MENELITI ABSORPSI BAHAN ANYAMAN ENCENG GONDOK DAN TEMPAT TELUR DENGAN METODE RUANG AKUSTIK Oleh : ASKA NIM : 192007041 TUGAS AKHIR Diajukan kepada Program Studi Pendidikan Fisika Fakultas Sains dan Matematika guna memenuhi sebagian dari persyaratan untuk mencapai gelar Sarjana Pendidikan Program Studi Pendidikan Fisika FAKULTAS SAINS DAN MATEMATIKA UNIVERSITAS KRISTEN SATYA WACANA SALATIGA 2013 1
2
3
4
motto Jangan sesat! Tuhan tidak membiarkan dirinya dipermainkan. Karena apa yang ditabur orang, itu juga yang akan dituainya. Galatia 6:7 Manusia tak selamanya benar dan tak selamanya salah, kecuali ia yang selalu mengoreksi diri dan membenarkan kebenaran orang lain atas kekeliruan diri sendiri. 5
KATA PENGANTAR Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yesus Kristus yang telah memberikan kasih dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini dengan baik. Skripsi ini ditulis dan disusun untuk memenuhi sebagian persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana pendidikan (S.Pd) Fisika di Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga. Dalam penyusunan skripsi ini, tidak lepas dari bantuan dan dukungan dari berbagai pihak. Atas segala bantuan dan dukungan tersebut, pada kesempatan ini penulis mengucapkan terimakasih kepada : 1. Tuhan Yesus Kristus yang selalu menyertai penulis. 2. Kedua orang tuaku tercinta, bapak dan Ibu terimakasih atas dukungan doa, materiil, moril, semangat, dan perhatiannya selama ini sehingga penulis dapat menyelesaikan studi. Kakak dan adik tercinta yang telah memberi perhatian dan semangat serta motivasi sehingga penulis dapat menyelesaikan studi 3. Bapak Adita Sutresno, S.Si M.Sc selaku Dosen pembimbing I dan Bapak Andreas Setiawan, S.Si, MT selaku dosen pembimbing II yang telah bersedia meluangkan waktu, tenaga untuk membimbing, memberikan motivasi, masukan, kepada penulis selama penelitian hingga skripsi ini selesai. 4. Seluruh Dosen pengajar FSM UKSW khususnya Dosen Fisika dan Pendidikan Fisika : Pak Kris, Pak Ferdy, Pak Handaru, Pak Alfa, Pak Aji, Bu Marmi, Bu Santi, Bu Diane, Bu Debo,. Terimakasih atas bimbingan dan segala ilmu yang diberikan kepada penulis selama kuliah. 5. Mas Tri, Mas Sigit dan Pak Tafip selaku Laboran Fisika dan Pendidikan Fisika FSM UKSW, terima kasih atas segala bantuannya selama ini. Maaf jika selama ini selalu merepotkan. 6. Teman seperjuangan Pendidikan Fisika 2007 (Agus, Apri, Angi, Aloy, Brama, Carles, Dodi, Deo, Devi, Hengki, Ica, Lia, Marius, Monika, Okta, Putri, Rodi, Rabinus, Swardi, Supri, Tamrin, Tini, Wilson, Yusak), terimakasih atas bantuan dan motivasi yang kalian berikan. Penulis selalu merindukan ceramah dari kalian. 7. Segenap pihak yang turut menbantu dan terlibat dalam pelaksanaan penelitian dan penyelesaian skripsi ini. Terimakasih atas bantuannya. 8. Terima kasih pata teman-teman yang sudah membantu penulis dari pembuatan alat dan bahan sampai dengan pengambilan data yaitu: Yusak, Dodi, Rodi, Yogo, Okta, Wilson, Deo, Tini, Tamrin, Rabinus, Aloy, Agus, sekali lagi terima kasih atas bantuan dan motivasi yang kalian berikan. 6
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan dan penyelesaian skripsi ini. Untuk itu, penulis mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun bagi perbaikan penulis. Apabila dalam penyusunan skripsi ini ada kata-kata yang kurang berkenan di hati pembaca, penulis mohon maaf yang sebesar besarnya, akhirnya penulis berharap, kiranya melalui skripsi ini akan bermanfaat bagi pembaca khususnya bagi pihak-pihak yang berkepentingan. Salatiga, 14 Januari 2013 Penulis 7
MENELITI ABSORPSI BAHAN ANYAMAN ENCENG GONDOK DAN TEMPAT TELUR DENGAN METODE RUANG AKUSTIK KECIL Aska 1, Andreas Setiawan, 1,2 Adita Sutresno 1,2* 1 Program Studi Pendidikan Fisika, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana 2 Program Studi Fisika, Fakultas Sains dan Matematika, Universitas Kristen Satya Wacana Jl. Diponegoro 52-60 Salatiga 50711, Indonesia * e-mail : adita@staff.uksw.edu ABSTRAK Indera pendengaran merupakan salah satu hal yang penting dalam kehidupan manusia, terutama saat berinteraksi satu sama lain. Agar hal tersebut dapat terlaksana dengan baik, tentunya diperlukan suatu ruangan yang memiliki kualitas akustik yang baik pula. Kualitas ruangan yang baik tergantung dari bahan-bahan penyusunnya berdasarkan peruntukan dari ruangan tersebut, karena kualitas bahan yang dipakai oleh ruangan yang berbeda beda mempengaruhi waktu dengung yang dihasilkan. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui koefisien serapan suatu bahan dengan metode ruang akustik kecil pada ruangan yang didesain dari papan partikel berukuran 1 m 3 dengan bahan uji anyaman enceng gondok dan tempat telur. Beberapa parameter utama dalam perencanaan akustik suatu ruangan adalah waktu dengung dan koefisien absorpsidari 400-4000 Hz. Dalam penelitian ini menggunakan rentang frekuensi uji 1/3 oktaf dengan kenaikan penambahan bahan. Dan hasil yang diperoleh bahwa untuk tempat telur menyerap bunyi paling besar pada frekuensi 1250 Hz dan anyaman enceng gondok pada frekuensi 2000 Hz. Dan untuk kedua bahan menyerap bunyi yang semakin besar dengan semakin lebarnya luasan dinding yang ditutup oleh bahan tersebut. Kata Kunci:absorpsi bahan 1. PENDAHULUAN Dilihat dari bentuk bangunannya, baik buruknya sebuah ruang akustik sangat dipengaruhi oleh bentuk dan bahan yang digunakan dalam ruang tersebut dan hal itu berhubungan dengan perubahan bunyi. Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kualitas dari ruang akustik salah satunya adalah waktu dengung. Waktu dengung merupakan waktu yang dibutuhkan oleh sumber suara dalam suatu ruang untuk berkurang sebesar 60 db (decibel) sesudah sumber bunyi ruang dimatikan. Waktu dengung yang pendek menyebabkan bunyi akan segera hilang sebelum sampai pendengar, dan waktu dengung yang panjang akan menyebabkan terjadinya gaung [1]. 8
Gaung sering terjadi pada gedung-gedung yang ruang akustiknya tidak baik. Gaung ini dapat diatasi dengan berbagai cara, misalnya dengan merancang bentuk dan ukuran ruangan sesuai dengan kegunaan bahan penyerap pada dinding ruangan. Besarnya penyerapan bunyi dinyatakan dengan koefisien serap (α). Koefisien serap (α) dinyatakan dalam bilangan antara 0 dan 1. Nilai koefisien serap 0 menyatakan bahwa bunyi yang diterima akan dipantulkan sempurna, dan nilai koefisien serap 1 menyatakan bahwa bunyi yang diterima akan diserap sempurna. Telinga selalu terbuka untuk mendengar semua bunyi yang ada, sehingga perlu dipikirkan untuk mengurangi atau mencegah semaksimal mungkin bunyi yang terlalu berisik. Prinsip utama mendesain akustik ruangan adalah memperkuat atau mengarahkan bunyi yang berguna serta menghilangkan atau memperlemah bunyi yang tidak berguna. Dengan demikian, dalam mendesain interior tempat-tempat berkumpul yang berfungsi untuk menampung orang banyak seperti gedung pertunjukan, gedung bioskop, gedung parlemen dan gedung sidang perlu diperhatikan karakter masingmasing akustiknya [2]. Dalam penelitian ini, dilakukan pengamatan besarnya waktu dengung dengan sumber bunyi yang sudah di tentukan. Pada ruangan yang di desain dari papan partikel berukuran 1 m 3 dengan bahan uji anyaman enceng gondok dan tempat telur. Karena anyaman enceng gondok sekarang sudah banyak digunakan oleh masyarakat seperti pembuatan tikar, kursi, tas lemari dan lain sebagainya dari enceng gondok. Tempat telur, selain untuk menempatkan telur juga dibuat berbagai macam hiasan seperti bingkai poto, pot bunga dan hiasan lainnya. Permasalahan dalam penelitian ini adalah bagaimana menentukan koefisien absorpsi suatu bahan dengan ruang akustik kecil. Alasan kenapa memilih ruang akustik kecil, karena dilab Fisika belum ada ruang akustik yang khusus untuk menelitian tentang akustik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui koefisien serapan dari anyaman enceng gondok dan tempat telur dengan metode waktu dengung pada ruang akustik kecil. Selain itu untuk mengetahui pengaruh luasan bahan terhadap koefisien serapan bahan terhadap bunyi. Ada pun manfaat yang dapat di capai dalam penelitian ini adalah metode ruang dengung ini dapat digunakan untuk alat praktikum dalam percobaan di laboratorium dan dapat di gunakan sebagai literatur untuk memilih bahan dalam pembuatan ruang dengung. 9
2. DASAR TEORI 2.1. Gelombang Gelombang adalah getaran yang merambat. Menurut arah getar, gelombang dapat dibagi menjadi dua macam yaitu gelombang longitudinal dan gelomang transversal. Gelombang transversal adalah gelombang yang mempunyai arah rambat dan arah getar yang saling tegak lurus. Dan gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambat dan arah getarnya searah sepetri yang terlihat pada gambar dibawah. (a) Gelombang Logitudinal (b) Gelombang Transvesal Gambar 1, adalah Gelombang Logitudinal dan Gelombang Transvesal. Dan gelombang bunyi adalah salah satu contoh dari gelombang longitudinal. 2.2 Gelombang bunyi Gelombang bunyi adalah gelombang mekanis longitudinal. Gelombang bunyi dapat merambat didalam benda padat, cair dan gas. Jadi gelombang bunyi merupakan gelombang yang arah rambatnya searah dengan arah getarnya dan memerlukan medium sebagai perambatnya. Gelombang longitudinal di udara menimbulkan peristiwa bunyi. Manusia beruntung hanya dapat mendengar bunyi yang jangkauannya terbatas yaitu kirakira 20Hz 20.000Hz. Seandainya manusia dapat mendengar bunyi dengan jangkauan frekuensi tidak terbatas maka dunia ini sangat ramai dn sangat bising. Tidak ada lagi kesunyian sebab semua bunyi, termasuk yang paling lemah masih bisa didengar akibatnya kita tidak akan bisa tidur dengan nyenyak [3]. 10
2.3. Waktu dengung Waktu dengung didefinisikan sebagai waktu yang diperlukan untuk penurunan tingkat tekana bunyi di dalam ruangan sebesar 60 db (decibel). Untuk menghitung waktu dengung yang terjadi di dalam suatu ruangan, terlebih dahulu diketahui luasan dari setiap permukaan yang ada di dalam ruangan tersebut, seperti lantai, dinding dan langit-langit dimana pada setiap permukaan tersebut ditentukan nilai koefisien absorpsi bunyinya [4]. Pada tahun 1898, Fisikawan Amerika yang bernama Wallace Clement Sabine melakukan penelitian untuk menentukan waktu rata-rata peluruhan bunyi. Sabine menemukan bahwa semakin besar volume ruang (V), waktu dengungnya (T) semakin lama. Sebaliknya, semakin banyak bahan absorpsi yang berada didalam ruang maka waktu dengungnya semakin singkat. Hubungan antara waktu dengung, volume ruang dan absorpsi bunyi pertama kali diformulasikan oleh Sabine. Sabine mendapatkan bahwa waktu dengung (t) adalah [1] : (1) Persamaan (1) adalah untuk ruang dengung absorpsi kosong Dalam persamaan (1), t 1 = Waktu dengung dalam keadaan bahan yang diuji belum terpasang diruang dengung (s), V = Volume Ruang (m 3 ), A = Total penyerapan Ruang (sabine). Untuk ruang dengung absorpsi bahan anyaman enceng gondok dan tempat telur. (2) Dimana t 2 = Waktu dengung dalam keadaan bahan uji sudah terpasang diruang dengung, V = Volume Ruang (m 3 ), A = Total penyerapan Ruang m 2 (sabine), A = karena materi tambahan penyerapan. Dari persamaan 1 dan 2 dapat dijabarkan sebagai berikut: 11
] (3) koefisien absorpsi bunyi yang dihasilkan oleh bahan yang diuji ( ) dapat dihitung dengan menggunakan formula. Koefisien penyerap, (4) Dimana : S = merupakan Luasan bahan yang diuji m 2 bahan = koefisien absorpsi bahan 2.4. koefisien Absorpsi Koefisien absorpsi suara suatu bahan didefinisikan sebagai perbandingan antara energi akustik yang diserap dengan enegri akustik yang menimpa bahan tersebut. Penyerapan bunyi suatu bahan pada suatu frekuensi tertentu dinyatakan oleh koefisien penyerap bunyi. Dalam pengujian bahan anyaman enceng gondok dan tempat telur dengan luas 1 m 2. Bahan diletakkan pada lima posisi yang berbeda dan penambahan bahan lima kali ditiap posisinya. Pengukuran dilakukan dengan mengukur waktu dengung tanpa bahan ( t 0 ) dan dilanjutkan dengan menggunakan bahan ( t 1 ). Reaksi serap terjadi karena turut bergetarnya material terhadap gelombang suara yang sampai pada permukaan material tersebut. Getaran suara yang sampai dipermukaan turut menggetarkan partikel dan pori-pori udara pada material tersebut. Sebagian dari getaran tersebut terpantul kembali ke ruangan, sebagian berubah menjadi panas dan sebagian lagi diteruskan ke bidang lain dari material tersebut. 12
3. METODE PENELITIAN 3.1 Alat dan Bahan Ada pun bahan yang di gunakan sebagai sampel adalah Anyaman enceng gondok dan Tempat telur. Penelitian ini menggunakan alat 1 speaker, 1 microphon, kabel, computer, dan sinyal generator dengan tipe GFG-8015G sebagai sumber bunyi. ( a ) Tempat telur ( b ) enceng gondok Gambar 2, adalah anyaman enceng gondok dan tempat telur. Tempat telur ini terbuat dari kertas yang dihancurkan sampai menjadi bubur kertas, bubur kertas tersebuat di cetakan sesuai yang diinginkan. Sedangkan pembuatan anyaman dari enceng gondok ini dibutuhkan proses yang cukup lama. Dimulai dari pengumpulan enceng gondok, pemisahan pangkal tangkai, pengeringan sekitar dua minggu, penguliran, dan pembentukan atau proses penganyaman sesuai bentuk yang diinginkan. 13
3.2 Rancangan percobaan Gambar 3, adalah Susunan alat percobaan dimana A adalah ruang akustik kecil berdimensi 1 m 3. B signal generator sebagai sumber bunyinya, C kompuer/ leftop, D speaker sebagai output dari sumber bunyi, E mikrofons sebagai inputnya. Pada penelitian ini penyusunan alat dapat dilihat seperti gambar 3 Sumber bunyi di hubungkan dengan syinal generator, sedangkan mikrophone terhubung langsung ke komputer atau laptop. Atas bisa bisa dibongkr pasang untuk mengganti bahan atau menambah bahan yang digunakan. Mikropon yang digunakan mampu menangkap frekuensi bunyi dengan rentang antara 400 Hz sampai 4000 Hz. 3.3 Pemilihan sumber bunyi Pengukuran ini menggunakan beberapa frekuensi sebagai sumber bunyi diantaranyn 400 Hz, 500 Hz, 630 Hz, 800 Hz, 1000 Hz, 1250 Hz, 1600 Hz, 2000 Hz, 2500 Hz, 3150 Hz, 4000 Hz. Setiap sumber bunyi akan menghasilkan instensitas bunyi yang berbeda-beda. seberapa besar energi bunyi yang datang ke telinga kita apabila kita berada di dekat dengan bunyi yang dihasilkan sumber. Penting untuk diketahui, supaya kita sadar dalam menjaga telinga yang dititipkan kepada kita, tentunya juga sadar terhadap telinga orang lain apabila kita membunyikan suatu sumber suara yang terlalu keras. 14
4. HASIL DAN DISKUSI 4.1 koefisien absorpsi anyaman enceng gondok tiap sisi bahan tetap yang berukuran 1 m 3 table 1. koefisien absorpsi anyaman enceng gondok frekuensi (Hz) 400 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 500 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 630 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 800 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 1000 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 1250 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 1600 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 2000 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 2500 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 3150 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 4000 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 0.0035 0.003 0.0025 α Absorpsi 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Frekuensi (Hz) Gambar 1. Koefisien absorpsi anyaman enceng gondok Dari table 1, dibuat grafik seperti gambar 1. Dari data besarnya absorpsi enceng gondok sama ditiap sisinya. Dalam penelitian ini menggunakan rentang frekuensi uji 1/3 oktaf dari frekuensi 400 4000 Hz. Dari hasil yang diperoleh bahwa anyaman enceng gondok menyerap bunyi paling efektif pada frekuensi 2000-2500 Hz. Pada frekuensi 400, 800, 1000, 1500, dan 3150 Hz ini sedang. Untuk frekuensi 500, 630, 1600, dan 4000 Hz kurang efektif. 15
4.2 koefisien absorpsi anyaman enceng gondok tiap sisi bahan ditambah yang ber ukuran 1 m 3 table 2. koefisien absorpsi anyaman enceng gondok Frekuensi (Hz) 400 0.002 0.002 0.003 0.005 0.006 500 0.001 0.003 0.004 0.006 0.007 630 0.001 0.002 0.003 0.004 0.007 800 0.002 0.003 0.004 0.005 0.008 1000 0.002 0.004 0.005 0.008 0.01 1250 0.002 0.005 0.006 0.007 0.009 1600 0.001 0.006 0.007 0.01 0.011 2000 0.003 0.007 0.008 0.01 0.012 2500 0.003 0.003 0.005 0.007 0.009 3150 0.002 0.002 0.003 0.005 0.009 4000 0.001 0.003 0.005 0.007 0.011 α Absorpsi 0.014 0.012 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Frekuensi (Hz ) Gambar 2. koefisien absorpsi anyaman enceng gondok yang berukuran 1 m 3. koefisien absorpsi bunyi pada anyaman enceng gondok 1 bahan, 2 bahan, 3 bahan, 4 bahan, dan 5 bahan. Bila harga koefisien ini besar (lebih dari 0.2), maka material akan disebut sebagai bahan penyerap suara. Sebaliknya bila koefisien ini kecil (kurang dr 0.2), maka akan disebut bahan pemantul. semakin lebar luasan yang diberi absorpsi, maka penyerapannya akan semakin baik. 16
4.3 koefisien absorpsi tempat telur tiap sisi bahan tetap yang berukuran 4x30 cm table 3. koefisien absorpsi tempat telur frekuensi (Hz) 400 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 500 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 630 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 800 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 1000 0.003 0.003 0.003 0.003 0.003 1250 0.004 0.004 0.004 0.004 0.004 1600 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 2000 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 2500 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 3150 0.001 0.001 0.001 0.001 0.001 4000 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 α Absorpsi 0.0045 0.004 0.0035 0.003 0.0025 0.002 0.0015 0.001 0.0005 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Frekuensi ( Hz ) Gambar 3. Koefisien absorpsi tempat telur Dari table 3, dibuat grafik seperti gambar 3. Dari data besarnya absorpsi tempat telur sama ditiap sisinya. Dalam penelitian ini menggunakan rentang frekuensi uji 1/3 oktaf dari frekuensi 400 4000 Hz. Dari hasil yang diperoleh bahwa tempat telur menyerap bunyi paling epektif pada frekuensi 1250 Hz. Untuk frekuensi 500, 2000, 2500, dan 3000 ini kurang efektif. 17
4.4 koefisien absorpsi tempat telur tiap sisi bahan ditambah yang berukuran 4x30 cm table 4. koefisien absorpsi tempat telur Frekuensi ( Hz ) 400 0.001 0.001 0.002 0.003 0.005 500 0.001 0.001 0.003 0.006 0.007 630 0.001 0.002 0.004 0.006 0.008 800 0.001 0.003 0.004 0.005 0.009 1000 0.003 0.003 0.005 0.007 0.008 1250 0.004 0.005 0.006 0.008 0.011 1600 0.002 0.003 0.006 0.007 0.008 2000 0.001 0.003 0.005 0.007 0.008 2500 0.001 0.003 0.004 0.006 0.009 3150 0.001 0.001 0.002 0.003 0.005 4000 0.002 0.002 0.003 0.006 0.007 0.012 α Absorpsi 0.01 0.008 0.006 0.004 0.002 0 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 Frekuensi ( Hz ) Gambar 4. koefisien absorpsi tempat telur yang berukuran 4x30 cm. 1 bahan, 2 bahan, 3 bahan, 4 bahan, dan 5 bahan. Bila harga koefisien ini besar ( lebih dari 0.2), maka material akan disebut sebagai bahan penyerap suara. Sebaliknya bila koefisien ini kecil (kurang dari 0.2), maka akan disebut bahan pemantul. semakin lebar luasan yang diberi absorpsi, maka penyerapannya akan semakin baik. 18
5. SIMPULAN Berdasarkan hasil analisa data dan pembahasan dapat disimpulkn bahwa: Dari hasil dan diskusi dapat disimpulkan bahwa metode ruang akustik kecil dapat digunakan sebagai pengukur koefisien absorpsi bunyi pada bahan. Untuk tempat telur paling efektif menyerap bunyi pada frekuensi 1250 Hz. Sedangkan anyaman enceng gondok paling efektif menyerap bunyi pada frekuensi 2000-2500 Hz. Untuk kedua bahan semakin lebar luasan yang diberi absorpsi, maka penyerapannya akan semakin baik. 19
6. REFERENSI [1] Wallace Clement.1898. Measurement of Sound Absorption in a Reverberation Room. Fisikawan Amerika [2] Hedy C.Indrani. 2004. Pengukuran Elemen Interior Terhadap Karakter Akustik Auditorium. Vol 2. 66-79. [3] Halliday Resnick. 1985. fisika JILID 1 edisi ketiga. Jakarta: Erlangga [4] Suandi Achmad. 2009. Pengaruh Lubang Perforasi Terhadap Koefisien Absorpsi Suara Plasterboard Celiling Panel: Tangerang. 20