Mengapa Suara Merambat Lebih Cepat di Dalam Air Ketimbang di Udara?
- Suara merambat lebih cepat di air daripada udara karena partikel air lebih rapat dan kurang bisa dikompresi
- Temperatur berpengaruh pada kecepatan suara, dengan air hangat memungkinkan suara merambat lebih cepat daripada air dingin
- Kecapatan suara di air juga dipengaruhi oleh kadar garam, tekanan, dan lapisan khusus seperti saluran SOFAR
Saat berada di kolam renang atau menyelam, kita bisa mendengar suara dengan cara yang berbeda. Suara langkah kaki teman yang sedang berenang, atau bahkan suara desiran air, seolah-olah terdengar lebih jelas dan cepat. Namun, mengapa hal itu bisa terjadi?
Fenomena ini bukan hanya sekadar hal yang menarik, tetapi juga menyimpan alasan ilmiah yang berhubungan dengan sifat-sifat fisik dari air dan udara. Untuk memahami mengapa suara lebih cepat merambat di dalam air, kita perlu menggali lebih dalam tentang bagaimana gelombang suara berinteraksi dengan partikel-partikel di sekitarnya. Apa yang sebenarnya terjadi di balik perbedaan ini? Mari kita cari tahu!
1. Perbedaan kepadatan dan kompresi
Dilansir Science Focus, suara adalah gelombang yang terdiri dari kompresi dan ekspansi partikel. Air sifatnya lebih padat dan kurang bisa dikompresi dibandingkan udara, sehingga gelombang suara dapat merambat lebih cepat. Kecepatan suara di air mencapai sekitar 1.493 m/s, hampir empat kali lebih cepat daripada di udara.
Di udara, partikel-partikel memiliki jarak yang lebih jauh sehingga memerlukan waktu lebih lama untuk menyampaikan energi gelombang. Sebaliknya, partikel di air lebih rapat sehingga energi gelombang ditransfer lebih cepat.
2. Faktor temperatur yang memengaruhi kecepatan
Menurut Science Learning Hub, temperatur juga berpengaruh pada kecepatan suara. Di air yang lebih hangat, partikel memiliki lebih banyak energi, sehingga suara merambat lebih cepat. Sebagai contoh, air tropis dengan suhu 20 derajat celcius memungkinkan suara bergerak lebih cepat dibandingkan air dingin di daerah kutub.
Hal yang sama juga terjadi di udara. Suara lebih cepat merambat di udara yang hangat. Namun, pengaruh suhu terhadap kecepatan suara di air jauh lebih besar dibandingkan di udara, mengingat partikel-partikel di air lebih padat dibandingkan di udara.
3. Peran salinitas dan tekanan di air
Kecepatan suara di dalam air ternyata tidak selalu sama. Dilansir penelitian DOSITS, kecepatan suara di air juga dipengaruhi oleh kadar garam dan tekanan air. Semakin tinggi kadar garam dalam air, semakin cepat suara merambat.
Begitu juga dengan tekanan, semakin dalam kita menyelam ke laut, maka suara akan merambat semakin cepat karena tekanan air yang semakin besar.
Meskipun begitu, pengaruh kadar garam terhadap kecepatan suara umumnya lebih kecil dibandingkan dengan pengaruh tekanan dan suhu air. Kecuali di tempat-tempat seperti muara sungai di mana kadar garam airnya bisa berubah-ubah dengan cepat.
4. Gelombang suara di laut dalam
Di dalam laut, terdapat lapisan air khusus yang disebut saluran SOFAR. Di lapisan ini, suara bisa merambat sangat jauh tanpa adanya pelemahan. Hal ini terjadi karena suhu dan tekanan air di lapisan ini sangat unik, sehingga suara bisa 'terperangkap' dan berjalan jauh.
Sama seperti saat kita berbisik di lorong yang panjang, suara kita akan terdengar lebih jelas dibandingkan di ruangan terbuka. Para ilmuwan, seperti yang disebutkan dalam penelitian NOAA, memanfaatkan saluran SOFAR ini untuk mempelajari kehidupan laut dalam dan bahkan melacak suara paus yang berada sangat jauh.
5. Jadi, kenapa tidak sama dengan di udara
Suara bisa merambat lebih cepat di air daripada di udara. Hal ini terjadi karena udara memiliki partikel yang lebih renggang dibandingkan air. Karena partikel udara jaraknya lebih jauh satu sama lain, maka suara membutuhkan waktu yang lebih lama untuk merambat dari satu partikel ke partikel lainnya. Berbeda dengan air, partikel-partikelnya lebih rapat sehingga suara dapat merambat lebih cepat.
Kita mungkin berpikir bahwa suara selalu merambat dengan kecepatan yang sama, namun ternyata tidak demikian. Kecepatan suara bisa berbeda-beda tergantung pada medium yang dilaluinya, misalnya udara atau air. Menunjukkan bahwa dunia di sekitar kita menyimpan banyak rahasia yang menarik untuk dipelajari, terlebih lagi tentang dunia laut. Jadi, sekarang tidak heran lagi, kan, kenapa ikan paus bisa berkomunikasi dalam lautan dalam?
