Intensitas Bunyi dan Hukum Kuadrat Terbalik
1 · Memprediksi
Seorang pembicara memancarkan suara secara merata ke segala arah. Jika seorang pendengar bergerak dua kali lebih jauh, berapa penurunan intensitas bunyinya?
- Intensitas turun menjadi 1/2 — intensitasnya menurun secara linier seiring dengan jarak.
- Intensitas turun menjadi 1/4 — intensitasnya turun seiring kuadrat jarak.
- Intensitasnya tetap sama berapa pun jaraknya.
2 · Pengaturan
- Buka preset intensitas suara dan tekan Reset. Sumber memancarkan 0,05 W ke segala arah (penyebaran bola).
- Aktifkan pembacaan intensitas pada pengamat.
- Tetapkan jarak pengamat dari sumber untuk setiap percobaan dan catat intensitasnya.
3 · Kumpulkan Data
| Jarak r (m) | Intensitas I (µW/m²) |
|---|---|
| 2.00 | |
| 4.00 | |
| 8.00 |
Plot intensitas I (sumbu y) terhadap 1/r² (sumbu x) untuk tiga percobaan Anda. Apakah garis tersebut lurus melalui titik asal?
4 · Analisis
- Untuk satu percobaan, hitung I = P/(4πr²) menggunakan P = 0.05 W, nyatakan jawaban Anda dalam µW/m² ( 1 µW/m² = 10 ⁻⁹ W/m²). Bandingkan dengan tabel.
- Jelaskan, dengan menggunakan luas permukaan bola 4πr², mengapa daya bunyi yang menyebar ke luar menyebabkan intensitasnya turun sebesar 1/r² dan bukan 1/r.
5 · Perluas
- Jaraknya menjadi dua kali lipat intensitasnya, namun kenyaringan (dalam desibel) sepertinya hanya turun dengan jumlah yang tetap setiap kali jarak menjadi dua kali lipat. Lihatlah eksperimen desibel suara — fungsi apa yang mengubah rasio intensitas ×4 menjadi perbedaan dB tetap?
- Eksperimen ini mengasumsikan sumber memancar secara merata ke segala arah. Megafon malah memfokuskan suara ke dalam kerucut yang sempit. Bagaimana Anda mengharapkan perubahan hukum intensitas 1/r² untuk sumber terfokus pada jarak yang sama?
Fisika di Balik Eksperimen Ini
Hukum Kuadrat Terbalik untuk Intensitas Bunyi
Daya yang diradiasikan secara merata ke segala arah tersebar pada bola yang luasnya 4πr². Intensitas — daya per satuan luas — oleh karena itu turun menjadi 1/r² seiring dengan jarak dari sumber.