Sistem Sonar dan Menghitung Kedalaman Laut | Fisika Kelas 8

Artikel ini membahas mengenai sistem sonar dan cara menghitung kedalaman laut.

—

Kamu pernah kepikiran nggak, sih, seberapa dalam lautan itu?  Bagian laut paling dalam yang pernah diukur manusia itu sekitar 10,9 km. Kalo kamu cemplungin Burj Khalifa, bangunan paling tinggi di dunia, kedalaman laut itu mencapai 13 gedung burj khalifah yang ditumpuk vertikal, loh! Lautan juga mencakup 2/3 dari permukaan planet kita. Wah, lautan ini luas dan dalam yah.

Lautan juga menyimpan banyak misteri, misalnya makhluk hidup yang belum pernah ditemukan sebelumnya, sumberdaya alam dan mineral, atau bahkan benda buatan manusia yang jatuh kelautan, seperti kapal laut atau pesawat. 

Nah, untuk menyingkap semua misteri tadi, kita butuh sebuah gambaran tentang permukaan bawah air. Kita bisa membangun teknologi berdasarkan fenomena fisika. Semua itu memanfaatkan fenomena gelombang bunyi atau suara.

Tinggi satu gedung Burj Khalifa hanya sedalam 2,7 ft di bawah laut 

(sumber: Tech Insider via Youtube)

Baca juga: Memahami Perbedaan Getaran dan Gelombang.

Lalu, gelombang suara kayak gimana yang dipakai? jadi, jawabannya adalah gelombang suara ultrasonik. Kamu harus tau nih, ultrasonik itu frekuensinya lebih dari 20.000Hz. Nah, gelombang ini dapat merambat dan menjalar pada air laut. Dengan mempelajari pergerakan gelombang bunyi ini, kita bisa loh memprediksi keberadaan benda-benda di dasar laut. Nah, teknologi yang memakai metode seperti ini bernama sonar atau sound navigation and ranging.

Terus, gimana sih cara kerja sistem sonar? Apa kita bisa mengukur kedalaman laut pakai sonar? Oke supaya jelas, baca artikel ini sampai habis ya!

Contoh dari sonar aktif yaitu Side Scan Sonar (SSS)

(Sumber : commons.wikimedia.org)

Sonar dan Sejarah Perkembangannya

Sonar (Sound Navigation and Ranging) adalah sistem perangkat untuk mendeteksi dan menentukan jarak benda yang ada di bawah laut. Kenapa yah sonar menggunakan gelombang suara ultrasonik? Padahal, kan, ada gelombang suara dengan rentang frekuensi yang lain. Nah, itu karena gelombang suara yang lain ini tidak bisa merambat jauh di dalam air. Sedangkan gelombang suara ultrasonik ini memiliki kemampuan unik untuk merambat dalam jarak yang jauh.

Terus, kenapa kita gak pake gelombang cahaya? Sayangnya, gelombang cahaya di dalam air ini tidak mampu merambat terlalu jauh karena sifat medium air laut yang mendifraksi berkas gelombang cahaya guys.

Sonar pertama kali dipakai untuk mendeteksi gunung es di bawah laut. Terus, dipakai juga di bidang militer untuk cari tahu kapal selam musuh dan ranjau. Sampai sekarang, sonar masih sering dipakai terutama untuk menemukan benda hilang di laut, dan untuk mengukur kedalaman laut. Sonar udah eksis banget dehh di kalangan nelayan modern. Berkat sonar, nelayan jadi lebih gampang untuk menemukan letak kumpulan ikan, tahu kondisi ombak, dan juga arus air laut.

Jenis Sonar

Ada dua jenis sonar, yaitu sonar aktif dan sonar pasif. Kita mulai bahas dari sonar pasif dulu ya! 

Sonar pasif adalah sistem sonar yang dibuat pertama kali, loh! Sistem sonar pasif lebih sederhana dari sistem sonar aktif karena dia nggak mengirim sinyal atau gelombang suara. Jadi, cuma bisa mendeteksi gelombang suara yang datang ke arah penerima atau operator kapal dan hasilnya bisa dilihat di layar monitor. Makanya, sonar pasif cenderung nggak bisa mengukur jarak objek dan kedalaman laut. Tapi bisa untuk menentukan arah objek, dan terkadang dipakai untuk mendeteksi suara hewan laut, contohnya paus.

Karena sistem sonar pasif yang sangat terbatas dan adanya pengaruh kemajuan teknologi juga, maka dibuatlah sistem sonar aktif. Contoh dari sistem sonar aktif ada multibeam, side scan sonar (sss), split-beam, matess atau mine detection sonar system, dll.

Gimana sih cara kerja sonar aktif? Jadi, awalnya kapal mengirim pemancar (transmitter) gelombang suara ke dalam air pakai alat bernama transduser sonar. Fyi ya guys, transduser sonar itu alat yang mengubah sinyal listrik jadi gelombang suara di dalam laut. 

Setelah itu, gelombang suara merambat di air dan nanti akan mengenai objek sasaran kayak misalnya hewan, benda yang ada di bawah laut, dan dasar lautan. Nah, saat kena objek sasaran, pantulan suara itu akan menghasilkan efek gema atau echo. Yaudah, deh, sinyal pantulan itu langsung ditangkap oleh penerima atau detektor. Selanjutnya, bisa langsung dianalisis di monitor untuk keperluaan data kayak arah, cepat rambat gelombang, dan waktu. Semua data yang udah didapat itu bisa dipakai untuk mengukur kedalaman laut.

Jadi, dari gelombang suara dipancarkan sampai gelombang suara itu kembali, kita bisa estimasikan jaraknya. Kalau kamu ingat cepat rambat bunyi, rumus yang sama dipakai di sini. Tapi, karena jarak gelombang suara ultrasonik di laut itu bolak-balik (gelombang suara datang dan pantul) makanya harus dibagi 2.

Supaya kamu makin paham dari penerapan rumus yang di atas, langsung aja kita ke contoh soalnya ya!

Kedalaman laut akan diukur dengan teknik pantulan gelombang suara atau sistem sonar. Gelombang pulsa elektronik yang dipantulkan dari kapal diterima kembali oleh penerima di kapal 4 detik kemudian. Cepat rambat bunyi di dalam air laut adalah 1400 m/s. Kedalaman laut tersebut adalah…

A. 5600 m
B. 3800m
C. 2800m
D. 2600m
E. 700m

Pembahasan:

Diketahui: 

t = 4 sekon

v = 1400 m/s

Ditanya: s atau kedalaman lautan.

Jawab:

s = 1/2 (v x t)

s = 1/2 (1400 m/s x 4 s)

s = 2800 m

Jadi, jawabannya yang C.

Gimana nih, udah paham belum? atau kamu merasa soal-soalnya kurang banyak?. Eits, nggak usah khawatir, langsung aja deh ke ruangbelajar. Soal-soal terlengkap dan terupdate ada semua disitu. Yang lebih kerennya lagi ada pembahasan yang mudah banget dipahami. Pemahaman kamu tentang fisika ini akan lebih bagus deh, yuk tunggu apalagi!

Referensi:

What is Sonar. [daring], Tautan: https://oceanservice.noaa.gov/facts/sonar.html, diakses pada 22 Februari 2021. 

Sonar. [daring], Tautan: https://www.britannica.com/technology/sonar, diakses pada 22 Februari 2021. 

Siti Zubaidah, dkk (2017)  Ilmu Pengetahuan Alam Kelas VIII Semester 2. Jakarta : Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional.