GELOMBANG BUNYI

Ciri dan Gejala Gelombang Bunyi

  • Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi
  1. Sumber bunyi
  2. Medium (Zat padat, cari, udara)
  3. Alat pendengar

  • Faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi
  1. Zat padat           

V =     E = Modus young (N/m2

  1. Zat cair

V =     B = Konstanta Bulk (N/m2)

  1. Udara (Gas)      

V =     g = Konstanta Laplace

V =

Contoh soal :

Cepat rambat gelombang bunyi di udara pada suhu 200 adalah 320 m/s. Jika suhu udara naik menjadi 350. Hitung kecepatan rambat gelombang bunyi sekarang.

Diket :

V1 = 320 m/s        T2 = 350 + 273 = 308 K

T1 = 200 + 273 = 293 K

Ditanya V2 = …?

Jawab :
è

V2 = 328,1 m/s

  • Effek Doppler

    fp =

    untuk angin yang berhembus dari S à P

    maka fp =

    untuk angin yang berhenbus dari P à S, maka berlaku

    maka fp =

    Contoh soal :

    Suatu kapal terbang bergerak mendekati menara serine yang sedang berbunyi dengan fekuensi 680 Hz. Bula cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. hitunglah frekuensi yang didengar oleh pilot bila kecepatan kapal terbang 36 km/jam.

    Diket :     fs = 680 Hz

            Vs = 0

            V = 340 m/s

            Vp = 36 km/jam

            Vp = = 10 m/s

    Ditanya :     fp = …?

    Jawab    fp =

            fp =

            fp = 350.2 Hz = 700 Hz

Faktor yang mempengaruhi kuat dan tinggi bunyi

  • Kuat lemahnya bunyi tergantung pada Amplitudo.
  • Berdasarkan frekuensi bunyi terbagi 2
  1. Nada : bunyi yang frekuensi teratur

Contoh : bunyi gitar ,seruling dll

  1. Desah : bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
  2. Contoh:bunyi dentuman meriam,air terjun.
  • Tinggi rendahnya bunyi tergantung pada frekuensi
  • Batas pendengaran telinga manusia 20 Hz à 20000 Hz à audiosonik

    f > 20 Hz à infrasonik

    contoh : penderagan ayam, lumba-lumba

    f > 20000 Hz à ultrasonik

    contoh :

    • Pendengaran anjing f = 50000 Hz
    • Pendengaran kelelawar = f = 100000 Hz
    • Sonar (Sound Navigation and Ranging) atau teknik pulsa gema
    • Kaca mata tunanetra
    • USG
  • Intensitas gelombang bunyi (I)

    Yaitu energi yang dipindahkan persatuan luas, persatuan waktu atau daya persatuan luas yang tegak lurus pada arah cepat rambat gelombang

  • I = =

    Perbandingan intensitas n buah sumber bunyi

    I total = I1 + I2 + I3 + … In

    Contoh soal :

    Intensitas bunyi di titik A yang berjarak 2 m dari sumber bunyi adalah I. Kemudian titik A digeser menjahui sumber bunyi sejauh 2 meter dari semula intensitas bunyi sekarang adalah …

    Diket :

    Ia = I

    ra = 2 ,

    r2 = 4 m

    Tanya I2= …?

    Kawab :

    I1 : I2 = r22 : r12

    I : I2 = 42 : 22

    I2 = = = 0,25 I

  • Taraf intensitas bunyi (TI) à intensitas relatif

    Batas intensitas bunyi

    I0 = 10-12 w/m2     I = w/m2

    I = ambang pendengaran         I = ambang perasaan

    T.I = 10 log             I = Intensitas bunyi (w/m2)

    I0 = Intensitas standar (w/m2)

                    TI = Taraf intensitas bunyi

Apabila terdapat n buah sumber bunyi identik (TI2)

TI2 = TI1 + 10 log n

Jika TI1 adalah taraf intensitas pada jarak r1 dan sumber bunyi maka taraf intensitas pada jarak r2 dari sumber bunyi dapat dihitung :

TI2 = TI1 + log atau TI2 = TI1 + 20 log

Contoh :

Seekor tawon yang mendengung pada jarak 1 m memiliki taraf intensitas 10 dB. Jika ada 100 ekor tawon mendengung pada jarak x maka taraf intensitasnya 10 dB. Tentukanlah jarak x …?

Diket     TI = 10 dB    TI2 = 10 dB

    r1 = 1 m

    n = 100

Ditanya : r2 = x …?

Jawab :

TI2 = TI1 + + 10 log A

TI2 = 10 + 10 log 100

TI2 = 10 + 20

TI2 = 30

TI2 = TI1 + 20 log

30 = 10 + 20 log

30 = 20 log

log 10 = log

r2 =

r2 = 0,1

Contoh soal

Taraf intensitas bunyi pada jarak 10 m dari suatu sumber bunyi adlah 50 dB, berapakah taraf intensitasnya pada jarak 100 m?

TI2 = TI1 + 20 log

TI2 = 50 + 20 log

TI2 = 50 + 20 log

TI2 = 50 – 20 = 30 dB

  • Energi bunyi (E)

    E = ½ l A2

    E = ½ m w2. A2         k = m. w2

    E = ½ m 4p2 . ff. A2

    E = Energi Glb (J)

    k = bilangan Glb (N/s)

    w = frekuensi sudut

    A = Amplitudo

    F = frekuensi

  • Layangan Bunyi

    Pada saat dua buah gelombang bunyi yang memiliki amplitudo sama dan merambat dalam arah yang sama, tapi frekuensi yang berbeda sedikit, maka bunyi akan terdengar keras dan lemah secara bergantian.

    f2 = f tinggi – f rendah

    Contoh soal :

    X berdiri disamping sumber bunyi yang memiliki frekuensi 696 Hz. Sebuah sumber bunyi lain dengan frekuensi 696 Hz mendekati X dengan kecepatan 4 m/s. bila kecepatan bunyi merambat di udara 340 m/s. berapa frekuensi layangan yang didengar X?

    Diket :

    Fp1 = 696 Hz

    Fs    = 696 Hz

    V2    = 4 m/s

    V    = 340 m/s

    Vp = 0

    Ditanya : f2 = ..?

    Jawab : fp2 =

            =

    fp2 = = = 704,3

    f2 = fp2 – f2 = 704,3 Hz – 696 Hz
    = 8,3 Hz

  • SUMBER BUNYI

    Misal : Gitar, suling, broka, trompet dll

  1. SENAR (Dawai) à gel stasioner ujung terikat.          Nada yang dihasilkan dapat diubah-ubah dengan cara menekan senarnya pada posisi tertentu.

    Satu senar dapat menghasilkan berbagai frekuensi resonasi dengan pola gelombang.

Cepat rabat pada dawai :

F = w = m.g    

V =         V =

V =         l = ½ l

l = 2 l

Nada dasar (Harmonik I) à     l = ½ l

f0 =

Nada atas I (Harmonik II) à f1        l = l

f1 =

Nada atas II (Harmonik III) à f2        l = l

f2 =

f0 : f1 : f2
= 1 : 2 : 3    Hukum Marsenne

n = 0, 1, 2, 3, 4, …

∑P = n + 1        ∑s = n + 2        ∑s = ∑P + 1

l = (n + 1) ½ lo

fn = (n + 1 ) f0 =

Contoh soal :

Seutas senar yang panjangnya 2 m dan massa 1 gr digantungi beban 1 kg pada salah satu ujungnya yang dilewatkan melalui sebuah katrol. Hitung :

  • Cepat rambat gelombang
  • Frekuensi nada atas I

Diket :     l = 2 m

        ms = 1 gr = 10-3 kg

        mb = 1 kg

Ditanya :

  1. V = …?
  2. f1 = …?

Jawab :

  1. V =

V =

  1. f1 =

f1 =50

  1. Pipa Organa (Kolom Udara)

    Contoh: seruling (trompet)

    f=

    1. Pipa organa terbuka

    Nada Dasar (fo)

    f0 =          l = ½ l    l = 2 l

    Nada Dasar I (f1)

    F1 =          l = l        l = l

    Nada Dasar II (f2)

    F2 =          l = l        l = l

    f0 : f1 : f2 = 1 : 2 : 3        hukum Bernaulli I

    ∑s = n + 1    ∑p = n + 2        ∑p = ∑s + 1    n = 0, 1, 2, 3 …

    l = (n + 1 ) ½ l0        fn = (n + 1) f0 =(n + 1 )

    1. Pipa organa Tertutup

      Nada dasar (f0)

      f0 =         l = ¼ l        l = 4 l

      Nada atas I (f1)

      F1 = 4        l = 3/4 l        l = 4/3 l

      Nada atas II (f2)

      F1 = 5        l = 5/4 l        l = 4/5 l

    f0 : f1 : f2 = 1 : 3 : 5        hukum Bernaulli II

    ∑s = ∑p = n + 1    n = 0, 1, 2, 3 …

    l = (2n + 1 ) ¼ l0        fn = (2n + 1) f0     f0 = (2n + 1 )

  2. Resonansi

    Adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat benda lain yang bergertar. Kedua frekuensi sama atau frekuensi benda yang satu merupakan kelipatan frekuensi benda lain. Resume ini untuk menentukan cepat rambat bunyi diudara.

    Hubungan panjang kolom udara (l) terhadap panjang gelombang (l)

    n = 1        ln = (2n + 1) ¼ l0     n
    = 0, 1, 2, 3, …

    V =
    à V = 4 l0 . f0

    Contoh soal

    Sebuah pipa organa tertutup mempunyai panjang gelombang 25 cm, jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, hitung :

    1. Frekuensi nada dasar pipa
    2. Frekuensi nada atas 2

    Diket :    l = 25 cm = 25.10-2 m

        V = 340 m/s

    Ditanya :     a) fo = …?

            b) f2 = ..?

    Jawab :

    1. f0 =

      f0 = 340 Hz

    2. f2 = 5. f0 = 5.340 Hz

      = 1700 Hz

  3. Sifat-sifat gelombang bunyi
  4. Pemantulan

    Jika gelombang bunyi mengenai suatu bidang perintang, sebagian bunyi diserap oleh bidang itu dan sebagian lagi dipantulkan bergantung pada keras atau lunak bidang makin keras bidang pantul maka makin banyak gelombang yang dipantulkan: pemantulan ini mengakibatkan gaung.

    Gaung : adalah bunyi pantul bersama dengan bunyi asli sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas.

    Manfaat : untuk mengukur kedalaman laut dengan cara mengukur kecepatan pantul dari bunyi yang sampai kedasar laut.

  5. Pembiasan (pembelokan) karena adanya perobahan medium rambat gelombang bunyi. sewaktu terdengar petir diwaktu malam lebih keras dibandingkan diwaktu siang karena diwaktu malam indek bias medium atas lebih renggang dari pada lapisan bawah.
  6. Interferensi gelombang, terjadi ketika dua sumber gelombang bunyi koheren bertemu.

    Dua speaker dihubungkan dengan generator audio kita, berjalan sejajar dengan garis penghubung speaker maka terdengar penguatan dan pelemahan bunyi pada kedudukan tertentu.

    Bunyi keras (interferesi konstruktif)

    Bunyi lemah (interferesi deskriptif)

  7. Difrasi : pada waktu anda belajar dikelas, anda dapat mendengar guru yang sedang mengajar dikelas sebelah à gelombang tersebut dilenturkan ketika melewati celah.
About these ads

Berikan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s