Makalah Responsi Fisika KomputasiPENCARIAN NILAI FREKUENSI BUNYI YANG BERASAL DARI SUMBER BUNYI DAN DIDENGAR OLEH PENDENGAR MENGGUNAKAN MATLAB

Disusun Oleh :Rafi Bagaskara A. U. (H1E013037)

LABORATORIUM FISIKA KOMPUTASIJURUSAN FISIKAFAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAMUNIVERSITAS JENDERAL SOEDIRMANPURWOKERTO2014

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat ALLAH SWT. Yang atas rahmat-Nya maka saya dapat menyusun dan menyelesaikan makalah untuk responsi Mata Kuliah Fisika Komputasi yang berjudul Pencarian Nilai Frekuensi Bunyi yang Berasal dari Sumber Bunyi dan Didengar oleh Pendengar Menggunakan Matlab .Penulisan makalah merupakan salah satu tugas dan persyaratan untuk menyelesaikan tugas dan juga sebagai persyaratan untuk dapat melaksanakan responsi praktikum mata kuliah Fisika Komputasi di Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.Penulis berharap makalah ini dapat mrmberikan manfaat dan juga sumber informasi bagi orang yang membutuhkannya. Penulis juga sadar bahwa makalah ini jauh dari kata sempurna, oleh karena itu kritik dan saran saya harapkan untuk membangun makalah ini menjadi lebih baik.Akhir kata, saya berterima kasih kepada semua pihak yang telah membatu dalam proses pembuatan makalah ini.

Purwokerto,7 Desember 2014

PENULIS

DAFTAR ISI

KATA PENGANTARiDAFTAR ISIiiDAFTAR GAMBAR1BAB 1 PENDAHULUAN21.1Teori Dasar21.1.1Bunyi21.1.2Efek Doppler21.1.3MATLAB (Matrix Laboratory)31.2Rumusan Masalah41.3Tujuan Penulisan4BAB 2 METODE52.1Metode Pengerjaan52.2Pseudo Code52.3Flowchart6BAB 3 HASIL DAN PEMBAHASAN73.1Efek Doppler73.2Hasil Program7BAB 4 KESIMPULAN10DAFTAR PUSTAKA11LAMPIRAN12

i

DAFTAR GAMBARGambar 3.18Gambar 3.28

iii

BAB 1PENDAHULUAN

Teori DasarBunyiBunyi termasuk salah satu jenis gelombang yang dapat dirasakan oleh indera pendengaran (telinga). Dalam fisika, Pengertian bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari benda yang bergetar. Benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan molekul-molekul udara yang ada disekitarnya. Dengan demikian, syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang bergetar. Perambatan bunyi memerlukan medium. Kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi. Ada beberapa syarat yang harus dipenuhi agar bunyi dapat terdengar. Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi ayang pertama adalah adanya benda yang bergetar (sumber bunyi). Setelah itu sumber bunyi memerlukan sebuah medium untuk merambat. Dan terakhir, tentunya adalah penerima sumber bunyi tersebut yang masih berada di dalam jangkauan sumber bunyi.

Efek Doppler

Ketika sebuah sumber bunyi bergerak mendekati pengamat, ketinggian nada lebih tinggi daripada ketika sumber tersebut berada dalam keadaan diam, dan ketika sumber menjauh dari pengamat, ketinggian nada lebih rendah. Fenomena ini dikenal sebagai efek Doppler dan terjadi untuk semua jenis gelombang. Efek ini ditemukan oleh seorang ahli fisika Austria,Christian Dopplerpada tahun 1842. Untuk menghormati penemuan tersebut maka efek ini disebutEfek Doppler. Sebagai contoh, sirene truk pemadam kebakaran dalam keadaan diam, yang memancarkan frekuensi tertentu ke semua arah. Kecepatan gelombang hanya bergantung pada medium dimana ia merambat, dan tidak bergantung dari kecepatan sumber atau pengamat. Jika sumber (truk pemadam kebakaran) bergerak, sirene memancarkan bunyi dengan frekuensi yang sama seperti pada waktu diam. Untuk menghitung perubahan frekuensi, kita anggap udara (atau medium lainnya) berada dalam keadaan diam pada kerangka acuan kita.

dengan :

= frekuensi yang terdengar oleh pendengar (Hz)= frekuensi sumber bunyi (Hz) = kecepatan bunyi di udara (m/s) = kecepatan pengamat (m/s) = kecepatan sumber (m/s)

Tanda aritmatika (+) pada bagian atas digunakan untuk sumber bergerak mendekati pengamat dan tanda pada bagian bawah (-) digunakan untuk ketika keduanya (antara pengamat dan sumber) saling menjauhi. Jika bunyi dengan frekuensi fs dipancarkan dari sumber bunyi yang bergerak lurus dengan kecapatan vs dan pendengar diam maka dapat ditunjukkan bahwa nilai rasio frekuensi yang diterima ketika sumber mendekati pendengar terhadap frekuensi yang diterima ketika sumber menjauhi pendengar memenuhi persamaan.

MATLAB (Matrix Laboratory)MATLAB (Matrix Laboratory) adalah sebuah program untuk analisis dan komputasi numerik dan merupakan suatu bahasa pemrograman matematika lanjutan yang dibentuk dengan dasar pemikiran menggunkan sifat dan bentuk matriks. Pada awalnya, program ini merupakan interface untuk koleksi rutin-rutin numerik dari proyek LINPACK dan EISPACK, dan dikembangkan menggunkan bahasa FORTRAN namun sekarang merupakan produk komersial dari perusahaan Mathworks, Inc.yang dalam perkembangan selanjutnya dikembangkan menggunakan bahasa C++ dan assembler (utamanya untuk fungsi-fungsi dasar MATLAB). MATLAB telah berkembang menjadi sebuah environment pemrograman yang canggih yang berisi fungsi-fungsi built-in untuk melakukan tugas pengolahan sinyal, aljabar linier, dan kalkulasi matematis lainnya. MATLAB juga berisi toolbox yang berisi fungsifungsi tambahan untuk aplikasi khusus . MATLAB bersifat extensible, dalam arti bahwa seorang pengguna dapat menulis fungsi baru untuk ditambahkan pada library ketika fungsi-fungsi built-in yang tersedia tidak dapat melakukan tugas tertentu. Kemampuan pemrograman yang dibutuhkan tidak terlalu sulit bila Anda telah memiliki pengalaman dalam pemrograman bahasa lain seperti C, PASCAL atau FORTRAN.Pada studi kasus Efek Doppler mempunyai besaran turunan frekuensi (sumber) yang pada yang akan ditentukan nilainya. Untuk itu, kita dapat menentukan besarnya frekuensi yang didengar oleh pendengar yang berasal dari sumberbunyi dengan menggunakan MATLAB.

Rumusan MasalahBagaimana cara menentukan frekuensi sumber dalam studi kasus Efek Doppler ?Bagaimana MATLAB dapat menyelesaikan studi kasus Efek Doppler ?

Tujuan Penulisan

1. Dapat menentukan frekuensi pendengar dalam studi kasus Efek Doppler menggunakan MATLAB.

BAB 2METODE

1. 0. Metode PengerjaanUntuk menyelesaikan studi kasus mengenai Efek Doppler, penulis menggunakan beberapa fungsi dalam MATLAB. Berikut adalah fungsi yang digunakan penulis :1. Teknik Pembuatan GUI (Graphical user interface).2. Fungsi if dan switch.Pseudo Code1. Memasukan nilai .1. Menentukan keadaan sumber bunyi. Jika sumber bunyi diam, maka nilai bernilai 0, jika sumber bunyi bergerak mendekati pendengar, maka nilai bernilai negatif (-) dan jika sumber bunyi menjauhi pendengar, maka nilai bernilai positif (+) .1. Menentukan keadaan pendengar. Jika sumber bunyi diam, maka nilai bernilai 0, jika pendengar bergerak mendekati sumber bunyi, maka nilai bernilai positif (+) dan jika pendengar menjauhi sumber bunyi, maka nilai bernilai negatif (-) .1. Menghitung nilai (frekuensi pendengar)

FlowchartMulai

Memasukan nilai

BAB 3HASIL DAN PEMBAHASAN

1. Efek DopplerEfek Doppler adalah efek di mana seorang pengamat merasakan perubahan frekuensi dari suara yang didengarnya manakala ia bergerak relatif terhadap sumber suara. Efek Doppler yang dirasakan oleh seorang pengamat adalah tatkala ia merasakan frekuensi bunyi yang lebih tinggi dari frekuensi sumber bunyi itu sendiri manakala ia dan/atau sumber bunyi bergerak relatif saling mendekati, dan merasakan frekuensi bunyi yang lebih rendah manakala ia dan/atau sumber bunyi bergerak relatif saling menjauhi. Untuk menentukan frekuensi pendengar dalam studi kasus Efek Doppler, dapat digunakan persamaan :

dengan :

= frekuensi yang terdengar oleh pendengar (Hz)= frekuensi sumber bunyi (Hz) = kecepatan bunyi di udara (m/s) = kecepatan pengamat (m/s) = kecepatan sumber (m/s)

Hasil ProgramSetelah menyusun script MATLAB untuk membuat program Pencarian Nilai Frekuensi Bunyi yang Berasal dari Sumber Bunyi dan Didengar oleh Pendengar Menggunakan Matlab lalu program ini diujicobakan, didapatkan hasil sebagai berikut : Gambar 3.1 Tampilan program

Gambar 3.2 Uji coba program

Dari kedua gambar di atas, terlihat jika program ini berjalan sesuai persamaan yang ada. Jika dihitung menggunakan metode manual adalah sebagai berikut :

Diketahui :1. Frekuensi sumber= 50 Hz2. Kecepatan udara= 340 m/s3. Kecepatan sumber= 80 m/s4. Kecepatan pendengar= 20 m/s5. Keadaan sumber dan pendengar saling bergerak mendekati satu sama lain

Ditanyakan : Frekuensi SumberJawab :

Hz

Dapat terlihat dari perhitungan manual, bahwa hasil yang ada di program sama seperti perhitungan manual. Ini membuktikan program berjalan dengan baik sesusai persamaan Efek Doppler.

BAB 4KESIMPULAN

Dari studi kasus Efek Doppler dengan penyelesaian menggunakan MATLAB, dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :1. Untuk menentukan nilai frekuensi pendengar (), dapat menggunakan persamaan :

2. Untuk membuat sebuah program Pencarian Nilai Frekuensi Bunyi yang Berasal dari Sumber Bunyi dan Didengar oleh Pendengar Menggunakan Matlab maka harus terlebih dahulu mencari studi kasus lalu diterjemahkan ke dalam pemograman MATLAB dengan coding yang telah dilampirkan.

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

1. Listing Program

11