Minggu, 01 November 2026
00:33 WIB
TERKINI
Lampung Barat Pesan Bupati Lambar: Patriotik, Gigih, dan Berempati Kunci Masa Depan Bangsa Bandar Lampung 343 Polisi Disiagakan Kawal Aksi Sumpah Pemuda 2026 di Bandar Lampung Lampung Selatan Jaringan Penyelundup Solar Subsidi Terbongkar di Lampung Selatan, Tiga Tersangka Diamankan Bandar Lampung Perpanjangan SIM A/C Kini Lebih Praktis: Cek Jadwal dan Syarat di Bandar Lampung Lampung Selatan Gunung Anak Krakatau: Asap Hitam Viral Bukan Erupsi, Status Tetap Siaga Lampung Selatan Jaringan Penyelundup Rokok Ilegal Senilai Rp14,85 Miliar Terbongkar di Bakauheni Bandar Lampung Harga Singkong Lampung Meroket, Petani Nikmati Keuntungan Rp45 Juta per Hektare Bandar Lampung BSU 2026 Segera Disalurkan: Rp900 Ribu dan Analisis Pakar Terkait Tantangan Pekerja Bandar Lampung Optimisme Harga Singkong Lampung 2027: Bibit dan Pupuk Kunci Utama Bandar Lampung Krisis Asap dan Ribuan Titik Panas: WALHI Desak Audit Ekologis TNWK Lampung Barat Pesan Bupati Lambar: Patriotik, Gigih, dan Berempati Kunci Masa Depan Bangsa Bandar Lampung 343 Polisi Disiagakan Kawal Aksi Sumpah Pemuda 2026 di Bandar Lampung Lampung Selatan Jaringan Penyelundup Solar Subsidi Terbongkar di Lampung Selatan, Tiga Tersangka Diamankan Bandar Lampung Perpanjangan SIM A/C Kini Lebih Praktis: Cek Jadwal dan Syarat di Bandar Lampung Lampung Selatan Gunung Anak Krakatau: Asap Hitam Viral Bukan Erupsi, Status Tetap Siaga Lampung Selatan Jaringan Penyelundup Rokok Ilegal Senilai Rp14,85 Miliar Terbongkar di Bakauheni Bandar Lampung Harga Singkong Lampung Meroket, Petani Nikmati Keuntungan Rp45 Juta per Hektare Bandar Lampung BSU 2026 Segera Disalurkan: Rp900 Ribu dan Analisis Pakar Terkait Tantangan Pekerja Bandar Lampung Optimisme Harga Singkong Lampung 2027: Bibit dan Pupuk Kunci Utama Bandar Lampung Krisis Asap dan Ribuan Titik Panas: WALHI Desak Audit Ekologis TNWK

Teori akustik

Bagikan:

Teori akustik adalah suatu bidang keilmuan yang berhubungan dengan gelombang suara. Teori akustik diturunkan dari dinamika fluida.

Propagasi gelombang suara di dalam cairan (salah satu contohnya adalah air) dapat dimodelkan dengan persamaan kontinuitas (konservasi massa) dan persamaan gerak (konservasi momentum) . Dengan beberapa penyederhanaan, di kepadatan konstan tertentu, dapat dinyatakan dalam persamaan berikut:

∂ p ∂ t + κ   ∇ ⋅ u = 0 (Keseimbangan massa) ρ 0 ∂ u ∂ t + ∇ p = 0 (Keseimbangan momentum) {\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {\partial p}{\partial t}}+\kappa ~\nabla \cdot \mathbf {u} &=0\qquad {\text{(Keseimbangan massa)}}\\\rho _{0}{\frac {\partial \mathbf {u} }{\partial t}}+\nabla p&=0\qquad {\text{(Keseimbangan momentum)}}\end{aligned}}} {\displaystyle {\begin{aligned}{\frac {\partial p}{\partial t}}+\kappa ~\nabla \cdot \mathbf {u} &=0\qquad {\text{(Keseimbangan massa)}}\\\rho _{0}{\frac {\partial \mathbf {u} }{\partial t}}+\nabla p&=0\qquad {\text{(Keseimbangan momentum)}}\end{aligned}}}

Di mana p ( x , t ) {\displaystyle p(\mathbf {x} ,t)} {\displaystyle p(\mathbf {x} ,t)} adalah tekanan akustik dan u ( x , t ) {\displaystyle \mathbf {u} (\mathbf {x} ,t)} {\displaystyle \mathbf {u} (\mathbf {x} ,t)} adalah kecepatan aliran vektor. x {\displaystyle \mathbf {x} } {\displaystyle \mathbf {x} } adalah vektor koordinat spasial x , y , z {\displaystyle x,y,z} {\displaystyle x,y,z}, t {\displaystyle t} {\displaystyle t} adalah waktu. ρ 0 {\displaystyle \rho _{0}} {\displaystyle \rho _{0}} adalah massa kepadatan statis dari medium. κ {\displaystyle \kappa } {\displaystyle \kappa } adalah modulus bulk dari medium. Modulus bulk dapat dinyatakan dalam bentuk kepadatan dan kecepatan suara dalam medium ( c 0 {\displaystyle c_{0}} {\displaystyle c_{0}}):

κ = ρ 0 c 0 2   . {\displaystyle \kappa =\rho _{0}c_{0}^{2}~.} {\displaystyle \kappa =\rho _{0}c_{0}^{2}~.}

Jika medan kecepatan aliran adalah irrotational, ∇ × u = 0 {\displaystyle \nabla \times \mathbf {u} =\mathbf {0} } {\displaystyle \nabla \times \mathbf {u} =\mathbf {0} }, maka persamaan gelombang akustik adalah kombinasi dari dua set persamaan keseimbangan dan dapat dinyatakan sebagai[1]

∂ 2 u ∂ t 2 − c 0 2   ∇ 2 u = 0 or ∂ 2 p ∂ t 2 − c 0 2   ∇ 2 p = 0 , {\displaystyle {\cfrac {\partial ^{2}\mathbf {u} }{\partial t^{2}}}-c_{0}^{2}~\nabla ^{2}\mathbf {u} =0\qquad {\text{or}}\qquad {\cfrac {\partial ^{2}p}{\partial t^{2}}}-c_{0}^{2}~\nabla ^{2}p=0,} {\displaystyle {\cfrac {\partial ^{2}\mathbf {u} }{\partial t^{2}}}-c_{0}^{2}~\nabla ^{2}\mathbf {u} =0\qquad {\text{or}}\qquad {\cfrac {\partial ^{2}p}{\partial t^{2}}}-c_{0}^{2}~\nabla ^{2}p=0,}

di mana kita menggunakan vektor Laplacian, ∇ 2 u = ∇ ( ∇ ⋅ u ) − ∇ × ( ∇ × u ) {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {u} =\nabla (\nabla \cdot \mathbf {u} )-\nabla \times (\nabla \times \mathbf {u} )} {\displaystyle \nabla ^{2}\mathbf {u} =\nabla (\nabla \cdot \mathbf {u} )-\nabla \times (\nabla \times \mathbf {u} )} . Persamaan gelombang akustik (dan persamaan massa dan momentum keseimbangan) sering dinyatakan dalam skalar potensial φ {\displaystyle \varphi } {\displaystyle \varphi } di mana u = ∇ φ {\displaystyle \mathbf {u} =\nabla \varphi } {\displaystyle \mathbf {u} =\nabla \varphi }. Dalam hal ini persamaan gelombang akustik dituliskan sebagai

∂ 2 φ ∂ t 2 − c 0 2   ∇ 2 φ = 0 {\displaystyle {\cfrac {\partial ^{2}\varphi }{\partial t^{2}}}-c_{0}^{2}~\nabla ^{2}\varphi =0} {\displaystyle {\cfrac {\partial ^{2}\varphi }{\partial t^{2}}}-c_{0}^{2}~\nabla ^{2}\varphi =0}

dan momentum keseimbangan dan massa keseimbangan diekspresikan dengan:

p + ρ 0   ∂ φ ∂ t = 0   ;     ρ + ρ 0 c 0 2   ∂ φ ∂ t = 0   . {\displaystyle p+\rho _{0}~{\cfrac {\partial \varphi }{\partial t}}=0~;~~\rho +{\cfrac {\rho _{0}}{c_{0}^{2}}}~{\cfrac {\partial \varphi }{\partial t}}=0~.} {\displaystyle p+\rho _{0}~{\cfrac {\partial \varphi }{\partial t}}=0~;~~\rho +{\cfrac {\rho _{0}}{c_{0}^{2}}}~{\cfrac {\partial \varphi }{\partial t}}=0~.}

Catatan kaki

  1. ↑ Douglas D. Reynolds. (1981). Engineering Principles in Acoustics, Allyn and Bacon Inc., Boston.
Konten disalin dari Wikipedia Bahasa Indonesia (lisensi CC BY-SA) Lihat versi asli di Wikipedia

Rekomendasi Pilihan