Gelombang Bunyi

17 Oct 2008

Pengertian Bunyi

Bunyi adalah energi gelombang yang berasal dari sumber bunyi, yaitu benda yang bergetar. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang dapat merambat melalui medium. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal sehingga mempunyai sifat-sifat dapat dipantulkan (reflection), dapat dibiaskan (refraction), dapat dilenturkan (difraction), dan dapat dibiaskan (interferention).

Sifat-sifat Gelombang Bunyi

1 Pemantulan gelombang bunyi

Pemantulan gelombang bunyi dapat memberikan dampak merugikan dan menguntungkan, antara lain : timbulnya gaung/gema di dalam ruangan yang luas, pemanfaatan bunyi untuk mengukur kedalaman sumur.

Gaung/gema

Gema dapat timbul jika jarak antara sumber bunyi (biasanya sekaligus pendengar)

55 meter dari dinding pemantul. Jika diketahui kecepatan perambatan bunyi di udara rata-rata 340 m/s, sedangkan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu suku kata ! 1/3 s, maka jarak yang ditempuh gelombang bunyi dari sumber bunyi ke dinding pemantul sampai ke pendengar sebesar

340 m/s x 1/3 s = 113,33 m

sehingga 133,33 m : 2 = 56,67 m


2 Interferensi gelombang bunyi

Dua sumber bunyi dari dua pengeras suara yang berasal dari sebuah audio generator akan menghasilkan gelombang-

gelombang bunyi yang koheren, yaitu dua gelombang dengan frekuensi sama, amplitudo sama, dan beda fase tetap. Jika rapatan bertemu rapatan atau regangan bertemu regangan maka terjadi penguatan bunyi (konstruktif) sehingga bunyi terdengar semakin keras. Jika regangan bertemu rapatan maka terjadi pelemahan bunyi (destruktif) sehingga bunyi terdengar semakin lemah.

Secara matematis penguatan terjadi jika selisih panjang gelombang sebesar 2nl dan pelemahan terjadi jika selisih panjang gelombang (2n+1)l.

Pada kegiatan paduan suara, seorang konduktor memberikan aba menyamakan suara maksudnya menyamakan tinggi-rendahnya suara atau frekuensi sehingga terjadi interferensi bunyi. Tetapi kadang-kadang suara yang terdengar tidak tepat sama tinggi-rendahnya, berarti telah terjadi pelayangan bunyi yang frekuensi pelayangannya dapat dihitung dengan persamaan

fpelayangan = ftinggi frendah

Beberapa alat musik berbentuk pipa organa, misalnya seruling, terompet, drum, gitar akustik, dan lain-lain. Pipa organa adalah sebuah pipa yang berisi kolom udara. Terdapat dua jenis pipa organa yang masing-masing menimbulkan pola interferensi gelombang bunyi yang berbeda.

Resonansi

Resonansi adalah ikut bergetarnya molekul udara dalam kolom udara akibat getaran benda, dalam beberapa alat musik akan menimbulkan efek bunyi yang merdu. Pada alat musik berbentuk pipa organa tertutup, yaitu salah satu atau kedua ujung pipanya tertutup, resonansi terjadi jika : l = l, , dst, dengan l adalah panjang pipa dan l adalah panjang gelombang bunyi.

Cepat Rambat Bunyi

Cepat rambat bunyi dapat dicari dengan rumus :v = f . l

dengan v : cepat rambat bunyi (m/s)

f : frekuensi bunyi (Hz)

l : panjang gelombang bunyi (m).

Intensitas Bunyi

Tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh frekuensi sedangkan intensitas atau kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Intensitas bunyi dinyatakan dengan persamaan : I = P / A

dengan :

P = daya bunyi (watt)

A = luas bidang yang ditembus gelombang

bunyi (m2) A = 4pr2

I = intensitas bunyi (watt/m2)

Batas intensitas bunyi yang dapat didengar oleh manusia adalah antara 1 watt/m2 sampai dengan 10-12 watt/m2. Intensitas terkecil ini disebut intensitas ambang pendengaran.

Taraf intensitas bunyi

Taraf intensitas bunyi (TI) dinyatakan dengan persamaan : TI = 10 log (I/Io)

dengan :

I = intensitas bunyi (watt/m2)

I0 = intensitas ambang bunyi (10-12 watt/m2)

TI = taraf intensitas bunyi (deciBell atau dB)

Efek Doppler

Jika sumber bunyi relatif mendekati pendengar, frekuensi bunyi yang didengar lebih tinggi daripada frekuensi sumber bunyi sebenarnya. Sebaliknya jika sumber bunyi relatif menjauhi pendengar maka frekuensi bunyi yang didengar lebih rendah.

Perbedaan frekuensi bunyi akibat pergerakan sumber bunyi atau pendengar ini disebut efek doppler yang diamati oleh fisikawan Australia bernama Christian Johann Doppler (1803-1855), yang dapt dituliskan dengan persamaan :

dengan :

fp = frekuensi sumber bunyi yang didengar oleh pendengar (Hz)

fs = frekuensi sumber bunyi sebenarnya (Hz)

v = kecepatan gelombang bunyi di udara (m/s)

vp = kecepatan gerak pendengar (m/s)

vs = kecepatan gerak sumber bunyi (m/s)

Tanda vp dan vs :

Jika P adalah pendengar dan S adalah sumber bunyi.

1. P bergerak mendekati S, maka vp diberi tanda (+) sehingga fp > fs.

2. P bergerak menjauhi S, maka vp diberi tanda (-) sehingga fp < fs.

3. S bergerak mendekati P, maka vs diberi tanda (+) sehingga fp > fs.

4. S bergerak menjauhi P, maka vs diberi tanda (-) sehingga fp < fs.

5. P dan S diam, maka vp = vs = 0 sehingga fp = fs.

o Latihan :

Soal Pilihan Ganda

Garpu tala berfrekuensi 220 Hz digetarkan sehingga menghasilkan gelombang bunyi dengan panjang gelombang 1,6 m, maka cepat rambat bunyi di udara sebesar

a. 330 m/s c. 350 m/s

b. 349 m/s d. 352 m/s

e. 362 m/s

Sebuah gelombang merambat pada tali dengan persamaan : Y = 0,2sin phi (8t-2x) meter. Bila X dalam meter dan t dalam detik, maka kecepatan rambat gelombang itu ….

a. 4 m/s d. 16 m/s

b. 8 m/s e. 20 m/s

c. 12 m/s

Suatu sumber bunyi mempunyai energi persatuan waktu 4p x 10-4 watt. Jika I0 = 10-12 watt/m2, berapa taraf intensitas bunyi pada suatu titik yang berjarak 1 m dari sumber?

a. 80 dB c. 120 dB

b.100 dB d. 140 dB

e. 160 dB

Sebuah mesin ketik rata-rata menimbulkan taraf intensitas bunyi 60 dB. Berapa taraf intensitas yang ditimbulkan oleh 10 mesin ketik pada saat digunakan bersama-sama?

a. 70 dB c. 90 dB

b. 80 dB d. 100 dB

e. 110 dB

Pipa organa terbuka panjangnya l1, pipa organa tertutup panjangnya l2. Bila nada dasar pipa organa terbuka = nada atas pertama pipa organa tertutup, maka l1/l2 adalah.

a. c. 2/3

b. 1/3 d.

e.

Seutas dawai yang ujungnya terikat erat digetarkan. Pada dawai tersebut timbul empat buah perut gelombang, maka getaran dawai itu menunjukkan

a. nada dasar c. nada atas ke-2

b. nada atas ke-1 d. nada atas ke-3

e. nada atas ke-4

Sebuah sirine mempunyai frekuensi 800 Hz, tiba-tiba ada sirine lain berbunyi. Akibatnya terdengar bunyi keras dan lemah secara periodik dengan perioda detik. Ini berarti sirine kedua mempunyai frekuensi..

a. 400 Hz c. 799,5 Hz

b. 798 Hz d. 800,5 Hz

e. 804 Hz

Sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 10 m/s mendekati seorang pendengar yang diam sehingga pendengar seakan-akan mendengar frekuensi bunyi tersebut sebesar 1020 Hz. Bila

kecepatan bunyi di udara 340 m/s, berapa frekuensi sumber bunyi sebenarnya?

a. 990 Hz c. 1100 Hz

b. 1000 Hz d. 1200 Hz

e. 1300 Hz

<!–[if !supportLists]–>1. <!–[endif]–>Taraf intensitas bunyi pada sebuah titik yang ditimbulkan oleh sumber bunyi berbanding langsung dengan ….

a. intensitas bunyi di titik itu

b. kebalikan intensitas bunyi di titik itu

c. kebalikan dari logaritma intensitas bunyi di titik itu

d. logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dan intensitas ambang bunyi

e. intensitas ambang bunyi

  1. Soal Uraian

1. Suatu gelombang berjalan dengan amplitude 4 cm dan frekuensi 50 Hz. Cepat rambat gelombang 4 m/s. Simpangan titik A yang berada pada jarak 2 m dan sumber gelombang pada saat sumber bergetar 5 detik adalah ….

2. Sebuah sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati masing-masing dengan kelajuan 25 m/s dan 5 m/s. Jika frekuensi bunyi yang dikeluarkan sumber bunyi 480 Hz dan cepat rambat bunyi 345 m/s, tentukan frekuensi bunyi yang didengar pengamat!


TAGS Gelombang Bunyi


-

Author

Follow Me


Archive