Intensitas Bunyi dan Taraf Intensitas Bunyi Lengkap Contoh Soal

Intensitas Bunyi dan Taraf Intensitas Bunyi

Memahami intensitas bunyi dan taraf intensitas bunyi sangat penting dalam mempelajari ilmu fisika. Artikel ini menjelaskan rumus intensitas bunyi dan rumus taraf intensitas bunyi lengkap dengan contoh soal beserta pembahasan yang didesain agar mudah dipahami oleh siapa saja.

Intensitas Bunyi

Intensitas bunyi I didefinisikan sebagai daya per satuan luas yaitu transfer laju energi yang dibawa oleh gelombang bunyi melalui satuan luas A yang tegak lurus dengan arah gelombang. Secara matematis rumus intensitas bunyi dapat dituliskan sebagai berikut

I=PA ...(1)

Keterangan

    I= Intensitas bunyi (Watt/m2)

    P= Daya (Watt)

    A= Luas (m2)

Selanjutnya dapat kita pahami apabila sumber gelombang memancarkan bunyi yang merambat ke segala arah, maka intensitas gelombang bunyi akan menurun seiring dengan semakin jauhnya dari sumber bunyi.

Artikel terkait : Efek Doppler dan Tips Menghapal Rumus

Kondisi ini dapat kita gambarkan sebagai bentuk bola dengan pusatnya adalah sumber gelombang bunyi, perhatikan gambar

Intensitas Bunyi dan Taraf Intensitas Bunyi

Dengan demikian, luas pada rumus intensitas gelombang pada persamaan (1) dapat kita gunakan menggunakan luas permukaan bola.

I=P4πr2 ...(2)

Jika kita anggap sumber bunyi memancarkan gelombang dengan daya yang sama kemudian kita bandingkan intensitas bunyi I1 pada jarak r1 terhadap sumber bunyi dengan intensitas bunyi I2 pada jarak r2 terhadap sumber bunyi. Maka didapatkan

I2I1=P4πr22P4πr12=P×4πr12P×4πr22

I2I1=r12r22=(r1r2)2 ...(3)

Dari persamaan (3) terbukti bahwa apabila r2>r1 maka I2<I1

Taraf Intensitas Bunyi

Setelah mengenal intensitas bunyi, mari kita kenal taraf intensitas bunyi. Taraf intensitas bunyi adalah tingkat kebisingan bunyi yang diterima oleh alat pendengaran manusia. Taraf intensitas bunyi diukur dengan satuan decibell (dB).

Alat pendengaran manusia mampu mendengar intensitas bunyi sebagai berikut

  • Intensitas terendah 1012 Watt/m2 yang kemudian disebut sebagai intensitas ambang pendengaran (I0)
  • Intensitas tertinggi 1 Watt/m2 yang kemudian disebut sebagai intensitas ambang perasaan

Artikel Terkait : Resonansi Pipa Organa

Menurut fisika, taraf intensitas didefinisikan sebagai perbandingan logaritmik antara intensitas bunyi (I) dengan intensitas ambang pendengaran (I0). Rumus taraf intensitas bunyi secara matematis dapat dituliskan

TI=10log(II0) ...(4)

Keterangan

    TI= Taraf Intensitas bunyi (dB)

    I= Intensitas bunyi (Watt/m2)

    I0= Intensitas ambang pendengaran (1012 Watt/m2)

Taraf Intensitas Bunyi pada Jarak r dari Sumber Bunyi

Jika diketahui sumber bunyi dengan daya P memancarkan gelombang bunyi ke segala arah, maka taraf intensitas pada jarak r yang berbeda akan menghasilkan tingkat kebisingan yang berbeda pula.

Mari kita anggap TI1 merupakan taraf intensitas pada jarak r1 dari sumber bunyi, dan TI2 merupakan taraf intensitas pada jarak r2 dari sumber bunyi.

Maka dengan persamaan (2) kita tentukan masing-masing intensitas bunyi di r1 dan r2

I1=P4πr12

I2=P4πr22

Dengan persamaan (4) kita dapatkan taraf intensitas bunyi TI1 dan TI2

TI1=10log(I1I0)

TI2=10log(I2I0)

Berdasarkan identitas logaritma, kita mengetahui bahwa selisih logaritma dengan basis yang sama adalah perbandingan bilangan yang dilogaritmakan, perhatikan identitas logaritmik berikut

log(a)log(b)=log(ab)

Maka untuk mengetahui hubungan taraf intensitas pada jarak r dari sumber bunyi dapat kita selisihkan TI2 dengan TI1

TI2TI1=10log(I2I0)10log(I1I0)

TI2TI1=10(log(I2I0I1I0))

TI2TI1=10(log(I2×I0I1×I0))

TI2TI1=10log(I2I1)

TI2TI1=10log(P4πr22P4πr12)

TI2TI1=10log(P×4πr12P×4πr22)

TI2TI1=10log(r12r22)

TI2TI1=10log(r1r2)2

Dengan menggunakan identitas logaritma dapat kita tuliskan ulang persamaan di atas menjadi

TI2TI1=20log(r1r2)

TI2=TI1+20log(r1r2) ...(5)

Keterangan

  • TI1= Taraf intensitas pada jarak r1
  • TI2= Taraf intensitas pada jarak r2
  • r1= jarak posisi r1 dari sumber bunyi
  • r2= jarak posisi r2 dari sumber bunyi

Taraf Intensitas Bunyi dari Sumber Bunyi Identik

TI2=TI1+10log(n) ...(6)

  • TI1= Taraf intensitas 1 sumber bunyi
  • TI2= Taraf intensitas n sumber bunyi
  • n= banyaknya sumber bunyi identik

Contoh Soal Intensitas Bunyi dan Taraf Intensitas Bunyi Beserta Pembahasan

Soal Instensitas Bunyi No 1

Sebuah sumber gelombang bunyi dengan daya 50 W memancarkan gelombang ke medium di sekelilingnya yang homogen. Tentukan intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 10 meter dari sumber ...

A. 4×102 W/m2

B. 400 W/m2

C. 4×10 W/m2

D. 4×103 W/m2

E. 200 W/m2

UMPTN Tahun 1996 Rayon C

Diketahui :

P=50 Watt

r=10 m

Ditanyakan : I

Dengan rumus persamaan (2) dapat kita selesaikan

I=P4πr2=504π102

I=504×3.14×102=0.0398

I=0.04=4×102 W/m2

Jawaban A



Soal Intensitas Bunyi No 2

Jarak A ke sumber bunyi adalah 23 kali jarak B ke sumber bunyi tersebut. Jika intensitas bunyi yang didengar A adalah I0. Maka intensitas bunyi yang didengar B adalah ...

A. I03

B. 4I09

C. 2I03

D. 3I02

E. 9I04

Diketahui :

rA=23rB

IA=I0

Ditanyakan : IB

Dengan rumus perbandingan intensitas bunyi pada persamaan (3) mudah kita hitung

IBIA=(rArB)2

IBI0=(23rBrB)2

IB=4I09

Jawaban B


Soal Taraf Intensitas Bunyi No 3

Pada jarak 3 meter dari sumber ledakan, terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Pada jarak 30 meter dari sumber ledakan terdengar taraf intensitas bunyi sebesar ...

A. 5 dB

B. 20 dB

C. 30 dB

D. 35 dB

E. 45 dB

Diketahui :

r1=3 meter

TI1=50 dB

r2=30 meter

Ditanyakan : TI2

Dengan menggunakan rumus taraf intensitas pada jarak r pada persamaan (5) dapat kita selesaikan

TI2=TI1+20log(r1r2)

TI2=50+20log(330)

TI2=50+20log(10)1

TI2=5020=30 dB

Jawaban C


Soal Taraf Intensitas Bunyi No 4

Taraf intensitas sebuah mesin rata-rata 50 dB. Apabila 100 mesin dihidupkan bersamaan, maka taraf intensitasnya adalah ...

A. 20 dB

B. 50 dB

C. 70 dB

D. 75 dB

E. 150 dB

UMPTN Tahun 1996 Rayon B

Diketahui :

TI1=50 dB

n=100

Ditanyakan : TI2

Dengan menggunakan rumus taraf intensitas sumber bunyi identik persamaan (6) mudah kita hitung

TI2=TI1+10log(n)

TI2=50+10log(100)

TI2=50+10log(10)2

TI2=50+20=70 dB

Jawaban C



Soal Taraf Intensitas Bunyi No 5

Taraf intensitas sebuah mesin adalah 60 dB (dengan acuan intensitas ambang pendengaran I0=1012W/m2). Jika taraf intensitas di dalam ruangan pabrik yang menggunakan sejumlah mesin itu adalah 80 dB, maka jumlah mesin yang digunakan adalah ...

A. 200

B. 140

C. 100

D. 20

E. 10

UMPTN Tahun 1998 Rayon A

Diketahui :

I0=1012W/m2

TI1=60 dB

TI2=80 dB

Ditanyakan : n buah mesin

Dengan menggunakan perasamaan (6) dapat kita cari n buah mesin

TI2=TI1+10log(n)

80=60+10log(n)

8060=10log(n)

20=10log(n)

2=log(n)

Mari kita gunakan identitas logaritma untuk menghitung n

alog(b)=c

b=ac

log(n)=2, artinya basis a=10, sehingga

n=102=100

Jawaban C


Penutup

Demikian penjelasan mengenai materi intensitas dan taraf intensitas bunyi beserta contoh soal pembahasan yang dapat saya tuliskan pada kesempatan kali ini. Mudah-mudahan dapat membantu sobat dalam memahami fisika khususnya pada kasus intensitas bunyi.

Jika sobat merasa bingung dengan penjelasan yang telah saya sampaikan, silahkan untuk menuliskannya di kolom komentar. Silahkan pelajari juga materi terkait artikel ini yaitu Bunyi Dawai.

Terima kasih atas kunjungannya.

Tomi Nurhidayat

Data Science dan Machine Learning Enthusiast | SEO Enthusiast.

Previous Post Next Post