BUNYI

BUNYI

1.      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, dan medium perambatannya itu seperti : zat cair, zat padat, dan udara sehingga dapat didengar. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal.

Bunyi adalah bahan terpenting dalam musik. Bunyi berasal dari sumber bunyi yang digetarkan oleh tenaga atau energi. Kemudian getaran tersebut diantarkan atau dipancarkan keluar. Dan bila getaran ini sampai di telinga kita, barulah kita dapat mendengarkannya.

2.      Syarat Terdengarnya Bunyi

Bunyi disebabkan oleh adanya benda yang bergetar. Misalkan : jika kita berteriak sambil memegang tenggorokan, maka kita rasakan tenggorokan kita bergetar. Dan pada contoh lain yaitu senar gitar, senar gitar yang tidak kita petik tidak akan menghasilkan getaran sehingga kita tidak dapat mendengar bunyi. Dan ketika senar gitar kita petik, senarnya akan bergetar dan kita akan mendengar bunyi.

Syarat-syarat agar bunyi tersebut bisa didengar yaitu dengan adanya hal-hal berikut dibawah yaitu :

a.       Ada sumber bunyi yang bergetar,

b.      Ada zat perantara (medium) yang merambatkan gelombang bunyi dari sumber ke telinga,

c.       Getaran mempunyai frekuensi tertentu (20 Hz – 20.000 Hz),

d.      Adanya pendengar (Indra pendengarnya dalam keadaan baik)

3.      Sifat-Sifat Gelombang Bunyi

Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan.

Adapun sifat-sifat dari gelombang bunyi yaitu :

a.       Gelombang bunyi memerlukan medium.

Karena gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam perambatannya bunyi memerlukan medium. Hal ini dapat dibuktikan saat dua orang astronout berada jauh dari bumi dan keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara, astronout tersebut tidak dapat bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat komunikasi seperti telepon. Meskipun dua orang astronout tersebut berada dalam satu pesawat.

b.      Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal

Karena daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut suatu rapatan dan rapatan ini bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Rapatan ini mirip dengan rapatan-rapatan dengan kumparan dalam gelombang ligitudinal pada slinki. Setelah menghasilkan rapatan diafragma membalik arah gerakannya menjadi radial ke dalam. Gerakan diafragma radial ke dalam menghasilkan suatu daerah yang dikenal sebagai renggangan. Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada tekanan normal. Renggangan ini mirip dengan daerah pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Kemudian mengikuti rapatan, renggangan juga merambat menjauh dari pengeras suara ada kecepatan bunyi. Pusat rapatan menghasilkan tekanan udara paling besar dan pusat renggangan menghasilkan tekanan udara paling kecil.

c.       Gelombang bunyi mengalami pemantulan.

Salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan sehingga gelombang bunyi juga dapat mengalami hal ini. Hukum pemantulan gelombang: sudut datang = sudut pantul juga berlaku pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi dalam ruang tertutup dapat menimbulkan gaung. Yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli

terdengar tidak jelas. Untuk menghindari terjadinya gaung maka dalam bioskop,

studio radio dan televisi, dan gedung konser musik dindingnya dilapisi zat

peredam suara yang biasanya terbuat dari kain wol, kapas, gelas, karet, atau

besi.

d.      Gelombang bunyi mengalami pembiasan

Salah satu sifat gelombang adalah mengalami pembiasan. Peristiwa pembiasan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari. Hal ini disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas lebih dingin daripada dilapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara atas lebih kecil daripada dilapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas kelapisan udara bawah.

e.       Gelombang bunyi mengalami pelenturan.

Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang bunyi diudara memiliki panjang gelombang dalam rentang sentimeter sampai beberapa meter. Seperti yang kita ketahui, bahwa gelombang yang lebih panjang akan lebih mudah didifraksikan.

Peristiwa difraksi terjadi misalnya saat kita dapat mendengar suara mesin mobil ditikungan jalan walaupun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang oleh bangunan tinggi dipinggir tikungan.

f.       Gelombang bunyi mengalami perpaduan.

Gelombang bunyi mengalami gejala perpaduan gelombang atau interferensi, yang dibedakan menjadi dua yaitu interferensi konstruktif atau penguatan bunyi dan interferensi destruktif atau pelemahan bunyi. Misalnya waktu kita berada diantara dua buah loud-speaker dengan frekuensi dan amplitudo yang sama atau hampir sama maka kita akan mendengar bunyi yang keras dan lemah secara bergantian.

4.      Penerapan dari sifat-sifat gelombang bunyi

ü  Dua astronout tidak dapat bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat komunikasi seperti telepon karena keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara.

ü  Terjadinya gaung, yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas.

ü  Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras dari pada siang hari.

ü  Kita dapat mendengar bunyi ditikungan meskipun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang tembok yang tinggi.

5.      Karekteristik bunyi

Adapun karakteristik dari gelombang bunyi itu sendiri, adalah :

a.       Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur. Contoh : bunyi alat music

b.      Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur. Contoh : bunyi desiran angin

c.       Warna bunyi adalah bunyi yang frekuensi-nya sama tetapi terdengar berbeda.

d.      Dentum adalah bunyi yang amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak. Contoh : ledakan bom

Sumber :

Kanginan, Marten. 1999. Seribu Pena Fisika SMU jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Kanginan, Marten. 2006. Fisika SMA jilid X11. Jakarta : Erlangga.

Read More

CEPAT RAMBAT BUNYI

CEPAT RAMBAT BUNYI

1.      Pengertian cepat rambat bunyi.

Gelombang bunyi merambat dalam bentuk rapatan dan renggangan sehingga bunyi dapat merambat melalui zat padat, zat cair, dan zat gas. Bunyi tidak dapat merambat melalui vakum. Bukti nyatanya yaitu pada para astronot di bulan karena bulan tidak memiliki atmosfer seperti di bumi. Sehingga tidak dapat saling berbicara secara langsung walaupun jarak mereka sangat dekat. Untuk berkomunikasi, mereka menggunakan alat komunikasi melalui gelombang radio. Dimana gelombang radio termasuk dalam spectrum gelombang electron magnetik.

Pada suhu udara 15 derajat celsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 meter perdetik. Rumus cepat rambat bunyi adalah :

V = S/t 

Keterangannya :

V = cepat rambat bunyi (m/s)

S = jarak tempuh (m)

t =  waktu tempuh (s)

Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin mempengaruhi kecepatan bunyi di udara. Semakin rendah suhu udara maka cepat rambat bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak. Misalnya : pada bunyi arloji yang terdengar lebih keras kalau menggunakaan kayu dibadingkan tanpa menggunakan kayu. Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan zat perantara untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas.

Bunyi yang merambat melalui suatu medium dapat mengalami pemantulan, pembiasan, interferensi, dan difraksi. Peristiwa tersebut mambuktikan bahwa bunyi merambat sebagai gelombang.

Bunyi termasuk gelombang mekanik. Akibatnya bunyi hanya dapat merambat melalui medium seperti : zat padat, cair, dan gas. Bunyi tidak dapat merambat melalui medium ruang hampa udara (vakum). Secara umum, cepat rambat bunyi terbesar dalam zat padat, kemudian dalam rata-rata zat cair, dan terkecil dalam gas.

2.      Faktor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi.

Ada faktor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi diantaraya  :

a.      Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat.

b.    Suhu mediumnya, dimana semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat. Hubungan ini dapat dirumuskan kedalam persamaan matematis yaitu :

V = V₀ + 0,6 t

dimana V₀ adalah cepat rambat pada suhu nol derajat dan t adalah suhu medium.

3.      Pengertian infrasonik, audiosonik, dan ultrasonik.

a.      Infrasonik,

Yaitu bunyi yang punya frekuensi kurang dari 20 Hz. Bunyi

infrasonik ini tidak dapat didengar oleh manusia, karena mungkin terlalu kecil jadi sulit di dengar oleh kita dan yang bisa mendengar ini Cuma beberapa hewan saja, seperti anjing dan jangkrik.

b.      Audiosonik,

Yaitu bunyi yang punya frekuensi antara 20 Hz - 20.000 Hz. Bunyi

audiosonik adalah gelombang bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia.

c.       Ultrasonik,

Yaitu bunyi yang punya frekuensi lebih dari 20.000 Hz. Bunyi

ini tidak dapat didengar oleh telinga manusia karena terlalu besar kalau kita bisa dengar, kuping kita akan merasa sakit, dan bunyi ini dapat didengar

oleh beberapa hewan saja, seperti lumba-lumba dan kelelawar.

4.      Pemanfaatan Gelombang Bunyi Ultrasonik dalam Kehidupan Sehari-Hari.

Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk berbagai macam keperluan antara lain:

a.       Kacamata tunanetra, dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik.

b.      Mengukur kedalaman laut, untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui cepat rambat bunyi (v) dan selang waktu (t), pengiriman dan penerimaan pulsa adalah :

d = V x t / 2

c.     Alat kedokteran, misalnya pada pemeriksaan USG (ultrasonografi). Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak) dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. “Dengan cara ini, pasien tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.

5.      Manfaat cepat rambat bunyi dalam kehidupan sehari-hari yaitu:

Ø   Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk mengetahui siang dan malam.

Ø    Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.

6.      Faktor yang mempengaruhi kualitas bunyi

Adapun faktor-faktornya yaitu :

1)    Amplitudo, adalah lebar getar atau simpang getar yang dibuat oleh sumber bunyi. Semakin lebar getaranya, semakin kuat pula bunyinya.

2)      Resonansi,

3)   Jarak dimaksukan bahwa kekutan bunyi juga ditentukan oleh jarak antara sumber bunyi dengan alat pendengar atau penerima. Memakin dekat, akan semakin keras bunyinya. Sebagaimana frekuensi, kekuatan bunyi juga dapat diiukur.

4)      Timbre,

Timbre adalah warna bunyi, berupa keseluruhan kesan pendengaran yang kita peroleh dari sumber bunyi, setelah dipengaruhi resonansi dan zat pengantar.

Sumber :

            Kanginan, Marten. 1999. Seribu Pena Fisika SMU jilid 1. Jakarta : Erlangga.

Kanginan, Marten. 2006. Fisika SMA jilid X11. Jakarta : Erlangga.

           

           

           

Read More

CEPAT RAMBAT PADA DAWAI

CEPAT RAMBAT PADA DAWAI

Percobaan Melde dilakukan untuk menentukan cepat rambat gelombang pada dawai. Alat yang digunakan disebut sonometer.  Mendel menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegangan tali dan berbanding terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai.

Perhatikan gambar berikut :

Pada salah satu unjung tangkai garpu tala diikatkan erat-erat sehelai kawat halus tersebut ditumpu pada sebuah katrol dan ujung kawat diberi beban. Garpu tala digetarkan dengan electromagnet secara terus menerus hingga amplitudo yang ditimbulkan oleh garpu tala sama dengan kostan.

Dari hasil percobaan  melde hasil perumusan melde adalah :

Keterangan:

V=cepat rambat (m/s)

F = gaya tegangan pada tali (N)

m = massa persatuan panjang tali (kg/m)

i = panjang tali (m)

m = massa tali (kg)

Karena massa dawai m =rv sedangkan v= A i, maka bentuk lain dari persamaan tersebut adalah :

V= akar F / rA

Dimana r = massa jenis dawai (kg/m³).

Sumber :

Buku Ajar Acuan pengayaan Fisika untuk SMA/MA 

Read More

INTERFERENSI GELOMBANG BUNYI

INTERFERENSI GELOMBANG BUNYI

Interferensi gelombang bunyi merupakan sumber bunyi koheren. Dua pengeras suara yang dihubungkan pada generator sinyal (alat pembangkit frekuensi radio) dapat berfungsi sebagai dua sumber bunyi koheren. Misalnya : Ketika anda berjalan sejajar dengan meja yang diatasnya terdapat radio di lengkapi dengan pengeras suara pada jarak 3 m, pada posisi tertentu anda mendengar bunyi paling lemah, sedangkan pada posisi yang lain anda justru mendengar bunyi yang kuat. Peristiwa ini disebabkan oleh terjadinya interferensi bunyi.

Formulasi interferensi gelombang bunyi

Mikrofon yang dibawa oleh siswa melintas sejajar terhadap arah memanjang meja menunjukkan pada titik-titik tertentu (P) terdengar bunyi yang kuat dan pada titik-titik tertentu (L) terdengar bunyi yang lemah. Bunyi kuat atau lemah ini terjadi karena gelombang bunyi yang datang dari pengeras suara yang berbeda yaitu misalnya S₁ dan S₂ mengalami superposisi ketika keduanya tiba dilintasan tempat siswa berjalan.

Bunyi yang kuat terjadi ketika superposisi kedua gelombang bunyi di titik P menghasilkan interferensi konstruktif. Interferensi konstruktif jika kedua gelombang bunyi yang bertemu di titik P adalah sefase atau memiliki beda lintasan yang merupakan kelipatam bulat dari penjang gelombang bunyi.

DS = S₁P- S₂P = n l; dengan n = 0, 1, 2, 3, ….

Bunyi lemah terjadi ketika superposisi kedua gelombang bunyi dititik L menhasilkan interferensi destruktif. Interfernsi destruktif jika kedua gelombang yang bertemu di titik L adalah berbeda fase atau memiliki beda lintasan.

DS = S₁P- S₂P = n + 1/2 ; dengan n = 0, 1, 2, 3, ….

Sumber :

Kanginan, Marten. 2006. Fisika SMA jilid X11. Jakarta : Erlangga.

Read More

PEMANTULAN BUNYI

PEMANTULAN BUNYI

1.      Syarat terjadinya pemantulan bunyi.

Bunyi akan dipantulkan jika mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu atau semen, besi, kaca, dan seng. Sebaliknya, sebagian besar bunyi akan diserap jika mengenai permukaan benda yang lunak, misalnya kain, karet, busa, gabus, karpet, dan wol (benda-benda peredam bunyi).

Jika kita mengucapkan beberapa kata maka beberapa suku kata atau kata antara bunyi datang dengan bunyi pantul saling merusak, sehingga yang terdengar oleh kita hanya ssatu suku kata terakhir dari bunyi pantul. Peristiwa ini disebut gaung atau kerdam. Dalam ruang tertutup seperti bioskop, gedung konser music, untuk mengurangi gaung, dinding dan langit-langitnya dipasang peredam suara.

2.      Hukum-hukum pemantulan bunyi.

a.   Bunyi datang, garis normal, dan bunyi pantul terletak pada satu bidang, dan ketigannya berpotongan pada satu titik.

b.      Sudut pantul sama denga sudut datang.

3.      Jenis-jenis bunyi pantul.

Bunyi pantul dibedakan menjadi 3 macam yaitu :

·    Bunyi pantul memperkuat bunyi asli yaitu bunyi pantul yang dapat memperkuat bunyi asli. Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10 meter)

·    Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter.

·       Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak lebih dari 20 meters

4.      Manfaat pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari.

·         Mendeteksi cacat dan retak pada logam

Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan pesawat. Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat di-scaning secara ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat diperkenankan terbang.

·         Mengukur kedalaman laut

Pada dinding kapal bagian bawah dipasang sebuah sumber getaran (osilator). Di dekat osilator dipasang alat penerima getaran (hidrofon). Jika pulsa pancar memerlukan waktu lama untuk kembali ke penerima, bererti launya dalam dan sebaliknya.  Jika waktu getaran (bunyi) merambat (t) sekon untuk menempuh jarak bolak-balik yaitu 2 L meter, maka cepat rambat dapat dihitung sebagai berikut.

V= 2L/ t atau 2L =v x t atau L = v x t /2

Di mana:

v = cepat rambat bunyi (m/s)

L = dalamnya laut (m)

t = waktu (t)

·   Mengetahui kedudukan kapal selam dengan mengirim gelombang ultrasonik dari kapal pemburu ke bawah laut.

·         Mengetahui kedudukan gerombolan ikan di laut

·       Mengetahui kantung-kantung cekungan minyak bumi dengan mengirimkan gelombang bunyi ke dalam tanah.

Sumber :

Kanginan, Marten. 2006. Fisika SMA jilid X11. Jakarta : Erlangga.

Read More