Kecepatan Suara

AhmadDahlan.NET – Syarat untuk terdengar sebuah suara adalah adanya sumber suara, medium perantara dan pendengar, oleh karena itu suara akan membutuhkan waktu dari sumber suara sampai akhirnya mencapai sumber suara. Lama waktu yang dibutuhkan suara agar sampai di tujuan bergantung dengan jarak dari orang tersebut sehingga dapat dituliskan :

s ~ t

s = c t

dimana c adalah besar kecepatan suara yang merambat melalui medium.

Kecepatan suara

Kecepatan suara adalah istilah yang meruju pada kecepatan gelombang suara yang merambat pada sebuah medium elastis. Tanpa medium elastisitas suara tidak akan mungkin tersampaikan. Standar kecepatan suara disepakati udara karena mayoritas manusia berkomunikasi secara verbal memnafatakan medium udara sehingga kecepatan suara di udara diukur pada (1) ketingian permukaan air laut, (2) tekanan udara STP, dan (3) suhu 20^oC didapatkan kecapatan suara 343 m/s atau 1238 km/h.

Proses perambatan suara yang bersifat mekanik ini membuat kecepatan suara akan merambat tergantung dari medium yang dilalui. Semakin rapat medium yang dilalui maka semakin tinggi kecepatannya, namun semakin cepat suara merambat tidak menjadi jaminan kualitas dari suara yang disampaikan. Misalnya saja suara akan merambat di air dengan kecepatan 1,484 m/s atau sekitar 4,3 kali kecepatan suara di udara, namun hal ini kembali lagi bergantung dari kondisi airnya. Seperti air laut yang densitas lebih tinggi dari air, maka kecepatan suara di laut lebih tinggi dari air biasa. Untuk benda yang lebih padat, suara akan merambat lebih cepat, seperti pada besi, kecepatan suara mencapai 5,120 m/s sedangkan pada berlian, struktur paling kompak di muka bumi, kecepatan suara mencapai 12 km/s.

Gelombang suara merambat melalui energi yang mengetarkan partikel yang ada disekitarnya. Getaran ini berbentuk gelombang kompresi dengan tipe gelombang geser tang sama seperti pada benda padat. Kecepatan gelombang kompressi bergantung dari kompresibilitas, modulus geser dan kerapatan dari medium.

Dalam dinamika Fluida, kecepatan suara melalui sebuah medium dapat dibandingkan dengan kecepatan objek yang mengeluarkan suara, jika sumber suara tidak diam. Perbandingan antara kecepatan objek terhadap kecepatan suara dalam fluida disebut disebut bilangan Mach. Objek yang begerak melebihi 1 mach disebut bergerak dengan kecepatan supersonik. Artinya benda tersebut bergerak lebih cepat dari kecepatan suara pada medium yang dijadikan acuan.

Kecepatan suara yang bergerak pada medium tertentu dapat ditulis

c= \sqrt{\frac{K_s}{\rho}}

dimana

c : kelajuan suara di mediun (m/s)
Ks : Modulus Bulk
ρ : massa jenis (kg/m3).

simbol c diambil dari kata celeritas yang berati kelajuan.

Soal Latihan

1. Seserang berteriak didahapan sebuah gunung yang berada jauh di depannya. Jika ia mendengar gema pertama dari suaranya setelah 5 detik, berapakah jarak dari gunung tersebut?
2. Sebuah kereta api melaju di atas lintasan lurus dengan kecepatan konstan 20 m/s. Jika ia membunyikan terompet di depan sebuah gunung dan mendengar suara gema pertama dari terompetnya 5 detik kemudian. Berapakah jarak gunung tersebut dari kereta saat mendengar gema?