akustik

AKUSTIK dan AKUSTIK dan VIBRASIVIBRASI

4 SKS4 SKS

ENDSHOW

ENDSHOW

MATA KULIAH : AKUSTIK KODE : RF 1354 BOBOT : 2 SKS

SISTEM PENILAIAN :UJIAN AKHIR SEMESTER : 50 %UJIAN TENGAH SEMESTER : 40 %TUGAS/QUIZ : 10 %

TATAP MUKA 2 X 50’ PER MINGGUMETODA TATAP MUKA :KULIAH-DISKUSI-TANYA JAWAB-SEMINARHARI TATAP MUKA : SELASA pk 09.00 -10.40

BAB I : PENDAHULUANILMU AKUSTIK :Ilmu yang mempelajari tentang bunyi-bunyian beserta segala gejalanya. Cabang-cabang ilmu akustik dapat disebutkan sbb :Akustik Arsitektur (Architectural Acoustics)Akustik Udara (Aero Acoustics)Akustik Bawah Air (Underwater Acoustics)Akustik Elektro (Electro Acoustics)Akustik Lingkungan (Environmental Acoustics)Pengendalian Bising Industri (Industrial Noise Control)Ultrasonik (Ultrasonics)Getaran (Vibration)

BAB I : PENDAHULUANBAB I : PENDAHULUAN

BAB IIIBAB IIIBAB II BAB II BAB IVBAB IV BAB VBAB V BAB VIBAB VI BAB VIIBAB VII

SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

NEXTPREV

ILMU AKUSTIK :Ilmu yang mempelajari tentang bunyi-bunyian beserta

segala gejalanya



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

AKUSTIK

AKUSTIK ELEKTROAKUSTIK

BAWAH AIR

AKUSTIKUDARA

AKUSTIK LINGKUNGAN

PENGENDALIAN BISING INDUSTRI

GETARAN

AKUSTIKARSITEKTUR/RUANG

ULTRASONIC

ILMU AKUSTIK DAN CABANG-CABANGNYA

NEXTPREV

1.2. GELOMBANG AKUSTIK :Gelombang akustik adalah gelombang mekanis yang berasal dari getaran mekanis. Gelombang akustik memerlukan medium (padat, cair, gas) untuk perambatnnya.Frekuensi Gelombang Akustik :Frekuensi menyatakan jumlah getaran per detik, Gelombang akustik mempunyai tiga pembagian daerah frekuensi, yaitu :

f < 20 Hz Infrasonic 20 Hz f < 20 kHz Sonic (Bunyi/suara)

f 20 KHz UltrasonicDaerah frekuensi lebih kecil dari 20 Hz dan lebih besar dari 20 kHz tidak dapat diindera oleh telinga manusia.



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

NEXTPREV



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

GELOMBANG AKUSTIK GELOMBANG AKUSTIK

Tidak dapat merambat di dalam

hampa

Dapat merambat di dalam medium

(gas,padat, cair)

Ruang hampaMedium : Gas, Padat, Cair

NEXTPREV



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

G E L O M B A N G A K U S T I K

Gelombang akustik mempunyai frekuensi atau jumlah getaran perdetik

Frekuensi tingi



Frekuensi sedang

Frekuensi rendah

NEXTPREV



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW


GELOMBANG AKUSTIK MEMPUNYAI AMPLITUDO ATAU SIMPANGAN MAKSIMUM

Amplitudo lebih rendah


Amplitudolebih tinggi

NEXTPREV



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PANJANGGELOMBANG, λ

Muka gelombang

Jumlah terbentuknya muka Gelombang/detik =

Jumlah getaran/detik = Frekuensi, f

Perambatan gelombang bunyi (longitudinal)

NEXTPREV

Frekuensi Bunyi :Hubungan antara frekuensi bunyi, panjang gelombang, dan kecepatan rambat di dalam medium udara dapat dituliskan :

c = kecepatan rambat gelombang bunyi di dalam medium udara, m/det= panjang gelombang bunyi di dalam medium udara, m

c = 49,03 Po = tekanan udara = = = rapat massa udaraKecepatan rambat bunyi, c, di dalam medium udara seperti dituliskan pada rumus di atas ditentukan oleh tekanan udara, panas spesifik, dan rapat massa udara (rapat massa udara juga ditentukan oleh temperatur udara).



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

v

p

cc

0P

tetap volume pada spesifikpanastetap tekanan pada spesifikpanas

NEXTPREV

MESINHITUNG

cf

Tekanan Bunyi :Apabila ada gelombang bunyi yang melewati suatu medium, maka tekanan di dalam medium tersebut akan berubah. Perbedaan atau selisih perubahan ini disebut sebagai tekanan bunyi. Di dalam medium udara, tekanan bunyi terendah yang dapat diindera oleh telinga manusia (dewasa muda pada frekuensi bunyi 1000 Hz) adalah 20 Pa dan tekanan bunyi yang dapat menyebabkan telinga terasa sakit adalah 200 Pa. Tekanan bunyi dengan tekanan lebih kecil dari 20 Pa tidak dapat dirasakan atau diindera oleh telinga manusia, sedangkan tekanan bunyi diatas 200 Pa dapat merusakkan syaraf indera pendengaran atau dapat menyebabkan tuli permanen. Dengan demikian tekanan bunyi yang dapat ditoleransi oleh indera telinga manusia adalah 20 Pa sampai dengan 200 Pa atau 2.10-5 Pa sampai dengan 2.102 Pa. (Pa atau N/m2).



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

NEXTPREV

Daya Bunyi :

Daya bunyi merupakan karakteristik (sifat yang dipunyai individu) dari suatu sumber bunyi

sehingga tidak dipengaruhi faktor luar, seperti kondisi medium atau jarak dari sumber bunyi. Daya

bunyi tidak tergantung pada dekat atau jauhnya letak titik dari sumber. Daya bunyi atau disebut juga

daya akustik mempunyai definisi seperti definisi daya pada umumnya, yaitu energi bunyi yang

dikeluarkan atau dipancarkan oleh suatu sumber bunyi setiap satuan waktu, dan mempunyai satuan

Joule per detik atau Watt.



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

NEXTPREV

Intensitas Bunyi :

Intensitas bunyi didefinisikan sebagai Daya bunyi persatuan luas yang ditembus oleh gelombang bunyi (satuan watt/m2). Berbeda dengan daya bunyi, intensitas bunyi sangat tergantung pada jarak dari sumber bunyi dan luasan dimana intensitas bunyi tersebut dihitung. Semakin jauh dari sumber atau semakin besar luasan yang ditembus, maka intensitas bunyi semakin kecil. Semakin jauh dari sumber, besarnya daya bunyi selalu tetap, walaupun intensitas bunyi berubah menjadi semakin kecil.



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

NEXTPREV



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

1.3. TINGKAT dan DECIBEL

Tingkat Tekanan Bunyi (Sound Pressure Level), LpTelah disebutkan di atas bahwa tekanan bunyi terendah yang dapat diindera oleh telinga manusia adalah 2.10-5 Pa sampai dengan 2.102 Pa., yaitu dengan rentang orde 10-5 Pa sampai 102 Pa. Secara matematis, definisi Tingkat Tekanan Bunyi, disimbulkan dengan Lp, dapat dituliskan sebagai :

2ref

2

pp log 10 Lp dB

dengan : p = tekanan bunyi (rms), Pa pref = tekanan bunyi referensi = 2.10-5 Pa

Pada tekanan p = 2.10-5 Pa, maka tingkat tekanan bunyi, Lp = 0 dB, sedangkan pada tekanan p = 2.102 Pa, maka tingkat tekanan bunyi Lp = 140 dB, sehingga rentang Tingkat Tekanan Bunyi yang dapat ditoleransi oleh telinga manusia adalah 0 dB sampai 140 dB.

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

120

110

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

20

10.000.000

1.000.000

100.000

10.000

1.000

100

0

Tekanan Bunyi, μ Pa Tingkat Tekanan Bunyi, dB

Diskotik

Truk berat pada jarak 15 m

Orang Bicara normal pada jarak 1 m

Batas telinga manusia dapat mengindera bunyi

Telinga manusia terasa sakit

Suasana pedesaan

PERBANDINGAN BESARAN TEKANAN BUNYI DAN TINGKAT TEKANAN BUNYI

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

Tingkat Intensitas Bunyi (IL = Intensitas Level), LI

refI I

I log 10 L dB

I = Intensitas Bunyi , watt/m2

Iref = Intensitas Bunyi Referensi, watt/m2 = 10-12 watt/m22

ref

1

ref

1

PP

II

Intensitas Bunyi (Tekanan Bunyi)2 , I p22

ref

1I P

P log 10L

refII log 10 Lp

Jadi Tingkat tekanan bunyi sama dengan tingkat intensitas bunyi (Lp = LI)

Untuk gelombang bidang :c

P I2

P = tekanan bunyi; = rapat massa udara, c = kecepatan rambat bunyi.

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

Tingkat Daya Bunyi (PWL = Power Level), LwTingkat daya bunyi didefinisikan sebagai 10 kali logaritma dari perbandingan antara daya bunyi dan daya bunyi referensi,

refW W

W log 10 L W = Daya Bunyi (watt)Wref = Daya Bunyi Referensi = 10-12 watt.dB

Daya dan Tingkat Daya Bunyi dari beberapa sumber :

Sumber Daya Bunyi, watt

Tingkat Daya Bunyi, dB,re

10-12

Suara orang berbisikSuara orang becakap-cakapSuara orang berteriak rata-rataRecord Player (Loud)Bel trukPesawat Terbang (Propeller)Pipa Organa (Puncak)Pesawat Terbang Besar (Empat Pro-peller)Roket Saturnus (Saturn Rocket)

10-7

10-5

10-3

10-2

10-1

110

10030 x 106

507090

100110120130140195

MESINHITUNG

1.4. PENJUMLAHAN TINGKAT TEKANAN BUNYISecara fisis, besaran yang diterima oleh membran telinga manusia atau sensor alat ukur bunyi bukan tingkat tekanan bunyi, Lp, melainkan tekanan bunyi, p. Untuk menjumlahkan tingkat tekanan bunyi, tekanan bunyi perlu dijumlahkan terlebih dulu, kemudian dimasukkan kedalam rumus definisi tingkat tekanan bunyi.



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

2ref

21

1 PP log 10 LP 101

2ref

11

1010LP

antilog PP PL

atau

2ref

22

2 PP

log 10 LP 102

2ref

22

1010LP

antilog PP PL

atau

PP

PP

PP

2ref

22

2ref

21

Totalref

2

2t

sehingga,

10

LP10LP

pt

21

10 10log 10L

Untuk sumber bunyi yang banyak dapat dikembangkan menjadi :

n

1

10Lpi

pt 10 log 10 Li

diperoleh,

NEXTPREV

MESINHITUNG

0

1

2

3

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Selisih (dB) Antara Dua Tingkat Tekanan Bunyi Yang Akan Ditambahkan

Pena

mba

han

(dB) Y

ang

Aka

n Dita

mba

hkan

ke

Ting

kat

Teka

nan

Bun

yi Y

Ang

Te

rbes

ar

Misal Lp1 = 86 dB dan Lp2 = 80 dB (dari data ini 86 dB > 80 dB)maka selisih tingkat tekanan bunyinya adalah (86 dB – 80 dB) = 6 dBDari grafik diatas Lp total adalah 86 + dB = 87 dB

1

NEXTPREVMESIN

HITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

1.5. PENGURANGAN TINGKAT TEKANAN BUNYIPengurangan tingkat tekanan bunyi ini sering dihubungkan

dengan kebisingan latar belakang ( background noise). Dengan cara yang sama dengan penjumlahan tingkat tekanan

bunyi, maka dapat dituliskan :

2ref

2t

pt PP

log 10 L

)1010(log10 1010pBpt LL

pBptp LLL

2

2

log10ref

ppB p

L

dengan Lpt = LpB + Lp = tingkat tekanan bunyi total, dB Lp = tingkat tekanan bunyi sumber, dB

LpB = tingkat tekanan bunyi latar belakang, dB

Rumus di atas digunakan untuk menentukan tingkat tekanan bunyi suatu sumber dengan menghilangkan pengaruh tingkat tekanan bunyi latar belakang.

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

PENGURANGAN TINGKAT TEKANAN BUNYI DENGAN GRAFIK

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3 4 5 6 7 8 9 10

Selisih (dB) Antara Tingkat Tekanan Bunyi Total Dengan Tingkat Tekanan Bunyi Latar Belakang

Kore

ksi (

dB) Y

ang

Haru

s Di

kura

ngka

n Pa

da T

ingk

at

Teka

nan

Buny

i Tot

al

1,7

Misal Lptotal = 85 dB dan Lplatar belakang = 80 dB maka selisih tingkat tekanan bunyinya adalah (85 dB – 80 dB) = 5 dBDari grafik diatas Lp sumber adalah 85 - dB = 83,3 dB

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

1.6. TINGKAT TEKANAN BUNYI RATA-RATA

nL piLratarata log10)10log(10 10/

Harga tingkat tekanan bunyi rata-rata dapat dihitung dengan rumus :

atau

)10(1log10 10/piLratarata n

L

Apabila tingkat tekanan bunyi dari hasil pengukuran di beberapa titik, menghasilkan beda harga tingkat tekanan bunyi terendah dan tertinggi (Lpmax - Lmin) sama atau lebih kecil 5, maka tingkat tekanan bunyi rata-rata dapat didekati dengan rumus :

pirataprata Ln

L 1

dB

dB

dB

11 pirataprata L

nL

Bila Lpmax - Lpmin terletak antara 5 dan 10, maka tingkat tekanan bunyi dapat didekati dengan rumus : .

dB

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

1.7. PITA FREKUENSI OKTAFFrekuensi yang bisa didengar : 20 Hz sampai dengan 20 kHz dapat dibagai menjadi pita-pita frekuensi yang lebih sempit, seperti frekuensi satu oktaf, sepertiga oktaf, setengah oktaf dan sebagainya. Masing-masing pita mempunyai frekuensi tengah. 1 oktaf (1/1 octave)

1/3 oktaf (1/3 octave)

Sering dipakai untuk penilaian kebisingan

Pembagian frekuensi lainnya adalah : ½ oktaf, 1/5 oktaf; 1/10 oktaf, dan sebagainya.

BATAS ATAS, BATAS BAWAH, DAN FREKUENSI TENGAH DARI SUATU PITA

Suatu pita frekuensi dibatasi oleh frekuensi cutoff bagian bawah dan bagian atas dan diwakili oleh frekuensi tengah. Sebagai ilustrasi suatu pita dapat digambarkan sebagai berikut :

f1 f0 f2

Lower cut off frequency (frek batas

bawah)

Center of freq(frek tengah)

Higher/upper cut off frequency (frek batas atas)

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

Hubungan antara batas bawah dan batas atas pita frekeuensi dengan frekuensi tengahnya dapat dinyatakan dengan :

Rumus Umum :f1 = 2–(m/2) f0 . . . Hzf2 = 2(m/2) f0 . . . Hzf2 = 2m f1 . . . Hzf0 = (f1. f2)1/2 . . . Hzm = 1, ½, 1/3, . . . , 1/10 . . . 1 oktaf, ½ oktaf, 1/3 oktaf …., 1/10 oktafLebar suatu pita frekuensi dinyatakan oleh : bw = (f2 – f1) = (2m/2 – 2–m/2) f0 . . . Hzprosentase bw :

= (2m/2 – 2–m/2) x 100 %

Pembagian pita frekuensi tersebut sangat bermanfaat untuk mengetahui karakteristik akustik dari suatu sumber bunyi atau penjalarannya.

%100 x fbw

0

% bw =

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

Contoh Soal :

Tentukan frekuensi cutt off f1 dan f2 dan lebar pita, BW dari pita 1 oktaf yang berfrekuensi tengah fo = 1000 Hz.

Jawab :f1 = 2-1/2 f0 = 2-1/2 .1000 = 707 Hzf2 = 21/2 f0 = 21/2 .1000 = 1414 Hzbw = f2 – f1 = 1414 – 707 = 707 HzHitung juga soal diatas kalau ditanya adalah 1/10 oktaf !Jawab : f1 = 2–(1/10 :2) f0 = 966 Hzf2 = 2 (1/10 : 2) f0 = 1035 Hzbw = f2 – f1 = 69 Hz.

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

1.8. TINGKAT BUNYITingkat bunyi adalah tingkat tekanan bunyi yang telah dibebani sesuai dengan kurva beban tertentu, misalnya beban A, B, C, D. Satuan tingkat bunyi disesuaikan dengan beban jaringannya, misalnya dBA, dBB, dBC, dBD. Kurva jaringan beban tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini :

RESPONS FREKUENSI UNTUK PEMBEBANAN JARINGAN A, B, C, D

-80-70-60-50-40-30-20-10

010

10 16 25 40 63 100

160

250

400

630

1,00

01,

600

2,50

0

4,00

06,

300

10,0

0016

,000

Frekuensi (Hz)

Resp

ons

rela

tif (d

B)

A

CB

MESINHITUNG



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

MESINHITUNG

RESPONS FREKUENSI UNTUK PEMBEBANAN JARINGAN A, B, C

-80-70-60-50-40-30-20-10

010

10 16 25 40 63 100

160

250

400

630

1.00

01.

600

2.50

0

4.00

06.

300

10.0

0016

.000

Frekuensi (Hz)

Resp

ons

rela

tif (d

B)

A

CB



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

MESINHITUNG

Faktor Keterarahan, Q, didefinisikan sebagai :”Perbandingan antara intensitas bunyi pada suatu arah dan intensitas bunyi rata-rata, keduanya diukur pada jarak tertentu. Secara matematis dapat dituliskan sebagai berikut :

1rrIIQ

tanpa satuan

dengan Iθ adalah intensitas bunyi pada arah sudut sebesar θ dan adalah intensitas bunyi rata-rata untuk seluruh arah.Untuk gelombang spheris (muka gelombang berbentuk bola),

I

cIp0

2

Sehingga,

1

2

2

rrp

pQ

tanpa satuan

dengan pθ adalah tekanan bunyi pada arah sudut sebesar θ dan

p adalah tekanan bunyi rata-rata untuk seluruh arah.



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

MESINHITUNG

Dan Indeks Keterarahan, DI, didefinisikan sebagai :DI = 10 log Q dB

DI = 10 log 1rr

2

2

p

p

DI = Lpθ - Lp dB

Q = antilog DI/10 = 10(Lpθ – Lp)/10

dB



SLIDESHOW

PDF

EX-PLORER

FLASH

ENDSHOW

PREV NEXT

MESINHITUNG

akustik

Documents