LAPORAN RESMI PRAKTIKUM AKUSTIK KELAUTAN
MODUL 2 : SIFAT FISIK GELOMBANG SUARA DALAM AIR
TOPIK 1 : KECEPATAN SUARA DALAM AIR
OLEH :
Rr DHITA PUPITASARI 260 201 111 300 39
I PUTU ADI SUPUTRA 260 201 111 300 40
UMI FATIMAH 260 201 111 300 41
RIAN SEPTIANTO 260 201 111 300 43
SUSILO DWI CAHYANTI K2D 009 026
INDAH DWI IRANI S K2D 009 028
JURUSAN ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2013
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Manusia dapat mendengar bunyi saat gelombang bunyi merambat di
udara atau medium lain sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi
bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20
kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya.
Suara di atas 20 kHz dinamakan ultrasonik dan di bawah 20 Hz dinamakan
infrasonick.
Suara merupakan gelombang longitudinal yang merambat melalui
medium, yang dihasilkan oleh getaran mekanis dan merupakan hasil
perambatan energi. Sumber bunyi sebagai sumber getar memancarkan
gelombang-gelombang longitudinal ke segala arah melalui medium baik padat,
cair maupun gas. Sumber getar tersebut bisa saja berasal dari dawai/kawat, pipa
organa, bahkan ombak di pantai.
Kecepatan suara di dalam laut merupakan variable oseanogrfi yang
dapat berpengaruh terhadap terjadinya penyimpangan dalam proses transmisi
gelombang suara di dalam laut. Kecepatan suara di dalam laut bervariasi
terhadap kedalaman, musim, lokasi, geografis, dan waktu ( pada lokasi yang
sama). Pengukuran terhadap kecepatan suara dalam air ( laut ) sudah banyak
dilakukan baik secara alami maupun dalam skala laboratorium. Dari berbagai
hasil pengukuran, diketahui bahwa secara umum variasi kecepatan suara dalam
air ditentukan oleh faktor : temperature, salinitas dan tekanan ( kedalaman ).
1.2 Tujuan
Menghitung kecepatan suara dalam laut berdasarkan parameter
temperature, salinitas dan kedalaman.
1.3 Manfaat Praktikum
Mahasiswa dapat menghitung besaran kecepatan suara dalam air
dengan persamaan Leroy, Medwun dan Mackenzie dimana setiap persamaan
memiliki batasan ketelitian yang berbeda,mahasiswa juga dapat mengetahui
faktor yang menyebabkan adanya variasi kecepatan suara dalam air.
1.4 Waktu dan Tempat
Hari/Tanggal : Jum’at, 19 April 2013
Waktu : Pukul 16.20 WIB
Tempat : Ruang B301 lantai 3, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan
Universitas Diponegoro, Semarang.
II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Perambatan Gelombang Suara Bawah Air
Gelombang merupakan suatu getaran (gangguan) yang
merambat.Sedangkan getaran itu sendiri merupakan gerakan bolak-balik dalam
suatu interval waktu tertentu.Gelombang berbeda dengan materi. Selama
perambatannya (selama menjalar), gelombang hanya memindahkan energi,
sementara materi selama berpindah selalu memindahkan massa dan energinya
(Anonim. 2009).
Gelombang mekanis ditimbulkan oleh adanya pergeseran energi dari
sumber getaran dari kedudukan normalnya. Karena sifat elastis medium, maka
gangguan tersebut akan ditransmisikan (dipindahkan) dari suatu lapis ke lapis
berikutnya. Sebagai akibatnya, gangguan atau gelombang ini akan bergerak
maju melalui medium tersebut, sedangkan medium itu sendiri tidak secara
keseluruhan bersama-sama gerak gelombang tersebut, namun bagian medium
tersebut hanya berosilasi di dalam jalan yang terbatas. Gelombang akan
membuat objek bergerak, yang berarti gelombang memindahkan energi (tenaga)
ke benda/objek. Setelah gangguan (gelombang) ini lewat, keadaan medium akan
kembali ke keadaan semula seperti sebelum gangguan ini datang (Anonim.
2009).
Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling
mendekat.Renggangan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling
menjauhi. Contoh gelombang longitudinal ialah gelombang bunyi (yang akan
dibahas pada sub bab berikutnya).
Gelombang berjalan (merambat) memiliki kecepatan, frekuensi,
periode, panjang gelombang, dan waktu tempuh.Frekuensi menyatakan
banyaknya gelombang yang terjadi dalam satu detik.Satuan dari frekuensi
adalah Hertz (Hz). 1 Hertz sama dengan 1 siklus per detik atau satu gelombang
sempurna dalam satu detik. Periode adalah waktu yang diperlukan untuk
membentuk saru gelombang sempurna, satuannya dalam detik (second).Periode
ditentukan oleh sumber suara dan bukan oleh medium yang dilaluinya. Periode
berbanding terbalik dengan frekuensi, periode akan meningkat atau bertambah
bila frekuensi menurun (Anonim. 2009).
Dimana :
P = 1/f P = Periode gelombang (detik) f = frekuensi (Hz)
Cepat rambat gelombang adalah kecepatan gelombang suara ketika
berjalan menembus medium. Kecepatannya dipengaruhi oleh sifat dan
kerapatan medium yang dilaluinya dan dinyatakan dalam meter per detik
(m/detik). Pada medium yang sama cepat rabat gelombang akan sama walaupun
frekuensinya berbeda.
V= S / T dimana, s adalah jarak (m) dan t adalah waktu (detik).
2.2 Kecepatan Suara dalam Air
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 (Anonim,2013).
Suara adalah pemampatan mekanis atau gelombang
longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini
dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat
misalnya di dalam air, batu bara, atau udara. Kebanyakan suara adalah
merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat
dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur
dalam Hertz (Hz) danamplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran
dalam desibel.Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di
udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi
bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusiakira-kira dari 20 Hz sampai 20
kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya.
Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz
disebut infrasonik(Anonim,2013).
2.3 Metode Pengukuran Kecepatan Suara dalam air
Untuk mengetahui kedalaman laut digunakan dua metode yaitu:
a. BATU DUGA
Yaitu sistem pengukuran dasar laut menggunakan kabel yang
dilengkapi bandul pemberat yang massanya berkisar 25-75 kg.
Gambar metode batu duga:
b. GEMA SUARA
Yaitu metode pengukuran dasar laut dengan menggunakan alat
gema suara yaitu ECHO SOUNDER dan HIDROFON. Echo Sounder adalah
alat pengirim suara, sedangkan hidrofon adalah penerima gema suara.
Dasar perhitungan kedalaman laut dengan gema adalah cepat rambat bunyi
dalam air yaitu 1500 m/detik.
gambar gema suara:
Mengukur jarak tempuh, waktu tempuh, dan kecepatan rata-rata
kendaraan bermotor kita dapat dilakukan dengan rumus fisika kinematika yaitu
rumus mengukur gerak lurus beraturan (glb).Berikut ini ulasannya.
Kinematika adalah cabang fisika yang mempelajari gerak dengan
menghiraukan penyebab gerak. Mengenai penyebab gerak akan dibahas dalam
Dinamika.Gerak yang dibicarakan dalam bagian ini adalah gerak yang dialami
benda pada sebuah lintasan berbentuk garis lurus.(sebut saja jalan raya)Gerak
lurus beraturan berarti gerakan ini memiliki indikator kecepatan benda yang
tetap, Tetap berarti tidak berubah (dari awal hingga akhir kecepatan benda tidak
berubah) dan dalam hal ini kita modifikasi sebagai kecepatan rata-rata
kendaraan.Kecepatan didefinisikan sebagai perubahan kedudukan setiap satuan
waktu.Gerak Lurus Beraturan (GLB) adalah suatu gerak lurus yang mempunyai
kecepatan konstan. Maka nilai percepatannya adalah a = 0. Gerakan GLB
berbentuk linear dan nilai kecepatannya adalah hasil bagi jarak dengan waktu
yang ditempuh.
Rumus:
Dengan ketentuan:
= Jarak yang ditempuh (m, km)
= Kecepatan (km/jam, m/s)
= Waktu tempuh (jam, sekon)
2.4 Faktor – faktor Kecepatan Suara dalam Air
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.
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.
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 .
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 .
2.5 Persamaan Kecepatan Suara dalam Air
Kecepatan tekanan akan diteruskan ke zat cair sehingga kan timbul
rapatan. Jika torak ditarik di dalam tabung akan terbentuk regangan. Seterusnya,
jika dilakukan penarikan dan penekanan secara periodic pada zat cair akan
terbentuk rapatan-rapatan dan regangan-regangan yang merambat ke kanan.
Getaran dari rapatan dan regangan ini merupakan proses perambatan gelombang
longitudinal di dalam zat cair. Kecepatanperambatan gelombang bunyi dalam
zat cair ini bergantung pada inetraksi antara molekul dan sifat inersia medium.
Interaksi antara molekul-molekul zat cair dinyatakan dengan modulus bulk (B).
Modulus Bulk (B) didefinisikan sebagai berikut.
dengan:
ΔP = perubahan tekanan
ΔV = perubahan volume
V = volume
Sifat inersia medium dinyatakan oleh massa jenis mediumnya ( ρ ).
Kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam zat cair memenuhi
persamaan sebagai berikut.
Kecepatan perambatan bunyi adalah sebagai berikut.
Panjang gelombang bunyi adalah sebagai berikut.
Bagimanakah jika perambatan bunyi tersebut terjadi di dalam tabung
yang berisi gas? Dalam tabung yang berisi gas, modulus gas
adalah B = P dengan adalah tetapan Laplace
yaitu, merupakan besaran untuk menunjukkan kapasitas kalor gas pada tekanan tetap dibagi kapasitas kalornya pada volume tetap. P adalah tekanan gas.Kecepatan gelombang bunyi dalam zat gas memenuhi gelombang
bunyi dalam zat gas memenuhi persamaan berikut ini. .
III. MATERI DAN METODA
3.1 Alat dan Bahan
3.1.1 Alat
1. Bolpoin/alat tulis
2. Buku
3. Laptop/kalkulator
3.1.2 Bahan
1. Data suhu, kedalaman dan salinitas
2. Rumus Persamaan Kecepatan Suara dalam air
3.2 Cara Kerja
1. Disiapkan alat dan bahan.
2. Disiapkan data suhu, salinitas, dan tekanan disuatu perairan.
3. Lakukan perhitungan dengan menggunakan persamaan:
c = 1492,9 + 3(T-10) - 6x10-5(T-10)2 – 4x10-2(T-18)2 + 1.2(S-35) – 10-2(T-18)(S-
35) + D/61
c = 1449,2 + 4,6T – 5,5x10-2T2 + 2,9x10-4T3 + (1,34-10-2T)(S-35) + 1,6x10-2D
c = 1448,96 + 4,591T – 5,304x10-2T2 + 2,374x10-4T3 + 1,340(S-35) + 1,630x10-
2D + 1,675x10-7D2 – 1,025x10-2T(S-35) – 7,139x10-13T.D3
4. Catat hasil perhitungan tersebut.
5. Tentukan perbedaan hasil dari masing-masing persamaan.
6. Tetukan hubungan antara kecepatan terhadap salinitas, suhu dan tekanan.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Nilai Kecepatan Suara dalam Laut
DATA A
a. LEROY
T=24.5 S=30 D= 1000A .LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (24,5 – 10 ) – 6 X 10 -5 ( 24,5 – 10 )2 – 4 X 10 -2
( 24,5 – 18 )2 + 1,2 (30 – 35 ) – 10-2 ( 24,5 – 18 )(30 – 35) + 1000/61
= 1545.416
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 24,5 – 5,5 x 10-2 24,52 +2,9 X 10-4 24,53 + (1.34-10-224,5)(30 -35)+1,6 x 10-21000
= 14580.65
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(24,5) + 5,304 x 10-2(24,5)2 + 2,374 x 10-
4(24,5)3 +1,340 (30 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (24,5)(30 – 35 ) –7,139 x 10-3(24,5) x 10003
= 164604.8911
T=30 S=30 D= 1000A .LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (30 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 30 – 10 )2 – 4 X 10 -2( 30 – 18 )2 + 1,2( S – 35) – 10-2 ( 30 – 18 )(30 – 35) + 1000/61
= 1558.109
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (30) – 5,5 x 10-2(30)2 +2,9 X 10-4(30)3 + (1.34- 10-
230)(30- 35)+1,6 x 10-21000
= 14580.65
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
= 1448,96 + 4,5917(30) + 5,304 x 10-2(30)2 + 2,374 x 10-4(30)3
+1,340 (30 – 35) + 1,630 x 10-21000 + 1,675 x 10-710002 – 1,025 x 10-230(1000 – 35 ) –7,139 x 10-330 x 10003
= 164604.8911
T=35 S=30 D= 1000A .LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (35 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 35 – 10 )2 – 4 x 10 -2( 35 – 18 )2 + 1,2 ( 30 – 35) – 10-2 ( 35 – 18 )(30 – 35) + 1000/61
= 1558.109
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (35) – 5,5 x 10-2 352 +2,9 x 10-4 353 + (1.34-10-
235)(30 -35)+1,6 x 10-21000
= 14599.33
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(35) + 5,304 x 10-2(35)2 + 2,374 x 10-4(35)3
+1,340 (35 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (35)(30 – 35 ) –7,139 x 10-3(35) x 10003
= 164649.2408
DATA B
T=25 S=30 D= 1000
A .LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (25 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 25 – 10 )2 – 4 x 10 -2( 25 – 18 )2 + 1,2 ( 30 – 35) – 10-2 ( 35 – 18 )(30 – 35) + 1000/61
= 1546.67
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (25) – 5,5 x 10-2 (25)2 +2,9 x 10-4 253 + (1.34-10-
225)(30 -35)+1,6 x 10-21000
= 14582.46
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(25) + 5,304 x 10-2(25)2 + 2,374 x 10-4(25)3
+1,340 (30 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (25)(30 – 35 ) –7,139 x 10-3(25) x 10003
= 14582.46
T=25 S=35 D= 1000
A. LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (25 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 25 – 10 )2 – 4 x 10 -2( 25 – 18 )2 + 1,2 (35 – 35) – 10-2 ( 25 – 18 )(35 – 35) + 1000/61
= 1552.32
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (25) – 5,5 x 10-2 252 +2,9 x 10-4 253 + (1.34-10-
225)(35 -35)+1,6 x 10-21000
= 14582.46
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(25) + 5,304 x 10-2(25)2 + 2,374 x 10-4(25)3
+1,340 (35 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (35)(30 – 35 ) –7,139 x 10-3(25) x 10003
= 164600.8
T=25 S=40 D= 1000
A. LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (25 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 25 – 10 )2 – 4 x 10 -2( 25 – 18 )2 + 1,2 (40 – 35) – 10-2 ( 25 – 18 )(40 – 35) + 1000/61
= 1557.97
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (25) – 5,5 x 10-2 252 +2,9 x 10-4 253 + (1.34-10-
225)(40 -35)+1,6 x 10-21000
= 14582.46
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(25) + 5,304 x 10-2(25)2 + 2,374 x 10-4(25)3
+1,340 (40 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (35)(40 – 35 ) –7,139 x 10-3(25) x 10003
= 164592.8
DATA C
T=25 S=25 D= 1000A. LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (25 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 25 – 10 )2 – 4 x 10 -2( 25 – 18 )2 + 1,2 (25 – 35) – 10-2 ( 25 – 18 )(25 – 35) + 1000/61
= 1537.22
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (25) – 5,5 x 10-2 252 +2,9 x 10-4 253 + (1.34-10-
225)(25 -35)+1,6 x 10-21000
= 14582.46
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(25) + 5,304 x 10-2(25)2 + 2,374 x 10-4(25)3
+1,340 (25 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (35)(25 – 35 ) –7,139 x 10-3(25) x 10003 = 164616.7
T=25 S=25 D= 4000A. LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (25 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 25 – 10 )2 – 4 x 10 -2( 25 – 18 )2 + 1,2 (25 – 35) – 10-2 ( 25 – 18 )(25 – 35) + 4000/61
= 1586.4
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (25) – 5,5 x 10-2 252 +2,9 x 10-4 253 + (1.34-10-
225)(25 -35)+1,6 x 10-24000
= 14630.46
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(25) + 5,304 x 10-2(25)2 + 2,374 x 10-4(25)3
+1,340 (25 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (35)(25 – 35 ) –7,139 x 10-3(25) x 40003
= 653619.2
T=25 S=25 D=8000A. LEROY (1969)
C = 1492,9 + 3 (T – 10 ) – 6 x 10 -5 ( T – 10 )2 – 4 X 10 -2( T – 18 )2
+ 1,2 ( S – 35) – 10-2 ( T – 18 )(S – 35) + D/61
= 1492,9 + 3 (25 – 10 ) – 6 x 10 -5 ( 25 – 10 )2 – 4 x 10 -2( 25 – 18 )2 + 1,2 (25 – 35) – 10-2 ( 25 – 18 )(25 – 35) + 8000/61
= 1651.974
B. MEDWIN (1975)
C = 1449,2 + 4,6 T – 5,5 x 10-2 T2 +2,9 X 10-4T3 + (1.34- 10-2T)(S-35)+1,6 x 10-2D
= 1449,2 + 4,6 (25) – 5,5 x 10-2 252 +2,9 x 10-4 253 + (1.34-10-
225)(25 -35)+1,6 x 10-28000
= 14694.46
C. MacKenzie (1981)
C = 1448,96 + 4,5917T + 5,304 x 10-2T2 + 2,374 x 10-4T3 +1,340 (S – 35) + 1,630 x 10-2D + 1,675 x 10-7D2 – 1,025 x 10-2T(S – 35 ) –7,139 x 10-3T x D3
C = 1448,96 + 4,5917(25) + 5,304 x 10-2(25)2 + 2,374 x 10-4(25)3
+1,340 (25 – 35) + 1,630 x 10-2(1000 )+ 1,675 x 10-7(1000)2 – 1,025 x 102 (35)(25 – 35 ) –7,139 x 10-3(25) x 80003
= 1305627
4.1.2 Perbandingan Hasil Perhitungan Nilai Kecepatan Suara Dalam
Laut
∆C = | ( C1 – C2 ) + C2 – C3 ) |
2
DATA A
1. LEROY
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (1545.416 - 1558.109 ) + (1558.109 - 1567.546 ) |
2
= 7.975365
2. METWIN
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (14580.65 - 14599.33) + (14599.33- 14614.26) |
2
= 11.2121
3. MecKenzie
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (164604.9- 164649.2) + (164649.2- 164693.5) |
2 = 22.24069
DATA B
1. LEROY
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (1546.67- 1552.32) + (1552.32- 1557.97) |
2
= 2.825
2. METWIN
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (14582.46- 14582.46) + (14582.46- 14582.46) |
2
= 0
3. MecKenzie
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (164608.7- 164600.8) + (164600.8- 164592.8) |
2
= 11.97188
DATA C
1. LEROY
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (1537.22- 1586.4) + (1586.4- 1651.974) |
2
= 16.39344
2. METWIN
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (14582.45625- 14630.45625) + (14630.45625- 14694.45625) |
2
= 16
3. MecKenzie
∆C = | ( C1 – C2 ) + (C2 – C3 ) |
2
= | (164616.7244- 653619.2369) + (653619.2369- 1305627.277)|
2
= 162998.5
4.1.3 Nilai Koefisien Dari Ketiga Persamaan Kecepatan Suara Dalam
Laut
∆ C∆T
,∆C∆ S
,∆ C∆ D
Persamaan Leroy
∆ C∆T
= ❑∆ T
4.2 Pembahasan
4.2.1 Pengaruh Suhu Terhadap Nilai Kecepatan Suara Dalam Laut
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.
Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin mempengaruhi
kecepatan bunyi di udara. Dibandingkan di Stasiun II dan Stasiun III
dimana suhu konstan, suhu di Stasiun I semakin naik, maka kecepatan
rambatnya makin besar pula. 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 .
4.2.2 Pengaruh Salinitas Terhadap Nilai Kecepatan Suara Dalam Laut
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 kenaikan salinitas akan meningkatkan cepat
rambat bunyi. Wujud berbanding lurusnya pengaruh salinitas terhadap
cepat rambat dapat dilihat di Stasiun II, dimana salinitas berubah dari
angka 30, 35, hingga 40, dan perubahan tersebut mempengaruhi cepat
rambat bunyi yang semakin besar seiring kenaikan salinitas.
4.2.3 Pengaruh Tekanan Terhadap Nilai Kecepatan Suara Dalam Laut
Pada tekanan, setiap penambahan kedalaman maka tekanan
akan semakin tinggi. Semakin tinggi tekanan maka akan semakin tinggi
cepat rambat bunyinya. Fenomena tersebut dapat dilihat di Stasiun III,
dimana semakin dalamnya kedalaman permukaan dasar laut (1000 m,
4000 m, 8000 m) maka akan semakin besar nilai cepat rambat bunyinya.
Hal tersebut karena partikel-partikel zat yang bertekanan tinggi
terkompresi sehingga cepat rambat yang dihasilkan lebih besar. Pengaruh
tekanan akan lebih besar dari suhu dan salinitas pada lapisan Deep Layer.
V. KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Kecepatan suara dalam laut merupakan variable oseanografi yang dapat
berpengaruh terhadap terjadinya penyimpangan dalam proses transmisi
gelombang suara di dalam laut.Kecepatan suara di dalam laut bervariasi
terhadap kedalaman, musim, lokasi geografis dan waktu. Suhu, salinitas dan
tekanan mempengaruhi kecepatan rambat suara dalam air. Semakin tinggi suhu,
salinitas dan tekanan maka cepat rambat bunyi akan semakin besar.
5.2 Saran
Saran dalam praktikum ini adalah sebaiknya praktikan diberikan contoh
soal dalam penggunaan rumus dan persamaan untuk kecepatan suara di laut.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2013. Gelombang Bunyi. http://id.wikipedia.org/wiki/bunyi. Diakses tanggal 24/04/2013/pukul 20.00 WIB
http://www.iderumahminimalis.com/2012/10/cara-mengukur-kedalaman-laut.html
http://andrynugrohoatmarinescience.wordpress.com/2011/03/21/sifat-fisika-dan-faktor-yang-mempengaruhi-suara-di-laut/
http://budisma.web.id/materi/sma/fisika-kelas-xii/kecepatan-bunyi/