RESUME AKUSTIK 2

Kecepatan Suara

             Kecepatan suara adalah istilah yang digunakan untuk menyebut kecepatan gelombang suara yang melalui medium elastis. Kecepatan ini dapat berbeda tergantung medium yang dilewati (misalnya suara lebih cepat melalui air daripada udara), sifat-sifat medium tersebut, dan suhu. Namun, istilah ini lebih banyak dipakai untuk kecepatan suara di udara. Pada ketinggian air laut, dengan suhu 21 °C dan kondisi atmosfer normal, kecepatan suara adalah 344 m/detik (1238 km/jam). Kecepatan suara akan lebih cepat melaju di air dan di benda padat. Kecepatan suara di air adalah 4.3 kali lipat kecepatan di udara, yaitu 1.484 m/detik. Kecepatan suara di besi adalah 15 kali lipat kecepatan di udara, yaitu 5.120 m/detik.

Kecepatan suara diperoleh dengan menggunakan rumus :

C = 1449,2 + 4,6T - 0,055T² + 0,00029T³ + (1,34 - 0,010T)(S-35) - 0,016Z

dengan : C = Kecepatan suara (m/s)

                   T = Suhu (^oC)

                   S = Salinitas (psu)

                   Z = Kedalaman (m)

dengan begitu, dapat dikatakan bahwa kecepatan suara di laut dipengaruhi oleh suhu, salinitas, dan kedalaman laut.

Faktor yang mempengaruhi kecepatan suara di perairan yaitu : 

1. Suhu

Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin mempengaruhi kecepatan bunyi di udara. Pada prinsipnya semakin tinggi suhu suatu medium , maka semakin cepat rambat bunyi dalam medium tersebut. Dikarena makin tinggi suhu, maka semakin cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut. Akibatnya, proses perpindahan getaran makin cepat .

Di laut sendiri, pada lapisan Mix Layer, pengaruh suhu sangat besar karena pada lapisan ini pengaruh dari sinar matahari terhadap suhu permukaan sangat besar sehingga mengakibatkan suhu di Mix Layer tinggi. Pada lapisan Termoklin pun suhu masih sangat berpengaruh, hal tersebut dikarenakan adanya perubahan suhu yang sangat mencolok. Akan tetapi pada lapisan Deep Layer suhu tidak begitu mempengarui karena perubahan suhu yang tidak mencolok.

2. Tekanan

Pada tekanan, setiap penambahan kedalaman maka tekanan akan semakin tinggi. Semakin tinggi tekan maka akan semakin tinggi cepat rambat bunyinya. Hal tersebut karena partikel-partikel zat yang bertekanan tinggi terkompresi sehingga cepat rambat yang dihasilkan lebih besar. Pengaruh tekan akan lebih besar dari suhu dan salinitas pada lapisan Deep Layer.

3. Salinitas

Cepat rambat bunyi terhadap salinitas seharusnya berkurang seiring kenaikan salinitas karena meningkatnya densitas. Akan tetapi kenaikan salinitas meningkatkan modulus axial (larutan menjadi kurang kompres), sehingga tiap kenaika salinitas akan meningkatkan cepat rambat bunyi.

4. Densitas/Kerapatan

Makin rapat medium umumnya semakin besar cepat rambat bunyi dalam medium tersebut . Penyebabnya adalah makin rapat medium maka makin kuat gaya kohesi antar-partikel. Akibatnya pengaruh suatu bagian medium kepada bagian yg lain akan mengikuti getaran tersebut dengan segera. Sehingga perpindahan getaran terjadi sangat cepat.

Sound Channel

Kanal Suara SOFAR adalah lapisan di lautan, sekitar kedalaman 1 km, yang agak terisolasi dari luar. Suara yang dihasilkan pada kedalaman ini cenderung untuk berada pada jarak jauh tanpa mendapatkan jumlah yang signifikan ke permukaan. Demikian juga, suara yang dibuat pada permukaan (dari kapal dan gelombang) tidak mudah masuk ke kanal suara.

            Kedalaman pada kecepatan suara minimum di laut disebut sound channel. Hal ini terjadi di seluruh samudera di dunia dan biasanya mencapai permukaan di lintang yang cukup tinggi.

Gambar proses pembuatan sound channel di samudera. Data from JPOTS Editorial Panel (1991).

Kanal suara sangat penting karena suara dalam kanal dapat melintas sangat jauh, bahkan mencapai setengah putaran Bumi. Inilah bagaimana kanal itu bekerja. Pancaran suara yang mulai  melintasi kanal dibiaskan kembali ke tengah kanal. Pancaran menyebar ke atas pada sudut yang kecil ke arah horizontal dibelokkan ke bawah, dan pancaran menyebar ke bawah pada sudut yang kecil ke arah horizontal dibelokkan ke atas. Jenis kedalaman dari kanal sekitar 10-1200 m tergantung area geografis.

Atenuasi Gelombang Suara

Atenuasi adalah peristiwa berkurangnya energi gelombang suara sepanjang perambatannya dari sumbernya. Karena gelombang suara menyebar keluar dalam bidang yang lebar, energinya tersebar kedalam area yang luas. Semakin besar atenuasi, maka akan semakin kecil massa jenis bahan.. Atenuasi adalah konstanta penyerapan bahan terhadap sinyal akustik  yang dilewatkan padanya. Semakin kecil atenuasi maka sinyal yang akan diserap akan sedikit mengalami perubahan. dimana tingkat penyerapan terhadap sinyal ultrasonik yang melewatinya akan semakin berkurang seiring dengan semakin tinggi massa jenis bahan. Hal inilah yang dapat menjadi penjelasan bahwa penyerapan sinyal dalam bahan cairan akan lebih besar dibandingkan dengan bahan padatan.

 

sumber :

http://id.wikipedia.org/wiki/Kecepatan_suara

http://andrynugrohoatmarinescience.wordpress.com/2011/03/21/sifat-fisika-dan-faktor-yang-mempengaruhi-suara-di-laut/

kuliah akustik