GELOMBANG BUNYI HARMONIK

GELOMBANG BUNYI HARMONIK

      Gelombang bunyi harmonik dapat di bangkitkan oleh suatu sumber yang bergetar dengan gerak harmonik sederhana, seperti garpu tala, atau pengeras suara yang digerakkan oleh osilator audio. Sumber yang bergetar menyebabkan molekul-molekul udara didekatnya berisolasi dengan gerak harmonik sederhana di sekitar posisi kesetimbangannya. Molekul ini bertumbukan dengan molekul-molekul tetangganya, sehingga menyebabkan molekul-molekul itu berisolasi. Dengan cara demikian gelombang bunyi dijalarkan simpangan moleku s(x, t) untuk gelombang harmonik dapat ditulis :

s(x, t) = s₀ sin (kx - wt)                                   

dengan s₀ adalah simpangan maksimum molekul gas dari posisi kesetimbangannya, dan k merupakan bilangan gelombang.

 k = 2p / l                                                               

dan w adalah frekuensi sudut.

 w =2 p f = 2p / T                                                

Sebagaimana semua gelombang harmonic, laju gelombang sana dengan frekuensi kali panjang.

v = f l =w/k                                       

                 

Simpangan dari kesetimbangan yang diberikan oleh persamaan diatas sejajar dengan arah gerak gelombang, yang artinya : bunyi merupakan gelombang longitudinal. Simpangan ini menyebabkan variasi kerapatan udara dan tekanan udara.

Ketika simpangan nol, perubahan tekanan dan kerapatan bernilai maksimum atau minimum. Bila simpangan bernilai maksimum atau minimum perubahan tekanan dan kerapatan sama dengan nol. Kita akan melihat bahwa gelombang simpangan akan menyiratkan gelombang tekanan yang diberikan oleh :

P = P₀ sin (kx - wt –  p/2)

 

Dengan p menyatakan perubahan tekanan dari tekanan kesetimbangan dan P₀ adalah nilai maksimum perubahan inii. Kita akan melihat bahwa amplitudo tekanan maksimum P₀ dihubungkan ke amplitude pergeseran maksimum s₀ oleh :

P₀ = rwvs₀

dengan v adalah laju penjalaran dan r adalah kerapatan kesetimbangan gas.

Ketika gelombang bunyi bergerak seiring waktu, simpangan molekul udara, kerapatan, dan tekanan pada satu titik semuanya berubah secara sinusoidal dengan frekuensi f, yang sama dengan frekuensi sumber yang bergetar.

Sumber :

Tipler. 1999. Fisika Untuk Sains dan Teknik. Jakarta : Erlangga.