Sifat Fisika dan Faktor yang Mempengaruhi Suara di Laut

March 21, 2011 at 00:24 (Suara di Laut)

1. Bunyi/Suara

Seperti yang kita ketahui bunyi atau suara adalah gelombang longitudinal yang merambat melalui medium atau sederhananya dapat kita artikan getaran yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara tersebut berupa zat cair, padat, gas. Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan zat perantara untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas.

Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah

1. Ada benda bergetar ( sumber bunyi ),

2. Ada medium yg merambatkan bunyi,

3. Ada penerima yang berada di dalam jangkauan sumber bunyi.

2. Cepat Rambat Bunyi

Bunyi mempunyai cepat rambat yang terbatas. Bunyi memerlukan waktu untuk
berpindah. Cepat rambat bunyi sebenarnya tidak terlampau besar. Cepat
rambat bunyi jauh lebih kecil dibandingkan dengan cepat rambat cahaya.
Karena bunyi termasuk gelombang, cepat rambat bunyi juga memenuhi
persamaan cepat rambat gelombang. Jika bunyi menempuh jarak (s) selama
selang waktu (t) maka akan memenuhi hubungan

V=s/t

dengan , s = jarak tempuh (m) , t = waktu ( s ) , dan v = cepat rambat bunyi
(m/s). Satu periode gelombang menempuh jarak sejauh satu panjang gelombang. Maka , jika t = T , maka s = lambda . Maka bentuk lain ungkapan cepat rambat gelombang adalah

v= oleh karena f = 1/T , maka

v=λf

dengan lambda = panjang gelombang bunyi (m)
T = periode gelombang bunyi (s)
F = ferkuensi gelombang bunyi (Hz)

Proses merambatnya bunyi  pada saat benda yg bergetar akan menggetarkan
molekul zat perantara/medium di sekitarnya lalu molekul yg bergetar akan
merambatkan ke molekul-molekul yg lainnya, dan begitu seterusnya sampai
getaran itu terdengar di telinga kita. Molekul udara membentuk
rapatan (R) dan renggangan (r).

Pada laut, suara dirambatkan melalui medium air. Kecepatan rambat suara laut berbeda dengan kecepatan rambat udara ataupun darat.  Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Pada suhu udara 15 derajat celsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 m/s. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara. Dengan s panjang Gelombang bunyi dan t waktu.

Jika dibandingkan dengan cepat rambat udara, di laut kecepatan rambatnya lebih cepat 4x lipat dibangingkan dengan cepat rambat di udara. Hal tersebut diakibatkan partikel air laut lebih rapat dibandingkan dengan di udara yang lebih renggang. Sedangkan di darat (zat padat) lebih cepat lagi cepat rambat di laut karena benda padat kerapatannya paling tinggi diantara medium yang lain.

Tabel cepat rambat bunyi pada medium tertentu

3. 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.

4. Tekanan

Pada tekan, 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.

5. 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.

6. 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 . akibatnya
perpindahan getaran terjadi sangat cepat .

7. Mengukur Cepat Rambat Bunyi

Cara mengukur cepat rambat bunyi yaitu dengan cara mengukur waktu yang diperlukan bunyi sejak keluar dari sumber bunyi sampai kembali ke tempat semula . kemudian kita mengukur jarak sumber bunyi ke tempat pemantul . Hal tersebut diaplikasikan pada alat pengukur kedalaman yaitu Echo-Sounder.

8. Fungsi Suara di Laut

1. Mengukur Kedalaman dan Pemetaan dasar Laut

Untuk mengukur kedalaman laut , kapal memancarkan bunyi ke dasar laut . pada dasar kapal terdapat pendeteksi bunyi (detektor) . Detektor ini menghasilkan gelombang listrik jika mendapat bunyi pantul . Ketika gelombang mengenai objek maka sebagian enarginya ada yang dipantulkan, dibiaskan ataupun diserap. Untuk gelombang yang dipantulkan energinya akan diterima oleh receiver. Besarnya energi yang diterima akan diolah dangan suatu program, kemudian akan diperoleh keluaran (output) dari program tersebut. Hasil yang diterima berasal dari pengolahan data yang diperoleh dari penentuan selang waktu antara pulsa yang dipancarkan dan pulsa yang diterima. Dari hasil ini dapat diketahui jarak dari suatu objek yang deteksi. Dengan mengukur waktu yang diperlukan sejak bunyi dipancarkan sampai ditangkap kembali oleh detektor , kedalaman laut di bawah posisi kapal dapat ditentukan dengan demikian kedalaman laut suatu wilayah dapat dipetakan dengan teliti .

Pengukuran kedalaman dengan Echo Sounder

2. Komunikasi dengan ikan

Gelombang suara merupakan media terbaik dalam komunikasi bawah air, karena sinyal suara tidak dipengaruhi oleh kekeruhan sehingga spesies ikan tertentu mampu berkomunikasi menggunakan suara dalam keadaan gelap, suara dapat merambat dengan cepat pada jarak yang jauh, sangat terarah dan tidak dipengaruhi oleh batu atau terumbu karang.
Selain sebagai tingkah laku komunikasi, suara diproduksi juga sebagai efek samping dari tingkah laku ikan seperti tingkah laku makan atau pergerakan ikan. Suara ikan cukup beragam, tergantung pada spesiesnya. Individu spesies bisa mempunyai lebih dari satu tipe suara.

Karakter dari suara yang dihasilkan ikan memiliki nilai-nilai yang sangat berbeda, hal ini mengingatkan pada suara drum, suara katak, suara dengusan, suara perut. Hal tersebut digunakan untuk membagi suara ikan kedalam bidang biologi, contohnya yang dihasilakn oleh ikan pada beberapa pola adaptasi mekanik yang signifikan selama pergerakan, mencari makan, bersembunyi di dalam tanah, dan sebagainya.


Penggunaan suara dalam komunikasi adalah hal yang biasa karena ikan memiliki pendengaran dalam yang tajam. Ikan menghasilkan suara dengan tiga cara utama, yaitu dengan pergerakan tulang (stridulasi), vibrasi gelembung renang dan efek yang terjadi karena aktifitasnya yang termasuk ke dalam golongan suara hidrodinamik. Suara hidrodinamik dihasilkan oleh ikan yang aktif berenang, atau kecepatan berputar. Walaupun banyak gangguan yang direkam pada Hydrophone yang ditimbulkan oleh turbulensi air, suara yang kuat sering kali dapat dideteksi dari jarak beberapa meter. Ketika ikan membuat pergerakan renang yang cepat maka dihasilkan pulsa dengan tekanan yang cepat
.

3. Mengetaui Ikan di Bawah Laut

Dengan mengarahkan gelombang bunyi ke dalam laut kita dapat mengetahui ikan yang di bawah laut. Sebagian gelombang akan dipantulkan oleh ikan-ikan yang berenang di bawah permukaan laut . kita dapat membedakan gelombang pantul benda yang diam dan benda yang bergerak.

 

Sumber:

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

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

http://rumus-soal.blogspot.com/2010/06/bunyi.html

http://www.scribd.com/doc/19356056/Bunyi

http://www.scribd.com/doc/42182539/tugas-uts-AKUSTIK

http://korn-n-el.blogspot.com/2010/12/suara-dan-tingkah-laku-ikan.html

http://korn-n-el.blogspot.com/2010/12/karakteristik-suara-di-perairan.html

http://www.ilmukelautan.com/oseanografi/fisika-oseanografi/404-penentuan-batimetri

http://organisasi.org/pengertian-bunyi-dan-kecepatan-bunyi-pengetahuan-pendidikan-dasar-mengenai-bunyi-ilmu-sains-fisika

dengan , s = jarak tempuh (m) , t = waktu ( s ) , dan v = cepat rambat bunyi
(m/s).
satu periode gelombang menempuh jarak sejauh satu panjang gelombang.
Maka , jika t = T , maka s = lambda . maka bentuk lain ungkapan cepat rambat
gelombang adalah

v= oleh karena f = 1/T , maka

v=λf

dengan lambda = panjang gelombang bunyi (m)
T = periode gelombang bunyi (s)
F = ferkuensi gelombang bunyi (Hz)

Permalink 7 Comments

Follow

Get every new post delivered to your Inbox.