Intensitas suara adalah ukuran daya akustik yang diterima per satuan luas. Secara lebih spesifik, ini adalah energi yang melewati area tertentu dalam satuan waktu. Intensitas suara diukur dalam watt per meter persegi (W/m²).
Rumus umum untuk menghitung intensitas suara adalah:
I = P/A
di mana:
- I adalah intensitas (dalam W/m²),
- P adalah daya suara (dalam watt), dan
- A adalah luas (dalam m²) yang melalui suara.
Intensitas suara berhubungan dengan cara kita mendengar volume suara: suara yang lebih keras memiliki intensitas yang lebih besar. Namun, persepsi kita tentang volume juga dipengaruhi oleh frekuensi suara, dan kita lebih sensitif terhadap suara dengan frekuensi tertentu.
Sebagai catatan, intensitas suara sering diukur pada skala logaritmik yang dikenal sebagai skala decibel (dB). Ini karena rentang intensitas suara yang dapat kita dengar sangat luas, dari suara yang sangat lembut (0 dB) hingga suara yang dapat menyebabkan kerusakan pendengaran (120 dB atau lebih).
Decibel dihitung menggunakan rumus:
dB = 10 log(I/I₀)
di mana:
- I adalah intensitas suara yang diukur (dalam W/m²), dan
- I₀ adalah intensitas referensi, yaitu intensitas suara terendah yang dapat didengar manusia (sekitar 1 x 10⁻¹² W/m²).
Contoh Soal
- Soal: Jika suara memiliki daya 0,001 W dan menyebar secara merata dalam bola dengan jari-jari 2 m, berapa intensitas suara tersebut?
Pembahasan: Area permukaan bola adalah 4πr², jadi dalam hal ini adalah 4π(2 m)² = 16π m². Intensitas dihitung dengan rumus I = P/A, jadi I = 0,001 W / 16π m² = 0,0000199 W/m².
- Soal: Suatu suara memiliki intensitas 10⁻⁶ W/m². Berapa intensitasnya dalam dB?
Pembahasan: Kita bisa menggunakan rumus dB = 10 log(I/I₀). Dengan I₀ = 10⁻¹² W/m², kita punya dB = 10 log(10⁻⁶ W/m² / 10⁻¹² W/m²) = 60 dB.
- Soal: Jika intensitas suatu suara adalah 90 dB, berapa intensitas suara tersebut dalam W/m²?
Pembahasan: Dari rumus sebelumnya, kita tahu bahwa I = I₀10^(dB/10). Dengan I₀ = 10⁻¹² W/m², kita punya I = 10⁻¹² W/m² x 10^(90/10) = 10⁻³ W/m².
- Soal: Jika intensitas suatu suara naik dari 10⁻⁹ W/m² ke 10⁻⁶ W/m², berapa peningkatan intensitas suara tersebut dalam dB?
Pembahasan: Peningkatan intensitas dalam dB dihitung dengan rumus ΔdB = 10 log(I₁/I₀), dengan I₁ adalah intensitas akhir dan I₀ adalah intensitas awal. Jadi, ΔdB = 10 log(10⁻⁶ W/m² / 10⁻⁹ W/m²) = 30 dB.
- Soal: Suatu suara memiliki intensitas 1000 kali lebih besar daripada suara lain. Berapa perbedaan intensitas suara tersebut dalam dB?
Pembahasan: Perbedaan intensitas dalam dB dihitung dengan rumus ΔdB = 10 log(I₁/I₀), di mana I₁ adalah intensitas suara pertama dan I₀ adalah intensitas suara kedua. Jika I₁ = 1000I₀, maka ΔdB = 10 log(1000) = 30 dB.
- Soal: Jika jarak antara sumber suara dan pengamat berkurang menjadi setengahnya, berapa kali lipat kenaikan intensitas suara yang diterima pengamat?
Pembahasan: Intensitas suara berbanding terbalik dengan kuadrat jarak. Jadi, jika jarak berkurang menjadi setengahnya, intensitas akan menjadi (1/(0.5)²) = 4 kali lipat lebih besar.
- Soal: Sebuah sumber suara menghasilkan suara dengan daya 0.5 W yang menyebar secara merata dalam bola dengan jari-jari 5 m. Berapa intensitas suara tersebut?
Pembahasan: Area permukaan bola adalah 4πr², jadi dalam hal ini adalah 4π(5 m)² = 100π m². Intensitas dihitung dengan rumus I = P/A, jadi I = 0.5 W / 100π m² = 0.0000159 W/m².
- Soal: Suatu suara memiliki intensitas 70 dB. Berapa intensitas suara tersebut dalam W/m²?
Pembahasan: Dari rumus sebelumnya, kita tahu bahwa I = I₀10^(dB/10). Dengan I₀ = 10⁻¹² W/m², kita punya I = 10⁻¹² W/m² x 10^(70/10) = 10⁻⁵ W/m².
- Soal: Jika intensitas suatu suara naik 4 kali lipat, berapa peningkatan intensitas suara tersebut dalam dB?
Pembahasan: Peningkatan intensitas dalam dB dihitung dengan rumus ΔdB = 10 log(I₁/I₀), dengan I₁ adalah intensitas akhir dan I₀ adalah intensitas awal. Jadi, ΔdB = 10 log(4) = 6 dB.
- Soal: Suara A memiliki intensitas 80 dB dan suara B memiliki intensitas 60 dB. Berapa kali lipat lebih besar intensitas suara A dibandingkan suara B?
Pembahasan: Diferensial dalam dB adalah 80 dB – 60 dB = 20 dB. Dalam faktor lipat, ini sama dengan 10^(20/10) = 10² = 100. Jadi, suara A memiliki intensitas 100 kali lebih besar dari suara B.
