Intensitas Bunyi dan Taraf Intensitas Bunyi Fisika

Intensitas Bunyi

Bunyi merambat sebagai gelombang yang membawa energi. Besar kecilnya energi bunyi menentukan tingkat kenyaringan bunyi atau suara yang didengar. Jadi intensitas bunyi adalah perbandingan daya rata-rata persatuan luas yang datang tegak lurus terhadap arah rambatan intensitas bunyi yang berasal dari sumber bunyi.


Intensitas bunyi juga bisa didefinisikan sebagai besar energi bunyi tiap satuan waktu tiap satuan luas yang datang secara tegak lurus atau energi yang dirambatkan suatu gelombang tiap satuan luas dan tiap satuan waktu.
Besar intensitas bunyi dapat dihitung dengan rumus yaitu:

Keterangan:
I  = intensitas bunyi (Watt/m^2 atau  Watt/cm^2),
A = luas bidang permukaan bola (m^2 atau cm^2),
P = daya bunyi (Joule/det atau Watt).

Jika sebuah sumber bunyi yang menghasilkan daya sebesar P Watt dan energi bunyi merambat secara merata ke segala arah, maka besar intensitas bunyi di suatu titik yang berjarak R dari Sumber bunyi dihitung dengan rumus:

Keterangan:
P = daya rata-rata yang dihasilkan (watt)
R = jarak suatu titik dari sumber bunyi (m)
I  = intensitas bunyi (watt/m^2)

Jika suatu tempat terdapat n buah sumber bunyi yang sama dan memiliki intensitas I1 serta dibunyikan secara bersamaan, maka intensitas dari n buah menjadi:

Keterangan:
In = intensitas dari n buah sumber bunyi
I1  = intensitas dari sebuah sumber bunyi
n   = banyaknya sumber bunyi

Intensitas bunyi sebesar I1 di suatu titik yang berjarak R1 dari sumber bunyi, sedangkan intensitas bunyi sebesar I2 di suatu titik yang berjarak R2 dari sumber bunyi dapat dihitung dengan rumus:

Keterangan:
R1 = jarak suatu titik 1 dari sumber bunyi (m)
R2 = jarak suatu titik 2 dari sumber bunyi (m)
I1  = intensitas bunyi di titik 1(watt/m^2)
I2  = intensitas bunyi di titik 2(watt/m^2)

Taraf Intensitas Bunyi

Besar kecil intensitas bunyi mempengaruhi tingkat kenyaringan, sehingga bunyi atau suara yang dihasilkan tersebut dapat didengar atau tidak terdengar. Manusia mampu mendengar bunyi dengan intensitas bunyi antara 10^-12 Watt/m^2 sampai 1 Watt/m^2.

Intensitas bunyi terkecil yang masih dapat didengar oleh alat pendengaran disebut harga ambang pendengaran (Io) yang besarnya 10^-12 Watt/m2.

Sedangkan intensitas bunyi terbesar yang masih dapat didengar tanpa menimbulkan rasa sakit pada telinga disebut  harga ambang rasa sakit yang besarnya 1 Watt/m2.

Intensitas bunyi menggunakan skala logaritmis bukan skala linier, sehingga taraf intensitas bunyi adalah perbandingan antara logaritmis intensitas bunyi yang dihasilkan oleh sumber bunyi terhadap logaritmis intensitas bunyi ambang pendengaran (Io = 10^-12 Watt/m^2).

Rumus taraf intensitas bunyi:

Keterangan:

TI = taraf intensitas bunyi (satuan dB desiBel),

I   = intensitas bunyi (Watt/m2),

Io = harga ambang pendengaran (Watt/m2).

Jika di suatu tempat terdapat sumber bunyi sebanyak n buah yang identik atau sama dengan sebuah sumber bunyi bertaraf intensitas TI1, maka taraf intensitas bunyi sejumlah n buah menjadi:

Keterangan:

TI1 = taraf intensitas bunyi satu sumber bunyi (dB),

TIn = taraf intensitas bunyi n sumber bunyi (dB), dan

n     = jumlah sumber bunyi yang dipakai.

Sumber bunyi yang berjarak tertentu terhadap suatu titik atau tempat akan terdengar memiliki besar kecilnya taraf intensitas bunyi berbeda. Semakin jauh akan semakin kecil taraf intensitasnya.

Jika terdengar di suatu titik berjarak R1 dari sumber bunyi mempunyai taraf intensitas TI1, sedangkan terdengar di titik berjarak R2 mempunyai taraf intensitas TI2, maka dapat ditentukan dengan rumus:

atau

Keterangan:

TI1 = taraf intensitas bunyi titik yang berjarak R1 dari sumber bunyi (dB),

TI2 = taraf intensitas bunyi titik yang berjarak R2 dari sumber bunyi (dB),

R1 = jarak titik dengar awal dari sumber bunyi,
R2 = jarak titik dengar akhir dari sumber bunyi.

Soal dan Penyelesaian Intensitas Bunyi dan Taraf Intensitas Bunyi

1. Sebuah sumber gelombang bunyi dengan daya 78,5 Watt memancarkan gelombang ke medium di sekelilingnya yang dianggap homogen. Intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 10 m dari sumber bunyi adalah ... W/m^2.

a. 4 x 10^-2
b. 4,25 x 10^-2
c. 5,6 x 10^-2
d. 5,85 x 10^-2
e. 6,25 x 10^-2
Penyelesaian:

2. Sebuah sirene rata-rata menimbulkan intensitas bunyi 20 W/m^2. Berapa intensitas bunyi yang ditimbulkan oleh 100 buah sirene yang dibunyikan bersamaan?

Penyelesaian:

3. Jika pada jarak 2 m dari sumber bunyi diperoleh intensitas bunyi sebesar 36 watt/m^2 maka pada jarak 3 m dari sumber bunyi diperoleh intensitas sebesar....

A. 16 watt/m^2
B. 18 watt/m^2
C. 24 watt/m^2
D. 54 watt/m^2
E. 81 watt/m^2
Penyelesaian:

4. Diketahui intensitas suatu gelombang gempa di suatu lokasi yang jaraknya 100 km dari sumber gempa sebesar 8,0 x 10^6 W/m^2. Berapakah intensitas gelombang tersebut pada jarak 400 km dari sumber?

Penyelesaian:

5. Sebuah sumber bunyi menyebarkan gelombang ke segala arah sama rata. Jika intensitas bunyi yang diterima sebuah titik berjarak R dari sumber bunyi I, maka sebuah titik yang berada pada jarak 2 R dari sumber bunyi akan menerima intensitas sebesar ...

Penyelesaian:

6. Gelombang gempa yang berada 100 m dari titik P memiliki intensitas sebesar 8,10 x 10^6 W/m2. Intensitas gelombang pada jarak 300 m dari titik P yaitu. . . W/m2.

a. 9,00 x 10^5
b. 8,10 x 10^5
c. 9,00 x 10^6
d. 8,10 x 10^7
e. 9,00 x 10^8
Penyelesaian:

7. Gelombang bunyi menyebar dari sumbernya ke segala arah sama rata, titik A berjarak 0,5p dari sumber bunyi dan titik B berjarak 2,5p dari sumber. Perbandingan antara intensitas bunyi yang diterima A dan B adalah ...

Penyelesaian:

8. Suatu gelombang gempa terasa di tempat A dengan intensitas 6 x 10^5 W/m^2. Sumber gempa berasal dari suatu tempat yang berjarak 300 km dari tempat A. Jika jarak antara tempat A dan tempat B sejauh 100 km dan ketiga tempat itu membentuk segitiga siku-siku dengan sudut siku-siku di tempat A, intensitas gempa yang terasa di tempat B adalah .... W/m^2

a. 2 x 10^5
b. 3 x 10^5
c. 4,5 x 10^5
d. 5,4 x 10^5
e. 7,5 x 10^5
Penyelesaian:

9. Taraf intensitas bunyi (TI) pada suatu jendela terbuka yang luasnya 1 m^2 adalah 60 dB. Jika harga ambang bunyi 10^-12 W/m^2, daya akustik yang masuk melalui jendela tersebut adalah...W.

a. 10^-16
b. 10^-12
c. 10^-10
d. 10^-6
e. 10^-4
Penyelesaian:

10. Jika intensitas ambang Io, maka sumber bunyi dengan taraf intensitas 10 dB mempunyai intensitas sebesar...

a. 0

b. lo

c. 10 lo
d. 11 Io
e. 100 Io
Penyelesaian:

11. Bunyi mesin tik rata-rata menimbulkan taraf intensitas 75 dB. Taraf intensitas 10 mesin tik yang digunakan bersamaan adalah ...

D. 850 dB

A. 75 dB

B. 85 dB

E. 7,5 dB

C. 750 dB
Penyelesaian:

12. Sebuah mesin ketik rata-rata menimbulkan taraf intensitas 60 dB. Besar taraf intensitas yang ditimbulkan oleh 10 mesin ketik pada saat bersamaan adalah

A. 30 dB
D. 70 dB
B. 40 dB
E. 80 dB
C. 60 dB
Penyelesaian:

13. Sebuah sirene rata-rata menimbulkan taraf intensitas bunyi 50 dB. Berapa taraf intensitas bunyi yang ditimbulkan oleh 100 buah sirene yang dibunyikan bersamaan?

Penyelesaian:

14. Sebuah sepeda motor yang melewati seseorang menimbulkan taraf intensitas (TI) sebesar 80 dB. Apabila orang itu dilewati 10 sepeda motor secara bersamaan, taraf intensitasnya adalah .... dB.

а. 8
b. 70
c. 80
d. 90
e. 800
Penyelesaian:

15. Pada jarak 3 m dari sumber bunyi terdengar taraf intensitasnya 40 dB. Pada jarak 30 m dari sumber bunyi, besar taraf intensitasnya adalah ...

a. 300 dB
b. 20 dB
c. 400 dB
d. 30 dB
e. 200 dB
Penyelesaian:

16. Taraf intensitas bunyi pada jarak 1 m dari sumber bunyi adalah 100 dB. Besar taraf intensitas bunyi pada jarak 10 m dari sumber bunyi adalah ...

Penyelesaian:

17. Pada jarak 1 meter dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intensitas 60 dB. Besar taraf intensitas bunyi pada jarak 100 meter dari sumber ledakan itu adalah ...

Penyelesaian:

18. Sebuah sumber bunyi mempunyai taraf intensitas 150 dB. Apabila 100 buah sumber bunyi yang sama berbunyi secara serentak, besar taraf intensitas yang dihasilkan adalah ...

Penyelesaian:

19. Taraf intensitas bunyi 10 sumber bunyi adalah 40 dB. Taraf intensitas untuk 100 sumber bunyi jika Io = 10^-12 W/m2 adalah ....

Penyelesaian:

20. Intensitas bunyi sebuah mesin yang sedang bekerja adalah 10^-9 Wm^-2. Jika intensitas ambang bunyi adalah 10^-12 Wm^-2, taraf intensitas bunyi dari 100 mesin identik yang bekerja bersama-sama sebesar ... dB.

Penyelesaian:

21. Diketahui daya ledakan sebuah petasan 4.phi x 10^-4 Watt. Apabila taraf intensitas ledakan 40 dB, besar jarak ledakan petasan tersebut adalah ... meter (Io = 10^-12 W/m2)

Penyelesaian:

22. Suatu ruangan mempunyai luas 10 m^2. Taraf intensitas pada ruangan tersebut 60 dB. Jika intensitas ambangnya 10^-16 watt/cm^2. Besar daya akustiknya sumber bunyi adalah ... Watt.

Penyelesaian:

Sumber:

1. Rinawan Abadi dan Supardianningsih. 2013. Fisika untuk SMA/MA Kelas XII. Klaten: Intan Pariwara.

2. Iksa Sulistiawati. 2017. Fisika untuk SMA/MA Kelas XI Semester 2. Sukoharjo: Kesowo.
3. Ketut Lasmi. 2004. Bimbingan Pemantapan Fisika untuk SMA. Bandung: Yrama Widya.