I. GELOMBANG - GELOMBANG GETRAN DAN BUNYI

  8 /1 /8

  11 GELOMBANG GETARAN DAN BUNYI

  IF R A PERTEMUAN KE - VIII

  AD M AM H U M R TA LA

  8 /1 /8

  11 Mengenal Getaran

  IF R A AD M AM H U M R TA LA

  Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarnya ( arah usikannya )

  11 IF R A AD M AM

  8 I. GELOMBANG /1 /8

  adalah bentuk gangguan atau Gelombang

  H U M R

  getaran yang menjalar

  TA LA

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA Gelombang Mekanik------Gelombang Mekanik dimana bentuk penjalarannya memerlukan medium, contoh gelombang laut, gelombang tali atau gelombang bunyi

  8 /1 /8

  11 Gelombang Elektromagnetik----------Gelombang

  IF

  

Elektromagnetik dalam penjalarannya

  R A

  tidak memerlukan medium, contohnya;

  AD M

  

gelombang cahaya, gelombang radio,

  AM H U dan sinar X. M R TA LA GELOMBANG MEKANIK Suatu gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang trasnversal jika partikel-partikel mediumnya bergetar ke atas dan ke

  8 /1 bawah dalam arah tegak lurus terhadap gerak gelombang. /8

  11 IF R

  Gelombang Transversal

  A AD M

  Contoh ; gelombang tali

  AM H U M R TA LA

  Gelombang longitudinal berdasarkan arah getar Jenis gelombang dan rambatnya :

  transversal:

  8

  arah rambat tegak

  /1 /8

  lurus dengan arah

  11 IF

  getar

  R A AD M AM H U M R TA LA

  longitudinal arah rambat sejajar dengan

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M

  atau panjang gelombang adalah jarak dari puncak ke puncak, atau 

  AM H

  secara umum merupakan jarak minimum antara dua titik identic

  U M

  (puncak gelombang) (satuan meter)

  R TA LA

  A atau amplitudo merupakan simpangan terjauh (satuan mete

  Gelombang Sinusoidal Dalam Domain Ruang

  Panjang gelombang  

  Amplituda

  8 /1 /8

  11 A

  IF R A

  x

  AD M AM H U M R TA LA

  Bilangan gelombang Gelombang Sinusoidal Dalam Domain

  Waktu Perioda

   T

  Amplituda

  8 /1 /8

  11 A

  IF R A

  t

  AD M

  Frekuensi

  AM H U M R TA LA

  y A sin ( 2 f t )  

  2  y A sin ( t )

   y A sin ( t )

  T Representasi gelombang Gelombang ideal  cosinus atau sinus

• ₂

   _y(x)    _1.5 y ( r , t ) A sin( k r t )

        ₁

  8 /1 _0.5 A

  

tetapan fasa

  /8 _y

  11

  waktu Arah getar

• _-0.5

  IF _-1 R A

  Frekensi sudut _-1.5

  AD

  amplitudo

• _-2

  M

  Arah rambat _{1 2 3 4 5 6 AM x} H T

  U _{2 y(t) R} M

  Bilangan gelombang _1.5 TA ₁ LA   _y ^0.5 k r t

         _-0.5

  Istilah-istilah dalam gelombang

• Arah rambat gelombang Dari sumbernya gelombang bisa menjalar ke

  8 /1 /8 berbagai arah, misal x,y, z, radial, dsb.

  11

• IF

  Panjang gelombang (

  

m, cm)

  R A AD

  jarak dari satu puncak ke puncak berikutnya

  M

• AM H

  U

  Bilangan gelombang (k  m-1, cm-1)

  2 M 

  R

  k  jumlah gelombang per satuan panjang

  TA LA

     v

   

• Cepat rambat (V)

  T k

  m, cm)

• Amplitudo (A simpangan maksimum Frekuensi (f Hz)
• 8 /1

  banyaknya gelombang dalam satu detik

  /8

• IF R A

  11 Frekuensi sudut (

  rad/detik)

  2 f   

  AD M AM H U

  1

  T 

  R

• M

  Periode(T detik) f

  TA LA

  waktu yang diperlukan untuk melakukan satu siklus gelombang penuh Soal Sebuah gelombang sinus berpropagasi pada arah x

  8 /1

  positif dengan amplitodo 15 cm, panjang gelombang

  /8

  11

  40 cm dan frekuensi 8 Hz. Pada saat t=0 dan x=0,

  IF R

  simpangannya adalah 15 cm Tentukan bilangan

  A AD M

  gelombang k, perioda T dan frekuensi sudut dan

  AM H

  kecepatan gelombang

  U M R TA LA Jawab

  2  k = 2.3.14/40 cm= 0,157 rad/cm

   

  8 /1 /8

  1

  11

• 1

  T  = 1/8.00 s = 0,125 s

  IF

  f

  R A AD M

• 1

  2 f   

  = 2 π (8.00 s ) = 50.3 rad/sec AM

  H U M R TA LA

• 1

  V = λ.f = (40.0 cm)(8.00 s ) = 320 cm/s

  8 /1 /8

  IF R A AD M AM H U M R TA LA

  11 GETARAN

  Definisi Getaran Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik

  8 keseimbangan . /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

  Getaran Mesin Getaran mesin adalah gerakan suatu bagian mesin maju dan mundur (bolak-balik) dari keadaan diam /netral, (F=0). Contoh sederhana untuk menunjukkan suatu getaran adalah pegas

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

  Getaran/vibrasi adalah gerak isolasi periodik yang bergerak bolak- balik melalui lintasan yang sama, dimana terjadi suatu

  8

  cycle (putaran) dalam selang wakru satu detik (rad/sec), yaitu

  /1 /8 disebut frequensi dalam satuan hertz = Hz.

  11 IF R A

  Umumnya getaran/vibrasi terjadi karena adanya efek- efek

  AD M

  dinamis dari toleransi- toleransi perapatan, perengganan,

  AM H

  kontak- kontak berputar dan bergesek antara elemen- elemen

  U M

  mesin serta gaya- gaya yang menimbulkan suatu momen yang

  R TA

  tidak seimbang pada elemen- elemen tersebut

  LA

  Definisi Getaran Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik

  8 keseimbangan . /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

  Getaran Mesin Getaran mesin adalah gerakan suatu bagian mesin maju dan mundur (bolak-balik) dari keadaan diam /netral, (F=0). Contoh sederhana untuk menunjukkan suatu getaran adalah pegas

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

  Getaran/vibrasi adalah gerak isolasi periodik yang bergerak bolak- balik melalui lintasan yang sama, dimana terjadi suatu

  8

  cycle (putaran) dalam selang wakru satu detik (rad/sec), yaitu

  /1 /8 disebut frequensi dalam satuan hertz = Hz.

  11 IF R A

  Umumnya getaran/vibrasi terjadi karena adanya efek- efek

  AD M

  dinamis dari toleransi- toleransi perapatan, perengganan,

  AM H

  kontak- kontak berputar dan bergesek antara elemen- elemen

  U M

  mesin serta gaya- gaya yang menimbulkan suatu momen yang

  R TA

  tidak seimbang pada elemen- elemen tersebut

  LA

  Dengan mengacu pada gerakan pegas, kita dapat mempelajari karakteristik suatu getaran dengan memetakan gerakan dari pegas tersebut terhadap fungsi waktu. Simpangan gelombang akan naik turun  dari 0 sampai akan mencapai 360 . Hal ini akan menghasilkan satu gelombang penuh dalam waktu satu periode ( t = T). Amati gambar,5.13

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

  Menurut (R.S. Rao & K.Gupta 1984 : 6 - 7), karakteristik yang menetapkan besarnya tingkat getaran ditentukan oleh amplitude getaran yang berhubungan antara titik puncak ke puncak, titik puncak, titik rata- rata, dan tingkat Root Mean Square (RMS), seperti pada gambar

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

KARAKTERISTIK GETARAN

  8 /1 /8

  Kecepatan/velocity Kecepatan/velocity

  11 IF R A AD

  Perpindahan Perpindahan

  M AM H U

  /deplacement /deplacement

  M R TA LA

  Percepatan/ Percepatan/ acceleration acceleration

PERPINDAHAN/ DEPLACEMENT

  8 /1

  s = S. sin (2 . t/T ) = S.sin (2 . f. t )

  /8

  11

  = S. sin (.t )

  IF

  dimana

  R A

  s = perpindahan (m, mm,  m)

  AD M

  S = perpindahan maximum

  AM H

  periode getaran/vibrasi, yaitu waktu yang dibutuhkan T =

  U M

  untuk melintasi suatu lintasan (T = 2  /)

  R TA

  t = waktu (detik)

  LA

   = sudut frequensi = 2  .f = 2.  /T KECEPATAN Kecepatan getaran/vibrasi diukur dalam harga root mean square

  8

  (RMS) :

  /1 /8

  v = ds/dt = V. cos (.t )

  11

  = V sin (.t + /2)

  IF R

  dimana :

  A AD

  v = kecepatan (m/det)

  M AM

  V = kecepatan maximum

  H U M R TA LA

  Percepatan (acceleration) = percepatan a = dv/dt = A.sin (. t +  )

  8 /1 /8

  IF R A AD M AM H U M R TA LA

  11 BUNYI

  8 /1 /8

  11 IF R A

DASAR-DASAR AKUSTIK

  AD M AM H

  ( Basic Concepts )

  U M R TA LA

  3.1.GELOMBANG BUNYI  Bunyi adalah suatu gelombang yang dihasilkan oleh perubahan mekanik dari

  8 /1

  gas, cair atau padat akibat tumbukan

  /8

  11 antar molekul-molekulnya.

  IF

  

  R

  

Bunyi merupakan contoh dari

  A

  gelombang longitudinal

  AD M

   Bunyi menjalar pada suatu medium dan

  AM H U

  dapat mengalami efek transmisi dan

  M R

  refleksi

  TA LA

3.2 FREKWENSI :

  Dinyatakakan dalam waktu getaran per -detik atau disebut HERTZ, dari kurva gelombang / panjang gelombang yang mempunyai 8 /1 intensitas sampai ke ketelinga setiap detik

  /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA o Suara yang dapat diterima/ didengar oleh telinga manusia dalam rentang 10 Hz sampai dengan

  8 /1 /8

  20.000 Hz (20k Hz),

  11 IF

  o sedangkan percakapan antar manusia antara

  R A AD

  250 Hz sampai dengan 3.000 Hz (3k Hz)

  M AM H U M R TA LA

3.3 VELOCITY/KECEPATAN :

  kecepatan bunyi tergantung pada jumlah panjang gelombang ( ) dan besarnya frekwensi ( f ) 8 /1 /8

  11 IF  V = f.

  R A AD M AM H Gelombang suara merambat dengan kecepatan, untuk :

  U M R TA udara 344 m/det

  LA zat cair 1.433 m/det padat ; kayu 3.962 m/det

  ) (STEPHAN A..KONZ , 1992 : 1.047 logam 5.029 m/det Kecepatan bunyi dalam medium

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

3.4 TINGKAT INTENSITAS DAN TINGKAT DAYA SUARA

  Gelombang suara pada umumnya menyebar dengan arah persebaran spheris/bola, menyebar kesegalah arah dengan merata. Itensitas suara menggambarkan kerapatan energy suara persatuan luas penyebaran

  8 /1 Arus energi per-satuan luas, biasanya dinyatakan dalam satuan logaritma yang disebut

  /8

  11 desibel (dB) dengan perbandingan kekuatan dasar sebesar 0,0002 dyne/cm2 dengan

  IF frekwensi 1.000 Hz, yang tepat dapat didengar oleh telinga normal (WHO, 1993)

  R A

  2 AD Ukuran dari kekuatan gelombang suara, dengan : (µPa), (N/m ), (bars), atau

  M

2 AM (dyne/cm ).

  H U M Telingah memilki batas kemapuan dengar. Tekanan sebesar 20 adalah tekanan

  µPa, R TA suara terkecil yg dapat didengar oleh manusia.

  LA Tekanan terkecil itu disebut “ threshold of hearing “ atau Ambang Batas Pendengaran manusia.

   Tekanan suara -- 20 tekanan suara terkecil yg dapat didengar oleh µPa, manusia.----- disebut “ threshold of hearing “ atau Ambang Batas Dengar manusia.

  8 /1 /8

   Tekanan suara ----10 Pa, suara yang sangat keras dan dapat

  11

  menyebabkan telingah terasa sakit -------disebut “ threshold of pain “ atau

  IF R

  Ambang batas Sakitnya telingah

  A AD M AM H U M R TA LA Skala Pa (berupa skala linear) ----skala logarima, yang disebut skala Bel.

3.4.1. Intensitas : decibel dB log 10 Pa = n Bel = 10 n decibel (dB)

  8 /1

  Tekanan gelombang suara dikatakan “Intensitas suara/Energi bunyi “

  /8

  11

  yaitu kurang keras - lemahnya suara, dihitung : daya persatuan luas

  IF R A AD M AM H

   I = W

  U M R

   S

  TA LA

2 I = intensitas suara = watt/m

  Intensitas suara menggambarkan kerapatan energy suara persatuan luas penyebaran

  Hubungan antara intensitas suara dengan Jarak (Inverse Square Law)

  Makin jauh sumber suara dari jangkauan dengar, maka makin berkurangnya intensitas suara yang dapat diterima. intensitas suara terhadap jarak atau Inverse Square Law ,dinyatakan dengan persamaan berikut :

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H

  r = jarak

  U M

  A = luas permukaan R

  TA LA

  8 /1 /8

  11 IF R

  Sound Intensity

  A AD M AM H U M R TA LA

3.4.2. Sound Pressure Level-SPL

  Pengukuran tingkat tekanan suara diekspresikan oleh rasio

  8 /1

  logaritme dalam besaran Sound Pressure Level-SPL. Sound

  /8

  11 Pressure Level adalah 20 kali dari nilai logaritmis berbasis 10

  IF

  dari perbandingan tekanan suara yang diukur dengan tekanan

  R

2 A

  referensi (20 (mN/m ), persamaan sbb :

  AD M AM H U M R TA

  SPL (dB) = 20 log [

  LA

  P/P ], -- dB r Tingkat intensitas akustik, dihitung dengan persamaan; (dua persamaan ini kurang umum dipakai)  c 

  I  o o i

  L L 10 log   , dB

 

   

  I c

   i i

  I P L 10 log , dB 

   

  I o kondisi normal, nilai L dan L adalah sama (untuk standar L L )

  1 p 1 = p

  8 /1 /8

  11 Persaman berikutnya adalah Tingkat Daya Akustik, dihitung dengan

  IF R A

  persamaan :

  AD M AM H U M R

  W

  TA

  L 10 log , dB L L 10 log A , dB LA 

    W

  

W

  I W o

  8 /1 /8

  11 Examples of Diferent SPLs and Frequencies Sound Pressure Level = SPL = Intensitas suara). SPL adalah

• ukuran keras-lemahnya suara.

  Sounds are For Comparisons Only and Not Actual dB Levels

  IF R A AD M

1 KHz@ 94 dB

  AM H U M R TA LA

  1 KHz @ 114 dB

  8 /1 /8

  11

3.5. PENJUMLAHAN DECIBEL dB

  IF R A AD M AM H U M R TA LA

3.5.1 Metode Itensitas

  Penambahan SPL, merubah skalah dB dari linear I =I + I + I +… T

  1

  2

  3 intensity levels kondisi normal (L L ,… Ln)

  1 =

  2

  8 /1 /8

  11 I

  I  

  T  1 

  IF R

  L

  10 Log L

  10 Log  

  T

  1

  12 12 

   A    

  10 10     AD

  M AM H U M R

  L L L      

  1

  2

  3 TA 

        

  10

  10

  10      

  LA

  L

  10 Log

  10

  10 10 ...     

   T

     

  Metode Intensitas : n

  10

  L L L total

  1 n P P P

  2

  10

  10

  10 10 .....

  10

  I I L maka L   

  I I

  I P L anti

  L P

  10 log p

  10

  10

  1

  2

  I I          

  I    

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M R TA LA

3.5.2. Penjumlahan Decibel, dengan Metode Nomogram

  Beda nilai dB antara dua L yang akan dijumlahkan P

  8 /1 /8

  11 IF R A AD M

  Nilai yang ditambahkan pada L yang lebih besar P

  AM H U M R TA LA

  Contoh,

  Penjumlahan deciBel Metode Nomogram

  8 Beda nilai dB antara dua L yang akan dijumlahkan

  P

  /1 /8

  11 IF R A AD M AM H U M

  

Nilai yang ditambahkan pada L yang lebih besar

P

  R TA LA

  Contoh :

75 dB 80 dB

3. Penjumlahan Decibel, dengan Metode

  8 /1 /8

  11 IF R A AD

  1,2 dB

  M AM H U M R TA LA Contoh. Pengukuran disuatu lingkungan tempat kerja, ada terdapat dua titik dengan nilai masing-masing L = 75 dB, dan L = 80 dB, maka p1 p2

  8 /1 kedua nilai L

  P /8

  11 IF R 80 - 75 = 5 dB

  A tersebut memiliki selisih sebesar 5 dB

  AD M AM H U M R TA LA ditambahkan : 1.2 dB pada nilai yang lebih besar

3.5.3. Sifat Decibel menurut Waldron, H.A

  Penambahan dan pengurangan decibels, menurut (Waldron, H.A rd

  1989 : 119), Occupational health practice, 3 Ed, London; Butterworths

  8 /1 /8

  Tabel. aturan dasar menambah atau mengurangi tingkat decibel (dB)

  11 IF R A AD

  Differrence Nilai

  M AM H

  0 - 1 dB 3 dB

  U M R

  2 - 3 dB 2 dB

  TA LA

  4 - 9 dB 1 dB 10 dB -keatas 0 dB

  Differrence Nilai 0 - 1 dB 3 dB 2 - 3 dB 2 dB 4 - 9 dB 1 dB 10 dB -keatas 0 dB 8 /1 /8

  11 114,9 113,7 112,2 102,3 112,9 111,9 110,9 109,8

  IF R A AD M 117,9 112,2 115,9 113,9

  AM H U M R 118,9 117,9

  TA LA 121,9

TUGAS DIKUMPULKAN PADA PERTEMUAN 12

  8 BAB I Pendahuluan /1 /8

  BAB II Getaran

  11 BAB III Gelombang

  IF R

  BAB IV Bunyi A AD BAB V Penutup M AM Kesimpulan H U Saran M R TA LA Daftar pustaka

  Sekian