Gelombang Bunyi
Daftar Isi Artikel
Pernahkah Anda memetik gitar? Apakah yang Anda rasakan? Apakah Anda merasakan perbedaan nada dari keenam nada tersebut? Coba bagaimanakah Anda dapat menjelaskan perbedaan ini? Apakah Anda masih ingat ketika Anda mempelajari pembahasan mengenai gerak gelombang. Gelombang adalah getaran yang merambat.
Dalam pembahasan bab ini, Anda akan mempelajari bunyi sebagai gelombang. Bunyi yang Anda dengar sangat beragam, baik bunyi yang enak didengar maupun bunyi yang bising. Perlu Anda ketahui bahwa bunyi adalah gelombang longitudinal yang memerlukan medium dalam perambatannya
Kecepatan Perambatan
Gelombang Bunyi Apakah Anda masih ingat, bagaimanakah gelombang bunyi merambat? Gelombang bunyi merambat melalui medium seperti gas, cair, ataupun padat. Tanpa adanya medium,Anda tidak dapat mendengar bunyi yang ditimbulkan oleh benda yang sedang bergerak.
Biasanya Anda mendengar bunyi atau suara yang merambat di udara. Bagaimanakah bunyi atau suara ketika merambat di dalam air? Coba Anda praktikkan di sebuah kolam renang dekat rumah atau sekolah Anda. Jika Anda sedang menyelam dalam sebuah kolam, kemudian teman Anda berteriak dari pinggir kolam, tentu saja Anda dapat mendengar teriakan teman Anda tersebut.
Demikian juga ketika teman Anda tersebut sedang menyelam dan memukul dua buah batu yang ada di tangannya, tentunya Anda dapat mendengarkan dengan jelas gelombang bunyi yang ditimbulkan oleh pukulan batu tersebut.
-
Kecepatan Perambatan Bunyi di Udara
Anda telah mengertahui, gelombang bunyi memerlukan zat perantara seperti udara. Untuk mengetahui kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara, Anda dapat melakukan kegiatan berikut ini.
Menentukan kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara.
Coba Anda sediakan dua buah pipa, sebuah selang plastik elastis, air secukupnya, dan sebuah garputala yang telah diketahui frekuensinya serta sebuah mistar. Kemudian, coba Anda susun peralatan percobaan tersebut seperti yang terlihat dalam gambar berikut.
Coba kamu hubungkan pipa A dan pipa B dengan sebuah selang plastik yang telah disiapkan. Kemudian, coba tuangkan air ke dalam pipa A sehingga air akan mengisi sebagian besar pipapipa tersebut. Ternyata, sebagian pipa ada yang kosong. Bagian pipa B yang kosong disebut sebagai panjang kolom udara.
Untuk mengubah poanjang kolom udara tersebut caranya adalah dengan menggeser, menaikkan, atau menurunkan posisi pipa A. Jika pipa A dinaikkan, panjang kolom udara pada pipa B akan berkurang karena sebagian air mengalir ke pipa B. Akan tetapi, apabila pipa A diturunkan, panjang kolom udara pada pipa B akan bertambah.
Contoh Soal gelombang bunyi
Dari percobaan dengan menggunakan tabung resonantor maka diperoleh bunyi kuat pertama, kedua, dan ketiga dengan panjang gelombang kolom udaranya masing-masing 9 cm, 24,5 cm, dan 40 cm. Jika frekuensi garputala yang digunakan 2.050 Hz, tentukan
-
Kecepatan Perambatan Bunyi dalam Zat Cair, Zat Gas, dan Zat Padat
Coba kamu perhatikan gambar berikut. Dari gambar tersebut tampak pada saat torak ditekan,
tekanan akan diteruskan ke zat cair sehingga kan timbul rapatan. Jika torak ditarik di dalam tabung akan terbentuk regangan. Seterusnya, jika dilakukan penarikan dan penekanan secara periodic pada zat cair akan terbentuk rapatanrapatan dan regangan-regangan yang merambat ke kanan.
Getaran dari rapatan dan regangan ini merupakan proses perambatan gelombang longitudinal di dalam zat cair. Kecepatan perambatan gelombang bunyi dalam zat cair ini bergantung pada inetraksi antara molekul dan sifat inersia medium. Interaksi antara molekul-molekul zat cair dinyatakan dengan modulus bulk (B). Modulus Bulk (B) didefinisikan sebagai berikut.
Contoh Soal gelombang bunyi 1.13
Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam air. Jika diketahui modulus Bulk air 2,25 × 109 Nm-2 dan massa jenis air 103 kgm-3. Tentukan pula panjang gelombangnya, jika frekuensinya 4 kHz.
Contoh Soal sifat gelombang 1.14
Suatui gas ideal memiliki tekanan 7,4 × 105 Nm-2 dan rapat massanya 1,5 kgm-3. Jika dikatahui tetapan Laplace untuk gas tersebut adalah 1,4, tenatukan kecepatan perambatan gelombang bunyi dalam gas tersebut. Penyelesaian:
Untuk medium berupa zat padat, modulus Bulk (B) digantikan dengan modulus Young (E) sehingga kecepatan perambatan gelombang bunyi dalam sebuah batang akan memenuhi persamaan sebagai berikut.
E dalah modulus Young sebuah batang bersatuan Nm-2 dan p adalah massa jenis batang bersatuan kgm-3
Contoh Soal sifat gelombang 1.15
Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi dalam besi yang memiliki modulus Young 2 5 × 1011 Pa dan massa jenis 7,8 103 kgm-3. Jawab:
G12
Tinggi Nada, Kuat Bunyi, dan Warna Bunyi
Bunyi dihasilkan dari suatu benda yang bergetar. Semakin banyak jumlah getar yang dihasilkan dalam satu selang waktu tertentu maka akan dihasilkan bunyi yang semakin nyaring. Dengan perkataan lain, jika frekuensi yang dihasilkan oleh suatu getaran semakin besar maka diperoleh bunyi yang semakin nyaring.
Untuk memastikan hal tersebut, coba Anda lakukan kegiatan seperti tampak pada gambar di samping. Pada gambar tersebut, seorang anak tampak sedang menempelkan batang lidi di sebuah jeruji roda sepeda yang sedang berputar.
Jika roda tersebut diputar semakin cepat, apakah bunyi yang dihasilkan akan semakin nyaring? Ternyata pada putaran yang lambat, bunyi yang terdegar bernada rendah. Pada saat putaran roda sepeda dipercepat, bunyi yang terdengar bernada tinggi. Ini membuktikan bahwa tinggi nada bergantung pada frekuensi sumber bunyi. Jadi, dapat disimpulkan bahwa tinggi nada bergantung pada frekuensi sumber bunyi.
Telingan manusia normal dapat mendengar bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz. Di luar batas-batas frekuensi bunyi tersebut manusia tidak dapat mendengarnya. Frekuensi getaran di bawah 20 Hz disebut gelombang infrasonik.
infrasonik ini. Frekuensi gelombang bunyi yang melebihi batas pendengaran manusia, yaitu frekuensi di atas 20.000 Hz disebut gelombang ultarsonik.Telinga kelelawar, anjing, dan lumba-lumba mampu menangkap gelombang ultrasonik ini. Pada saat terbang di malam hari, kelelawar mampu mendeteksi jika ada penghalang di depannya dengan menangkap pantulan gelombang ultrasonik yang dipancarkannya
Sumber bunyi pun dapat kita peroleh dari sebuah generator audio, yaitu suatu generator yang dapat menghasilkan gelombang bunyi. Generator audio dapat menghasilkan bermacam-macam frekuensi dan amplitudo gelombang bunyi.
Jika frekuensi dibuat tetap, sedangkan amplitudonya diperbesar maka akan diperoleh gelombang bunyi yang lebih kuat. Untuk mengetahui bentuk pulsa gelombang bunyi pda frekuensi tetap dengan amplitudo berbeda maka dapat diperoleh hasil rekaman gelombang dari sebuah generator audio seperti yang terlihat pada gambar berikut.
Jika seseorang dekat dengan sumber bunyi maka orang tersebut akan mendengarkan bunyi yang kuat dibandingkan dengan orang yang berada jauh dari sumber bunyi. Akan tetapi, keduanya sedang mendengarkan bunyi dengan frekuensi yang sama.
Demikianlah artikel dari dosenmipa.com mengenai sifat gelombang bunyi, semoga artikel ini bermanfaat bagi anda semuanya.
