بِسْمِ اللّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيْمِ

Friday, January 9, 2015

BUNYI

 Gelombang Bunyi

seperti yang telah dikemukakan sebelumnya, bunyi merupakan bentuk dari gelombang tranversal (arah rambatan sejajar dengan arah getarannya). kuat lemah bunyi dipengaruhi Amplitudo dan tinggi rendah bunyi dipengaruhi oleh frekuensi

Nada adalah bunyi yang teratur
Desah adalah bunyi yang tidak teratur
Timbre adalah warna bunyi

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya benda lain yang berfrekuensi sama dengan sebuah benda yang bergetar. contoh pantulan bunyi dalam kotak udara gitar mempunyai frekuensi yang sama....maka terjadi resonansi dan bunyi gitar menjadi lebih nyaring dari bunyi aslinya (petikan senar saja).
contoh lain resonansi :

ketika sebuah bandul digoyang maka bandul lain yang tidak digoyang namun memiliki panjang yang sama akan secara alami ikut bergoyang...hal ini karena bandul yang mempunyai panjang tali yang sama juga mempunyai frekuensi yang sama juga....sehingga terjadi resonansi




Hukum Marsenne
Marsenne menyelidiki hubungan frekuensi yang dihasilkan oleh senar yang bergetar dengan panjang senar, penampang senar, tegangan, dan jenis senar. Faktor-faktor yang memengaruhi frekuensi nada alamiah sebuah senar atau dawai menurut Marsenne adalah sebagai berikut :

1) Panjang senar, semakin panjang senar semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
2) Luas penampang, semakin besar luas penampang senar, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
3) Tegangan senar, semakin besar tegangan senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
4) Massa jenis senar, semakin kecil massa jenis senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
Pengelompokan bunyi berdasarkan frekuensinya :

1. Bunyi Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya < 20 Hz. bunyi ini tidak dapat didengarkan oleh manusia namun dapat didengarkan oleh laba-laba, jangkrik dan lumba-lumba.

2. Bunyi audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya diantara  20 Hz - 20.000 Hz. bunyi jenis inilah yang dapat didengarkan oleh manusia.

3. Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya  > 20.000 Hz. bunyi jenis ini juga tidak dapat di dengarkan manusia. hewan yang mampu mengarkan bunyi jenis ini adalan lumba2, jangkrik, anjing....dll

Pemantulan Bunyi

Jenis pemantulan bumi ada 2 yakni :
1. Gaung, adalah bunyi pantul yang sebagian terdengar bersamaan dengan bunti aslinya. Hal ini menyebabkan bunyi asli terdengar kurang jelas.

Contoh
Bunyi asli           : mer - de - ka
Bunyi pantul     :          mer - de - ka

mperistiwa seperti ini dapat terjadi dalam sebuah gedung yang tidak ada peredam suaranya. untuk mengurangi atau menghilangkan gaung diperlukan bahan peredam suara seperti : gabus, kapas, wool, kardus dll.

2. Gema, adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai. hal ini terjadi karena dinding pantulnya mempunyai jarak yang jauh. misalnya pada suatu lembah atau gunung.
Contoh
Bunyi asli           : mer - de - ka
Bunyi pantul     :                             mer - de - ka

Perhitungan Jarak Sumber Bunyi dengan Bidang Pantul

karena lintasan bunyi pantul merupakan gerak bolak balik maka jarak sumber dengan bidang pantul sama dengan separuhnya

s = jarak tempuh gelombang bunyi (m)
v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)
t = waktu tempuh gelombang bunyi (t)


 Contoh :
Diketahui cepat rambat gelombang bunyi di udara adalah 340 m/s. Sebuah kapal memancarkan bunyi sonar ke dasar laut. Jika 4 sekon kemudian orang di dalam kapal dapat mendengarkan bunyi pantulannya. Hitung kedalaman laut tersebut...?

t   = 4 s
v  = 340 m/s
s  = (v x t) / 2 = (340 x 4) / 2 = 680 m

Pemantulan Gelombang Bunyi


Pemantulan Gelombang Bunyi – Di sini kita akan melihat dan mempelajari Pemantulan Gelombang Bunyi, sebagai lanjutan dari materi sebelumnya tentangResonansi dan Nada. Permukaan-permukaan keras seperti dinding, lereng gunung akan memantulkan gelombang-gelombang bunyi. Inilah yang menyebabkan kenapa sehingga kita sering mendengar sebuah bunyi yang dipantulkan, setelah bunyi asli mengenai sebuah dinding pemantul. Kita dapat merumuskan sebuah hukum tentang pemantulan bunyi:
  • Bunyi datang, garis normal, dan bunyi pantul terletak pada satu bidang
  • Sudut datang sama dengan sudut pantul
Hukum ini hampir sama dengan hukum pemantulan cahaya, lebih disebabkan karena memang keduanya merupakan fenomena gelombang.
Pemantulan Gelombang Bunyi

Menetukan Cepat Rambat Bunyi Di Udara

Cepat rambat bunyi di udara dapat ditentukan dengan menggunakan rumus:
v = s / t
dengan v = kecepatan rambat bunyi, s = jarak sumber bunyi dengan pengamat, dan t = waktu tempuh gelombang bunyi untuk sampai ke pengamat.
Misalnya, jarak total yang ditempuh gelombang bunyi ketika merambat ke dinding pemantul dalam waktu 1,2 detik adalah 171 meter, kemudian setelah memantul kembali ke tempat asal dengan menempuh kembali jarak 171 meter. Dengan demikian jarak total yang ditempuh adalah 342 meter. Maka dengan menggunakan rumus diatas, cepat rambat bunyi tersebut adalah:
v = s / t = 342 /1,2 = 285 m/s

Menentukan kedalaman laut

Penggunaan lain dari gelombang bunyi ini diantaranya adalah dapat digunakan untuk menentukan kedalaman lautan atau sungai bahkan dapat juga digunakan untuk menentukan lokasi dari kawanan ikan dilautan. Cara ini jelas lebih mudah daripada kita harus menyelam ke dasar lautan untuk mengukur kedalamannya. Cara ini dilakukan dengan memancarkan gelombang ultrasonik ke dasar laut dan bunyi pantul diterima oleh reciever (penerima) yang terpasang di kapal. Jika bunyi pantul memerlukan selang waktu lama untuk kembali ke kapal maka ini menunjukkan bahwa lautnya cukup dalam. Jika bunyi pantul kembali ke tempat semula dalam selang waktu cukup singkat maka dapat dipastikan lautan itu adalah lautan dangkal.
Menentukan kedalaman laut
Misalnya, sebuah kapal hendak mengukur kedalaman dari lautan yang diarunginya. Gelombang bunyi dpancarkan dari kapal tersebut, dan diterima kembali dalam waktu 2 detik. Seperti yang telah diketahui bahwa, gelombang bunyi mempunyai kecepatan rambat sebesar 1.500 m/s, maka dari informasi ini kita dapat menentukan kedalaman lautan dengan cara:
Jarak yang ditempuh gelombang bunyi = kecepatan x waktu = 1.500 m/s x 2 s = 3000 meter
gelombang bunyi menempuh jarak ke bawah menuju dasar laut dan kembali lagi ke kapal, jadi:
Kedalaman laut = jarak tempuh gelombang bunyi / 2 = 3000 meter / 2 = 1500 meter


Mudah bukan? terlihat bahwa, kedalaman lautan yang diukur oleh kapal yakni 1500 meter.

Soal No. 1
Gelombang bunyi dari suatu sumber memiliki cepat rambat 340 m/s. Jika frekuensi gelombang bunyi adalah 500 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

Pembahasan
Data soal:
ν = 340 m/s
f = 500 Hz
λ = ...........

Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang:
λ = ν / f
λ = 340 / 500
λ = 0,68 m

Soal No. 2
Seorang anak mendengar bunyi yang memiliki panjang gelombang sebesar 5 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan:
a) frekuensi sumber bunyi
b) periode sumber bunyi

Pembahasan
Data soal:
ν = 340 m/s
λ = 5 m
f = .......... Hz
T =.....s

Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang:
f = ν / λ T = 1 / f
a) frekuensi sumber bunyi
f = 340 / 5
f = 68 Hz

b) periode sumber bunyi
T = 1/f = 1/68 sekon = 0,0147 s

Soal No. 3
Sebuah kapal mengukur kedalaman suatu perairan laut dengan menggunakan perangkat suara. Bunyi ditembakkan ke dasar perairan dan 5 detik kemudian bunyi pantul tiba kembali di kapal. Jika cepat rambat bunyi di dalam air adalah 1500 m/s, tentukan kedalaman perairan tersebut!

Pembahasan
Menentukan jarak dua tempat (kedalaman) dengan pantulan bunyi:
S = (ν x t) / 2
S = (1500 x 5) / 2
S = 3750 meter


Soal No. 4
Saat cuaca mendung seorang anak mendengar bunyi guntur 1,5 detik setelah terlihat kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 320 m/s, tentukan jarak sumber petir dari anak tersebut!

Pembahasan
Menentukan jarak dua tempat tanpa pantulan bunyi:
S = ν x t
S = 320 x 1,5
S = 480 m

Soal No. 5
Gelombang bunyi dengan frekuensi 5 kHz merambat diudara yang bersuhu 30°C. Jika cepat rambat bunyi di udara pada suhu 0°C adalah 330 m/s, tentukan:
a) cepat rambat bunyi
b) panjang gelombang bunyi

Pembahasan
Perbedaan cepat rambat bunyi akibat perbedaan / perubahan suhu udara:
ν = ν0 + 0,6 t
ν = 330 + (0,6 x 30)
ν = 348 m/s

Soal No. 6
Bunyi dengan panjang gelombang 1,5 m memiliki kecepatan rambat sebesar 330 m/s. Dapatkah bunyi tersebut didengar oleh telinga manusia normal?

Pembahasan
Mencari frekuensi terlebih dahulu:
f = ν / λ
f = 330 / 1,5
f = 220 Hz
Bunyi dengan frekuensi antara 20 hingga 20000 Hz tergolong audiosonik , bisa didengar oleh manusia.
Selengkapnya :
infrasonik : frekuensi bunyi lebih kecil dari 20 Hz
ultrasonik : frekuensi bunyi lebih besar dari 20000 Hz

Soal No. 7
Resonansi pertama sebuah tabung kolom udara terjadi saat panjang tabung 15 cm. Tentukan:
a) panjang gelombang bunyi
b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua
c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga
d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempat
e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 340 m/s

Pembahasan
a) panjang gelombang bunyi
Resonansi pertama → L = (1/4) x λ
15 = (1/4) x λ
λ = 4 x 15
λ = 60 cm

b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua
Resonansi kedua → L = (3/4) x λ
L = (3/4) x 60 cm
L = 45 cm

c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga
Resonansi ketiga → L = (5/4) x λ
L = (5/4) x 60 cm
L = 75 cm

d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempat
Resonansi keempat → L = (7/4) x λ
L = (7/4) x 60 cm
L = 105 cm

e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 339 m/s
λ = 60 cm = 0,6 meter
ν = 339 m/s
f = .......Hz

f = ν / λ
f = 339 / 0,6
f = 565 Hz

Soal No. 8
Tentukan perbandingan frekuensi yang dimiliki oleh dawai A yang panjangnya 100 cm dan dawai B yang panjangnya 50 cm jika kedua dawai terbuat dari bahan yang sama

Pembahasan
fA / fB = LB / LA
fA / fB = 50 / 100
fA : fB = 1: 2

Soal No. 9
Senar I dan senar II memiliki panjang yang sama. Jika luas penampang senar I adalah tiga kali luas penampang senar II, tentukan :
a) perbandingan frekuensi senar I dan senar II, anggap senar memiliki tegangan yang sama
b) frekuensi senar II jika frekuensi senar I adalah 500 Hz

Pembahasan
a) f1 / f2 = A2 / A1
f1 / f2 = A2 / 3A2
f1 : f2 = 1: 3

b) f1 : f2 = 1: 3
f2 = 3 x f1
f2 = 3 x 500
f2 = 1500 Hz

Soal No. 10
Pernyataan-pernyataan berikut ini berkaitan dengan bunyi , sifat-sifat bunyi dan pemanfaatan bunyi:
(1) Termasuk gelombang mekanik
(2) Termasuk gelombang elektromagnetik
(3) termasuk gelombang transversal
(4) Termasuk gelombang longitudinal
(5) Dapat dipantulkan
(6) Dapat dipolarisasikan
(7) Dapat dibiaskan
(8) Dapat merambat di ruang hampa udara
(9) Dapat merambat pada zat padat
(10) Kelajuan bunyi diudara lebih besar dari kelajuan bunyi di dalam air
(11) Digunakan dalam teknologi LASER
(12) Digunakan dalam teknologi SONAR
(13) Digunakan dalam teknologi RADAR
(14) Digunakan dalam teknologi USG
(15) Dapat digunakan untuk mendeteksi cacat pada material logam
(16) Dapat digunakan untuk mengukur jarak dua tempat atau kedalaman laut
(17) Semakin tinggi suhu udara, cepat rambat gelombang bunyi bertambah besar
(18) Resonansi terjadi jika cepat rambat gelombang dua sumber bunyi besarnya sama
(19) Kuat lemah bunyi dipengaruhi oleh amplitudo
(20) Tinggi rendah bunyi / nada dipengaruhi oleh frekuensi bunyi
(21) Lumba-lumba dapat mendengar bunyi yang frekuensinya lebih kecil dari 20 Hz / infrasonik
(22) Bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli dinamakan gema
(23) Gaung atau kerdam dapat memperjelas bunyi asli
(24) Semakin panjang suatu senar / dawai frekuensi bunyi yang dihasilkan semakin tinggi
(25) Semakin besar luas penampang senar / dawai frekuensi bunyi yang dihasilkan semakin besar
Manakah sajakah pernyataan yang benar?
Pembahasan
(1) Termasuk gelombang mekanik
Benar, bunyi merambat memerlukan medium, jadi termasuk gelombang mekanik.

(2) Termasuk gelombang elektromagnetik
Salah, gelombang elektromagnetik tidak perlu medium perambatan.

(3) termasuk gelombang transversal
Salah, gelombang transversal arah rambatnya tegak lurus arah getar, sementara gelombang bunyi arah rambat sejajar arah getar.

(4) Termasuk gelombang longitudinal
Benar, gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar arah getar, termasuk juga bunyi.

(5) Dapat dipantulkan
Benar.

(6) Dapat dipolarisasikan
Salah, yang bisa dipolarisasi itu gelombang transversal, sementara bunyi gelombang termasuknya longitudinal

(7) Dapat dibiaskan
Benar.

(8) Dapat merambat di ruang hampa udara
Salah, bunyi tidak dapat merambat di ruang hampa, karena tidak ada medium perambatan

(9) Dapat merambat pada zat padat
Benar, bunyi dapat merambat pada tali, pada besi dan lain-lain dari jenis zat padat.

(10) Kelajuan bunyi diudara lebih besar dari kelajuan bunyi di dalam air
Salah, kelajuan bunyi di udara lebih kecil dari kelajuan bunyi di dalam air. Dalam air sekitar 1400 m/s, di udara sekitar 340 m/s
(11) Digunakan dalam teknologi LASER
Salah.

(12) Digunakan dalam teknologi SONAR
Benar. SONAR = sound navigation and ranging

(13) Digunakan dalam teknologi RADAR
Salah, RADAR (radio detection and ranging) menggunakan GEM (gelombang elektromagnetik)

(14) Digunakan dalam teknologi USG
Benar, USG = ultrasonographi, diantaranya untuk memeriksa jenis kelamin bayi yang masih dalam kandungan.

Soal No. 11
Nada A berfrekuensi 330 Hz dan nada B berfrekuensi 264 Hz. Interval nadanya disebut ...
A. oktaf
B. kuint
C. kuarts
D. terts
(Dari Soal Ebtanas 1995)

Pembahasan
Data soal
fA = 330 Hz
fB = 264 Hz
fA : fB =.....

fA : fB = 330 : 264
fA : fB = 30 : 24 = 5 : 4

Perbandingan 5 : 4 disebut terts

Perbandingan-perbandingan lainnya sebagai berikut:
9 : 8 sekunde
5 : 4 terts
4 : 3 kuart
3 : 2 kuint
5 : 3 sext
15 : 8 septime
2 : 1 oktaf

Soal No. 12
Perbandingan frekuensi nada d dengan nada b adalah 27 : 45. Jika frekuensi nada d 297 Hz, maka frekuensi nada b adalah ...
A. 178,2 Hz
B. 495 Hz
C. 5346 Hz
D. 8065 Hz
(Soal Ebtanas 1996)

Pembahasan
Soal perbandingan nada



Soal No. 13
Pada percobaan tabung resonansi, tinggi kolom udara dalam tabung pada saat sumber bunyi beresonansi pertama 0,19 meter, jadi panjang gelombang sumber bunyi adalah...
A. 0,19 meter
B. 0,38 meter
C. 0,57 meter
D. 0,76 meter
(Soal Ebtanas 1997)

Pembahasan
Resonansi pertama kolom udara
l = 0,19 m
λ =.....



Soal No. 14
Kedalaman laut akan diukur dengan teknik pantulan ultrasonic. Getaran pulsa ultrasonic yang dipancarkan dari kapal, diterima kembali oleh penerima di kapal 4 detik kemudian. Cepat rambat bunyi dalam air laut 1400 ms–1. Kedalaman laut tersebut adalah
A. 350 m
B. 700 m
C. 2.800 m
D. 5.600 m
(Soal Ebtanas 1999)

Pembahasan
Mengukur kedalaman laut dengan bunyi pantul



sehingga



Soal No. 15
Tono berteriak dengan suara keras di hadapan tebing yang tinggi. Tiga detik kemudian terdengar gema yang merupakan bunyi pantul suaranya. Sekiranya cepat rambat bunyi di udara saat itu adalah 340 m/s, maka jarak tebing dari tempat Tono berteriak sekitar….meter.

No comments:

Post a Comment