MEKANISME PENDENGARAN MANUSIA

Telinga merupakan salah satu organ tubuh yang dimiliki oleh manusia yang berfungsi sebagai indera pendengaran yang menerima dan menginterpreta-sikan gelombang suara yang diterima, juga untuk menjaga keseimbangan. Telinga memiliki reseptor khusus yang berfungsi untuk mengenali geetaran suara dengan batas frekuensi yang dapat didengar, yaitu pada frekuensi 20–20k Hz.

1. Bagian-bagian telinga manusia
Berdasarkan letaknya, telinga manusia dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu telinga luar, tengah, dan dalam. Setiap bagian telinga tersebut memiliki tugas dan fungsi masing-masing. Jika salah satu dari bagian telinga memiliki gang-guan, maka akan mempengaruhi proses pendengaran secara keseluruhan.

Gambar 1. Bagian-bagian telinga manusia

a. Telinga luar
Telinga luar berfungsi sebagai penangkap getaran bunyi dari luar. Bagian telinga luar terdiri dari daun telinga (pinna) dan liang telinga. Daun telinga berfungsi sebagai penangkap dan pengumpul getaran suara. Liang telinga atau saluran telinga berfungsi untuk menjaga agar tidak ada benda asing masing kedalam. Pada dinding saluran telinga luar dihasilkan minyak serumen.

b. Telinga tengah
Telinga tengah merupakan rongga yang berisi udara dan berfungsi menjaga tekanan udara agar tetap seimbang. Bagian telinga tengah terdiri dari gen-dang telinga (tymphanic membrane) dan tiga tulang pendengaran (malleus, inkus, stapes). Gendang telinga berfungsi sebagai penghubung antara telinga luar dan telinga tengah. Gendang telinga bergetar dengan cepat dalam mene-rima gelombang suara dan mengubah energi suara menjadi energi mekanik. Tulang pendengaran saling terhubung satu sama lain dan berfungsi untuk mengirimkan getaran yang diterima gendang telinga menuju telinga dalam.

Gambar 2. Organ Telinga Tengah Manusia

c. Telinga dalam
Telinga dalam terdiri atas bagian tulang dan bagian membran. Bagian telinga dalam terdiri dari koklea (rumah siput). Didalam koklea terdapat organ korti yang merupakan organ pendengaran. Didalam organ korti terdapat sel-sel rambut sensori yang merupakan reseptor getaran.

2. Mekanisme sistem pendengaran manusia
Proses mendengar diawali dengan gelombang suara masuk melalui telinga luar (daun telinga). Kemudian gelombang suara memasuki rongga telinga dan mengalami amplifikasi melalui proses resonansi. Selanjutnya gelombang suara akan menuju membran timpani. Di membran timpani, gelombang suara diubah menjadi getaran. Getaran tersebut akan menyebabkan tiga tulang pendengaran ikut bergetar untuk mengubah tekanan suara menjadi energi mekanik. Dalam proses ini terjadi penyamaan impedansi antara telinga luar dan telinga bagian tengah. Kemudian getaran diteruskan ke koklea, dimana pada koklea terdapat cairan yang akan ikut bergetar. Akibat getaran tersebut, cairan akan bergerak dan merangsang sel-sel rambut pada organ korti yang terdapat di koklea. Getaran tersebut kemudian akan dikirimkan melalui saraf sensoris menuju otak dalam bentuk impuls. Otak menerima impuls dan me-nerjemahkannya sebagai suara.

Manusia dapat melakukan persepsi terhadap gelombang akustik yang dite-rima. Persepsi tersebut terbagi dua, yaitu Interaural Time Difference (ITD) dan Interaural Intensity Difference (IID).
a. Interaural Time Difference (ITD), merupakan perbedaan waktu saat gelombang suara sampai pada kedua teli-nga. Kedua telinga dipisahkan oleh jarak 18 cm sehingga menyebabkan terja-dinya perbedaan waktu tersebut. Telinga yang lebih dekat dengan sumber su-ara akan lebih cepat menerima gelombang suara dibandingkan telinga yang lain.
b. Interaural Intensity Difference (IID), menunjukkan bahwa posisi telinga yang lebih dekat dengan sumber suara akan menerima intensitas suara yang lebih tinggi dibandingkan telinga yang lain.

3. Memperbaiki fungsi pendengaran
Gangguan pendengaran pada manusia dapat bersifat sementara dan perma-nen. Gangguan pendengaran sementara (temporary threshold shift) terjadi karena kenaikan nilai ambang pendengaran secara sementara setelah adanya bising dan bersifat reversible. Hal ini dapat terjadi karena level suara, durasi pajanan, frekuensi yang diuji, usia, jenis kelamin, dll. Umumnya akan hilang setelah pemulihan ambang dengar selama 1–7 hari. Gangguan pendengaran permanen (permanent threshold shift) terjadi ketika seseorang telah mende-ngar bising berlebih dalam jangka waktu yang lama, sehingga mengalami ke-hilangan pendengaran yang bersifat permanen dan tidak dapat disembuh-kan (irreversible).

Gangguan pendengaran dapat ditanggulangi dengan alat bantu dengar tuli. Alat bantu dengar sendiri terdiri dari sebuah mikrofon untuk menangkap su-ara, amplifier untuk meningkatkan volume suara, speaker untuk menghantar-kan suara yang volumenya telah dinaikkan. Selain itu dapat juga mengguna-kan pencangkokan koklea (implant koklea). Implant koklea dilakukan pada penderita tuli berat yang tidak dapat mendengar meskipun telah mengguna-kan alat bantu dengar. Alat ini dicangkokan dibawah kulit di belakang teli-nga. Alat ini terdiri dari sebuah mikrofon untuk menangkap suara sekitar, prosesor percakapan untuk memilih dan mengubah suara yang tertangkap mikrofon, sebuah transmitter dan stimulator/penerima untuk menerima si-nyal dari prosesor percakapan dan merubahnya menjadi gelombang listrik, dan elektroda untuk mengumpulkan gelombang dari stimulator dan mengi-rimnya ke otak.

Gambar 3. Implant Koklea

B. Material akustik

1. Jenis-jenis material akustik absorber
Jenis-jenis material akustik absorber (penyerap suara) dapat dibedakan men-jadi empat, yaitu bahan porous, panel absorpsi, resonator, dan manusia (pakaian) juga benda di sekeliling ruangan.

a. Bahan porous, adalah bahan yang menyerap energi suara dengan mengu-bah energi suara menjadi energi panas dalam pori-pori lalu diserap. Contoh bahan porous antara lain busa, karpet, gorden, glasswool. Absoptivitas me-ningkat seiring dengan bertambahnya ketebalan material. Penyerapan pada frekuensi rendah dapat ditingkatkan dengan memasang material jauh dari dinding.

b. Panel absorpsi, terdiri dari tiga macam, yaitu:
• Panel langsung menempel pada tembok. Absorpsi nya kecil baik pada frekuensi tinggi maupun rendah
• Rongga antara panel dan tembok kosong. Dengan adanya rongga, karakte-ristik absorpsi berubah. Pada frekuensi rendah, koefisien absorpsi lebih besar daripada saat frekuensi tinggi
• Rongga antara panel dan tembok diisi glasswool. Pada frekuensi rendah, koefisien absorpsi semakin besar

c. Resonator
Resonator menyerap energi bunyi paling efisien dalam pita frekuensi sempit dekat resonansi. Peredaman berada dalam pita frekuensi sempit di dekat resonansi.

d. Manusia, pakaian, atau benda di sekeliling ruangan
Untuk faktor-faktor seperti manusia, pakaian, atau benda-benda di sekeliling ruangan, dapat dilihat dari koefisien absorpsi nya.

2. Contoh aplikasi rekayasa material akustik
Dalam merancang suatu auditorium, terdapat beberapa syarat kondisi akus-tik, yaitu:
a. Tingkat tekanan suara cukup untuk semua tempat di dalam ruangan dan merata.
b. Waktu dengung optimal sesuai fungsi dan volume ruangan
c. Bebas dari cacat akustik (echo, konsentrasi suara, bayangan suara)
d. Bebas dari bising yang mengganggu dari luar maupun dari dalam ruangan
e. Jarak ke sumber suara sedekat mungkin
f. Letakkan sumber suara lebih tinggi dari audiens
g. Lantai meninggi pada bagian belakang
h. Sumber suara dikelilingi permukaan pantul
i. Langit-langit memiliki bentuk yang memantulkan ke seluruh audiens (memiliki sudut tertentu)

Untuk merekayasa material akustik, dapat dilakukan dengan mengubah ma-terial menjadi absorber atau reflektor sesuai fungsinya. Untuk kasus peman-tulan energi suara yang berlebihan sehingga mengganggu kejelasan suara ucapan, maka perlu dilakukan penggantian material akustik reflektor yang berlebihan menjadi absorber atau penambahan material absorber. Selain itu, pemantulan energi suara yang berlebihan dapat disebabkan karena terdapat cacat akustik.

Agar suara yang sampai ke audiens terdengar jelas, dapat dilakukan dengan membuat dinding di daerah panggung/sumber suara berbahan reflektor. Se-lain itu, langit-langit dibuat berbahan reflektor dengan sudut tertentu untuk merefleksikan gelombang suara dari sumber ke audiens secara merata. Pele-takkan kursi audiens dibuat berundak agar suara sampai ke audiens tidak ter-halang oleh audiens di depannya. Pada bagian dinding digunakan bahan re-flektor dan absorber agar suara yang datang dapat dipantulkan menuju au-diens, tetapi tidak dengan energi yang berlebihan. Lantai dan kursi audiens dibuat berbahan absorber agar suara dapat diserap.

Cacat akustik juga dapat mempengaruhi pemantulan energi suara yang berle-bihan. Untuk menanggulangi hal tersebut dapat dilakukan dengan membuat dinding tidak merata agar pantulan suara tersebar, dan pada dinding bagian belakang dibuat berbahan absorber.

C. Coincidence effect

Coincidence effect adalah efek yang disebabkan oleh frekuensi tinggi. Gelom-bang yang memiliki frekuensi tinggi menyebabkan gelombang berjalan longi-tudinal disepanjang dinding.

Gambar 4. Coincidence Effect

D. Karakteristik transmission loss

Berdasarkan frekuensi kerja, karakteristik transmission loss dapat dibagi menjadi tiga, yaitu stiffness control, mass control, dan damping control region.

Gambar 5. Karakteristik Transmission Loss

1. Stiffness control region, yaitu karakteristik transmisi suara yang disebabkan karena adanya kekakuan material. Stiffness control terjadi untuk transmisi panel pada frekuensi yang rendah. Pada stiffness control region, suara akan mengalami penurunan sebesar 6 dB untuk setiap satu oktaf.

2. Damping control region, yaitu karakteristik transmisi suara yang dipengaruhi oleh coincidence effect. Damping control terjadi untuk transmisi panel pada frekuensi kritis.

3. Mass control region, yaitu karakteristik transmisi suara yang dipengaruhi oleh massa dari material. Mass control terjadi untuk transmisi panel pada frekuensi diatas frekuensi resonansi terendah. Pada mass control region, suara akan mengalami peningkatan sebesar 6 dB untuk setiap satu oktaf.

Berdasarkan konsep tentang karakteristik transmission loss diatas, kita dapat melakukan perancangan selubung ruangan. Untuk ruangan yang digunakan untuk kegiatan musik, dibutuhkan dominasi energi suara berfrekuensi ren-dah sehingga suara dari dalam ruangan tidak mengganggu dan terganggu daerah luar ruangan. Perancangan selubung dapat dilakukan dengan meng-gunakan material reflektor secara optimal agar suara yang terdengar sama pada semua tempat di dalam ruangan. Untuk menanggulangi kelebihan ener-gi pemantulan, dapat digunakan bahan absorber yang banyak untuk mence-gah suara yang berlebihan sehingga dapat diredam. Hal ini bertujuan agar suara musik yang berada di dalam ruangan terdengar merata ke seluruh rua-ngan dan tidak mengganggu dan terganggu oleh keadaan luar ruangan, sama halnya seperti perancangan auditorium.

Untuk ruangan yang digunakan untuk kegiatan percakapan, dominasi energi yang dibutuhkan tidak pada frekuensi serendah untuk ruangan musik. Pada ruangan ini diperlukan material reflektor pada dinding depan, dinding sam-ping, dan lanngit-langit depan. Pada dinding belakang, langit-langit bela-kang, dan lantai dapat menggunakan bahan absorber.

sumber:https://medium.com/@lauditant/mekanisme-pendengaran-pada-telinga-manusia-dan-perancangan-akustik-ruang-38ef8be8591d

BUNYI

Bunyi atau 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 gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombang harmonis, tetapi suara murni secara teoretis dapat dijelaskan dengan kecepatan getarosilasi atau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam satuan tekanan suara desibel (dB).

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 manusia berkisar antara 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.

Kenyaringan dan desibel

Bunyi kereta lebih nyaring daripada bunyi bisikan, sebab bunyi kereta menghasilkan getaran lebih besar di udara. Kenyaringan bunyi juga bergantung pada jarak kita dari sumber bunyi. Kenyaringan diukur dalam satuan tekanan suara desibel (dB). Bunyi pesawat jet yang lepas landas mencapai tekanan suara sekitar 120 dB. Sedang bunyi desiran daun sekitar 33 dB.

Kebanyakan suara adalah gabungan berbagai sinyal getaran, tetapi suara murni secara teoretis dapat dijelaskan dengan adanya kecepatan getar osilasi atau frekuensi yang diukur dalam satuan Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam satuan desibel (dB).

Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi bergetar, yaitu getaran merambat di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Ambang frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia berkisar getaran frekuensi 20 Hz sampai 20.000 Hz, pada amplitudo getaran dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20.000 Hz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.

Gema

Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing pegunungan, tembok dan getaran kembali pada telinga kita segera setelah bunyi asli kita dengar. Kejernihan vokal dan musik dalam ruangan atau gedung konser tergantung pada cara bunyi bergema di dalamnya. Suara gema merupakan efek suara pantulan yang mengalami penundaan waktu atau (delay line).

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal 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, batang kayu, atau udara, jadi gema adalah gelombang pantul hasil pergerakan gelombang yang dipancarkan sumber bunyi, yang mengalami penundaan waktu (delay) kembali ke telinga.

Gelombang bunyi

Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar merambat ke segala arah. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia, Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.

Kecepatan bunyi

Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. 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.

Resonansi

Suatu benda, misalnya gelas, mengeluarkan nada musik jika diketuk sebab ia memiliki frekuensi getaran alami sendiri. Jika kita menyanyikan nada musik berfrekuensi sama dengan suatu benda, benda itu akan bergetar. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Bunyi yang sangat keras dapat mengakibatkan gelas beresonansi begitu kuatnya sehingga pecah. Sehingga karena resonansi benda ikut bergetarnya suatu benda ketika benda lain di dekatnya digetarkan.

sumber:https://id.wikipedia.org/wiki/Bunyi

GELOMBANG

Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selain radiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasional, yang bisa berjalan lewat ruang hampa udara, gelombang juga terdapat padamedium (yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya pegas) di mana mereka dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara massal.

Suatu medium disebut:

1. linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan,
2. terbatas jika terbatas, selain itu disebut tak terbatas
3. seragam jika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda
4. isotropik jika ciri fisiknya "sama" pada arah yang berbeda

Sulit untuk membuat suatu definisi tentang semua yang mencakup aspek dari kata gelombang. Sebuah getaran dapat didefinisikan sebagai sebuah gerakan bolak balik di sekitar nilai referensi. Namun, sebuah getaran belum tentu sebuah gelombang. Sebuah usaha untuk menetapkan keperluan dan karakteristik yang mencukupi yang memenuhi kriteria sebagai sebuah fenomena yang dapat disebut sebagai sebuah Gelombang yang menghasilkan garis perbatasan kabur.

Kata gelombang kadang dipahami secara intuitif sebagai suatu yang mengacu kepada transportasi spasial gangguan yang secara umum tidak disertai oleh sebuah gerakan dari medium yang menempati suatu ruangan secara keseluruhan. Pada gelombang, energi dari sebuah getaran berpindah jauh dari sumbernya dalam bentuk sebuah gangguan di sekitar mediumnya (Hall 1980, hlm. 8). Namun, gerakan ini bermasalah untuk sebuah gelombang transversal (misalnya, gelombang pada tali), di mana energi bergerak di kedua arah yang sama, atau untuk gelombang elektromagnetik / cahaya dalam hampa udara, di mana konsep medium tidak berlaku dan interaksi dengan suatu target adalah kunci utama untuk pendeteksian dan penerapan praktis sebuah gelombang. Antara lain gelombang air pada permukaan air laut; gelombang cahaya dihasilkan oleh Matahari; microwave digunakan di oven microwave; penyiaran gelombang radio oleh stasiun radio; dan gelombang suara dihasilkan oleh penerima gelombang radio, ponsel dan makhluk hidup (sebagai suara), untuk menyebutkan hanya sedikit fenomena gelombang.

Mungkin itu terlihat bahwa deskripsi dari gelombang berhubungan dekat ke asal fisiknya untuk setiap contoh spesifik dari proses terbentuknya gelombang. Contohnya,akustik dibedakan dari optik dalam gelombang suara terkait ke mekanik daripada ke perpindahan gelombang elektromagnetik disebabkan oleh getaran. Konsep-konsep seperti massa, momentum, inertia, atau elastisitas, oleh karena itu penting dalam menggambarkan akustik (sebagai yang berbeda dari optik) untuk proses terbentuknya gelombang. Perbedaan dalam pengenalan awal karakteristik gelombang tertentu terhadap sifat dari medium yang terlibat. Contohnya, dalam kasus udara: vortex, tekanan radiasi, gelombang kejut dan lain lain; dalam kasus benda padat: gelombang Rayleigh, dispersi; dan sebagainya.

Sifat-sifat yang lain, namun, meskipun biasanya digambarkan dalam hal asal, mungkin disamaratakan untuk semua gelombang. Untuk beberapa alasan, teori gelombang mewakili cabang fisika tertentu yang prihatin dengan sifat dari proses terbentuknya gelombang secara bebas dari asal fisik mereka.^[1] Contohnya, berdasarkan asalnya secara mekanik dari gelombang akustik, gangguan yang berpindah dalam ruang waktu bisa ada jika hanya medium yang terlibat bukan kaku tak terbatas maupun lenturyang tak terbatas.

sumber:https://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang

GETARAN

Getaran adalah suatu gerak bolak-balik di sekitar kesetimbangan. Kesetimbangan di sini maksudnya adalah keadaan di mana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Getaran mempunyaiamplitudo (jarak simpangan terjauh dengan titik tengah) yang sama.

JENIS GETARAN

Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan.

Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi.

Dasar analisis getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana massa-pegas-peredam kejut. Struktur rumit seperti badan mobil dapat dimodelkan sebagai "jumlahan" model massa-pegas-peredam kejut tersebut. Model ini adalah contoh osilator harmonik sederhana.

ANALISIS GETARAN

Getaran bebas tanpa peredam[sunting | sunting sumber]

Model massa-pegas sederhanal

Pada model yang paling sederhana redaman dianggap dapat diabaikan, dan tidak ada gaya luar yang memengaruhi massa (getaran bebas).

Dalam keadaan ini gaya yang berlaku pada pegas F_s sebanding dengan panjang peregangan x, sesuai dengan hukum Hooke, atau bila dirumuskan secara matematis:

${\displaystyle F_{s}=-kx\!}$

dengan k adalah tetapan pegas.

Sesuai Hukum kedua Newton gaya yang ditimbulkan sebanding dengan percepatan massa:

${\displaystyle \Sigma \ F=ma=m{\ddot {x}}=m{\frac {d^{2}x}{dt^{2}}}=}$

Karena F = F_s, kita mendapatkan persamaan diferensial biasa berikut:

${\displaystyle m{\ddot {x}}+kx=0.}$

Gerakan harmonik sederhana sistem benda-pegas

Bila kita menganggap bahwa kita memulai getaran sistem dengan meregangkan pegas sejauh A kemudian melepaskannya, solusi persamaan di atas yang memerikan gerakan massa adalah:

${\displaystyle x(t)=A\cos(2\pi f_{n}t)\!}$

Solusi ini menyatakan bahwa massa akan berosilasi dalam gerak harmonis sederhana yang memiliki amplitudo A dan frekuensi f_n. Bilangan f_nadalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan dinamakan frekuensi alami takredam. Untuk sistem massa-pegas sederhana, f_n didefinisikan sebagai:

${\displaystyle f_{n}={1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!}$

Catatan: frekuensi sudut ${\displaystyle \omega }$ (${\displaystyle \omega =2\pi f}$) dengan satuan radian per detik kerap kali digunakan dalam persamaan karena menyederhanakan persamaan, namun besaran ini biasanya diubah ke dalam frekuensi "standar" (satuan Hz) ketika menyatakan frekuensi sistem.

Bila massa dan kekakuan (tetapan k) diketahui frekuensi getaran sistem akan dapat ditentukan menggunakan rumus di atas.

Getaran bebas dengan redaman[sunting | sunting sumber]

Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredam juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredaman karena kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan (viskositas) c ini dinamakan koefisien peredam, dengan satuan N s/m (SI)

${\displaystyle F_{d}=-cv=-c{\dot {x}}=-c{\frac {dx}{dt}}\!}$

Dengan menjumlahkan semua gaya yang berlaku pada benda kita mendapatkan persamaan

${\displaystyle m{\ddot {x}}+{c}{\dot {x}}+{k}x=0.}$

Solusi persamaan ini tergantung pada besarnya redaman. Bila redaman cukup kecil, sistem masih akan bergetar, namun pada akhirnya akan berhenti. Keadaan ini disebut kurang redam, dan merupakan kasus yang paling mendapatkan perhatian dalam analisis vibrasi. Bila peredaman diperbesar sehingga mencapai titik saat sistem tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman kritis. Bila peredaman ditambahkan melewati titik kritis ini sistem disebut dalam keadaan lewat redam.

Nilai koefisien redaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis pada model massa-pegas-peredam adalah:

${\displaystyle c_{c}=2{\sqrt {km}}}$

Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam sistem digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman. Nisbah ini adalah perbandingan antara peredaman sebenarnya terhadap jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis. Rumus untuk nisbah redaman (${\displaystyle \zeta }$) adalah

${\displaystyle \zeta ={c \over 2{\sqrt {km}}}.}$

Sebagai contoh struktur logam akan memiliki nisbah redaman lebih kecil dari 0,05, sedangkan suspensi otomotif akan berada pada selang 0,2-0,3.

Solusi sistem kurang redam pada model massa-pegas-peredam adalah

${\displaystyle x(t)=Xe^{-\zeta \omega _{n}t}\cos({{\sqrt {1-\zeta ^{2}}}\omega _{n}t-\phi }),\ \ \omega _{n}=2\pi f_{n}}$

Nilai X, amplitudo awal, dan ${\displaystyle \phi }$, ingsutan fase, ditentukan oleh panjang regangan pegas.

Dari solusi tersebut perlu diperhatikan dua hal: faktor eksponensial dan fungsi cosinus. Faktor eksponensial menentukan seberapa cepat sistem teredam: semakin besar nisbah redaman, semakin cepat sistem teredam ke titik nol. Fungsi kosinus melambangkan osilasi sistem, namun frekuensi osilasi berbeda daripada kasus tidak teredam.

Frekuensi dalam hal ini disebut "frekuensi alamiah teredam", f_d, dan terhubung dengan frekuensi alamiah takredam lewat rumus berikut.

${\displaystyle f_{d}={\sqrt {1-\zeta ^{2}}}f_{n}}$

Frekuensi alamiah teredam lebih kecil daripada frekuensi alamiah takredam, namun untuk banyak kasus praktis nisbah redaman relatif kecil, dan karenanya perbedaan tersebut dapat diabaikan. Karena itu deskripsi teredam dan takredam kerap kali tidak disebutkan ketika menyatakan frekuensi alamiah.

sumber:https://id.wikipedia.org/wiki/Getaran