemudian dirata-ratakan.Nilai rata-rata diameter tersebut yang digunakan
dalam penelitian. 2.
Resonator Pipa PVC polyvinyl chloride sebagai resonator silindris yang diameter
dan panjangnya divariasi. Tabel 3.2 menunjukkan spesifikasi pipa PVC yang digunakan
Tabel 3.2. Spesifikasi pipa
No Merk
Pipa Diameter Dalam cm
Diameter luar cm 1
2 3
Rata-rata 1
2 3
Rata-rata 1
Pipaku AW ¾
in
2,26 2,23
2,23 2,24
2,60 2,58
2,56 2,58
2 Pipaku
AW 1
in
2,83 2,82
2,85 2,83
3,22 3,18
3,21 3,20
3 Pipaku
C 1¼
in
3,98 3,98
3,94 3.97
4,18 4,12
4,12 4,14
4 Pipaku
C 1½
in
4,65 4,66
4,60 4,64
4,83 4,84
4,85 4,84
5 Pipaku
C 2
in
5,76 5,80
5,80 5,79
6,03 5,93
5,93 5,96
6 Pipaku
C 3
in
8,82 8,70
8,65 8,72
8,83 8,79
8,98 8,87
Diameter dalam dan diameter luar pipa diukur sebanyak tiga kali, kemudian dirata-ratakan.Nilai rata-rata diameter tersebut yang digunakan
dalam penelitian. Panjang pipa PVC divariasikan dengan panjang 80 cm; 100 cm; 120 cm; 140 cm; 160 cm; 180 cm.
