makalah-gelombang BUNYI
-
Upload
malang-sumirang -
Category
Documents
-
view
3.627 -
download
112
Transcript of makalah-gelombang BUNYI
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Dalam kehidupan sehari-hari kita selau mendengarkan beranekaragam suara, mulai dari suara
musik, kicauan burung, klakson kendaraan bermotor, suara rel kereta api dan suara orang
yang sedang berbicara. Semua suara itu dapat kita dengar karena ada sumber suara/bunyi.
Bunyi merupakan salah satu bentuk energi yang ada di dunia ini. Ia dapat diciptakan dari
berbagai benda dan hampir setiap makhuk hidup dapat menciptakan suatu bunyi. Bunyi
memberikan manfaat yang sangat banyak bagi kita, contohnya kita dapat mengetahui apa
yang disampaikan guru di depan kelas. Selain itu dengan adanya bunyi, maka dunia tidak
akan sepi.
Gelombang adalah getaran yang merambat, baik melalui medium ataupun tidak melalui
medium. Perambatan gelombang ada yang memerlukan medium, seperti gelombang tali
melalui tali dan ada pula yang tidak memerlukan medium yang berarti bahwa gelombang
tersebut dapat merambat melalui vakum ( hampa udara ) , seperti gelombang listrik magnet
dapat merambat dalam vakum. Perambatan gelombang dalam medium tidak diikuti oleh
perambatan media, tapi partikel-partikel mediumnya akan bergetar. Perumusan matematika
suatu gelombang dapat diturunkan dengan peninjauan penjalaran suatu pulsa. Dilihat dari
ketentuan pengulangan bentuk, gelombang dibagi atas gelombang periodik dan gelombang
nonperiodik.
1
Berdasarkan sumber getarnya, tanpa disertai dengan medium perantaranya, gelombang dapat
diklasifikasikan dalam dua kategori, yaitu gelombang mekanik dan gelombang
elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah sesuatu yang dapat dibentuk dan dirambatkan
dalam zat perantara bahan elastis. Sebagai contoh khusus diantaranya adalah gelombang
bunyi dalam gas, dalam zat cair dan dalam zat padat. Gelombang Elektromagnetik
perambatan secara transversal antara medan listrik dan medan magnet ke segala arah.
Gelombang didefinisikan sebagai energi getaran yang merambat. Dalam kehidupan sehari-
hari banyak orang berfikir bahwa yang merambat dalam gelombang adalah getarannya atau
partikelnya, hal ini sedikit tidak benar karena yang merambat dalam gelombang adalah energi
yang dipunyai getaran tersebut. Dari sini timbul benarkan medium yang digunakan
gelombang tidak ikut merambat? padahal pada kenyataannya terjadi aliran air di laut yang
luas. Menurut aliran air dilaut itu tidak disebabkab oleh gelombang tetapi lebih disebabkan
oleh perbedaan suhu pada air laut. Tapi mungkin juga akan terjadi perpindahan partikel
medium, ketika gelombang melalui medium zat gas yang ikatan antar partikelnya sangat
lemah maka sangat dimungkinkan partikel udara tersebut berpindah posisi karena terkena
energi gelombang.
Walau perpindahan partikelnya tidak akan bisa jauh tetapi sudah bisa dikatakan bahwa
partikel medium ikut berpindah.
.
2
BAB II
PEMBAHASAN
A. Konsep Dasar Bunyi
1. Pengertian Bunyi
Bunyi adalah energi gelombang yang berasal dari sumber bunyi, yaitu benda yang
bergetar. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang dapat merambat
melalui medium. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal (gelombang yang
partikelnya bergerak sejajar dengan arah rambatannya).
Gelombang bunyi di hasilkan dari getaran-getaran partikel-partikel benda yang saling
beradu satu sama lain sehingga menghasilkan Energi. Energi dipindahkan dari sumber
dalam bentuk gelombang longitudinal dan kemudian dapat dideteksi oleh telinga atau
suatu alat
2. Komponen Bunyi
a. Sumber Bunyi
Sumber bunyi berupa benda-benda yang bergetar. Dilihat dari bahannya sumber bunyi
ada tiga macam yaitu :
1) Logam
2) Kulit
3) Udara
3
Selain perbedaan bahannya, sumber bunyi dapat dibedakan oleh bentuk dan
ukurannya. Bila bentuknya berbeda, maka berbeda pula bunyinya. Jadi sumber bunyi
akan berbeda oleh perbedaan bahan, bentuk dan ukurannya.
Sumber bunyi akan bergetar, bila terdapat tenaga atau energi yang menggetarkannya.
Tenaga ini bisa berupa :
1) Tenaga Manusia
2) Tenaga Listrik
3) Tenaga Angin
4) Tenaga Uap
5) Tenaga Air
6) dll.
Dari bermacam-macam tenaga tersebut ada beberapa kesamaan sifat, yaitu bahwa
tenaga itu :
1) Dapat diubah atau dikurangi
2) Dapat disimpan
3) Dapat dialihkan
4) Dapat digabungkan.
Contoh:
Jam weker, tenaganya dapat disimpan untuk berbunyi. Pemain biola tidak langsung
menyentuh sumber bunyinya
.
4
b. Pengantar
Udara adalah pengantar bunyi yang paling banyak kita gunakan. Namun sebenarnya
udara pengantar bunyi yang lamban, bukan berarti tidak baik. Kecepatan merambat
bagi udara sebagai pengantar bunyi hanyalah 345 meter per detik. Bandingkan dengan
kecepatan rambat bunyi pada zat pengantar lain :
Gabus……………………………….....500 meter per detik
Timah………………………………...1190 meter per detik
Air………………………………........1440 meter per detik
Besi………………………………......5120 meter per detik
Angka-angka tersebut memang dapat berubah oleh peruubahan suhu. Namun
perubahan ini kecil sekali sehingga praktis kurang begitu berarti.
c. Frekuensi
Tinggi-rendahnya bunyi ditentukan oleh cepat-lambatnya getaran dari sumber bunyi.
Biasanya dari banyaknya getaran per detik. Semakin banyak getaran per detiknya,
semakin tinggi bunyinya. Dan banyaknya getaran per detik ini disebut frekuensi.
Dirumuskan sebagai berikut:
f =I/T
Satuan frekuensi adalah kebalikan sekon (s-1) yang disebut hertz(Hz) ,Cepat
rambat bunyi adalah panjang gelombang kali frekuensi bunyi.
v = λ . f atau v = 𝜆/𝑇 Ket: v = kecepatan / cepat rambat
T = perioda (waktu getaran)
t = waktu
5
.Dalam penguluran frekuensi biasanya dihitung denga satuan Cps ( cyeles per second)
yang berarti getaran per detik. Disamping itu, khususnya dalam tehnik radio dipakai
pula satuan Hz (hertz) ini diambil dari nama Heinric Hertz (1857-1894) seorang ahli
pengetahuan alam bangsa Jerman. Maka : 440 Cps = 440 Hz = 440 getar per
detik.Secara umum daya dengar manusia antara 16 Hz sampai dengan 16.000
Hz. Usia merupakan salah satu pengaruh frekuensi tinggi-rendahnya daya dengar
manusia.
d. Kekuatan bunyi
Bunyi yang kuat berbeda dengan bunyi yang tinggi. Kekuatan bunyi ditentukan oleh :
1) Amplitudo, adalah lebar getar atau simpang getar yang dibuat oleh sumber bunyi.
Semakin lebar getaranya, semakin kuat pula bunyinya.
2) Resonansi, berarti ikut bergetar sejalan getaran bunyi. Biasanya dilakukan oleh
benda atau bagian terdekatnya. Dan sedikit banyak kejadian ini akan menambah
kekuatan getar sumber bunyi.
Contoh :
Gitar, walaupun sumber bunyinya pada senar, namun kekuatannya bunyinya lebih
berasal dari kotak kayunya. Sebab, udara di dalam kotak itulah pelaku resonansi,
yang justru lebih kuat daripada sumber bunyi. Sehingga kotak tersebut dinamakan
kotak resonator. Namun kotak resonatornya hanya berlaku pada gitar accostic.
Pada gitar elektrik resonansi dibuat oleh proses elektrik
3) Jarak dimaksukan bahwa kekutan bunyi juga ditentukan oleh jarak antara sumber
bunyi dengan alat pendengar atau penerima. Memakin dekat, akan semakin keras
bunyinya. Sebagaimana frekuensi, kekuatan bunyi juga dapat diiukur. Biasanya
digunakan satuan decibel yang disingkat db.
6
Angka petunjuk antara 0 db sampai kurang lebih 120 db. Sebagai bandingan;
bunyi biola selembut-lembutnya yang setara dengan siulan kita lebih kurang 20
db. Sedangkan bagian kuat dari pemain orkes besar kurang lebih hanya mencapai
95 db.
e. Timbre
Timbre adalah warna bunyi, berupa keseluruhan kesan pendengaran yang kita
peroleh dari sumber bunyi, setelah dipengaruhi resonansi dan zat pengantar.
B. Sifat-sifat Bunyi
Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu
dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi), dilenturkan
(difraksi) dan dapat diresonansikan.
Sifat-sifat dasar gelombang bunyi:
a. Gelombang bunyi memerlukan medium.
b. Gelombang bunyi mengalami pemantulan.
c. Gelombang bunyi mengalami pembiasan.
d. Gelombang bunyi mengalami pelenturan.
e. Gelombang bunyi mengalami perpaduan.
a. Gelombang bunyi memerlukan medium dalam perambatannya
Karena gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam perambatannya
bunyi memerlukan medium. Hal ini dapat dibuktikan saat dua orang astronout berada
jauh dari bumi dan keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara, astronout tersebut tidak
7
dapat bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat komunikasi seperti telepon.
Meskipun dua orang astronout tersebut berada dalam satu pesawat.
b. Gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi)
Salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan sehingga gelombang bunyi juga
dapat mengalami hal ini. Hukum pemantulan gelombang: sudut datang = sudut pantul
juga berlaku pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi
dalam ruang tertutup dapat menimbulkan gaung.
Yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli
terdengar tidak jelas. Untuk menghindari terjadinya gaung maka dalam bioskop,
studio radio dan televisi, dan gedung konser musik dindingnya dilapisi zat
peredam suara yang biasanya terbuat dari kain wol, kapas, gelas, karet, atau
besi.
c. Gelombang bunyi mengalami pembiasan (refraksi)
Salah satu sifat gelombang adalah mengalami pembiasan. Peristiwa pembiasan dalam
kehidupan sehari-hari misalnya pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras
daripada siang hari. Hal ini disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas
lebih dingin daripada dilapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu
dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara
atas lebih kecil daripada dilapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas
lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam
hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas
kelapisan udara bawah. Untuk lebih jelasnya hal ini dapat kalian lihat pada
gambar dibawah.
8
d. Gelombang bunyi mengalami pelenturan (difraksi)
Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang bunyi diudara
memiliki panjang gelombang dalam rentang sentimeter sampai beberapa meter. Seperti
yang kita ketahui, bahwa gelombang yang lebih panjang akan lebih mudah didifraksikan.
Peristiwa difraksi terjadi misalnya saat kita dapat mendengar suara mesin mobil
ditikungan jalan walaupun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang
oleh bangunan tinggi dipinggir tikungan.
e. Gelombang bunyi mengalami perpaduan (interferensi)
Gelombang bunyi mengalami gejala perpaduan gelombang atau interferensi, yang
dibedakan menjadi dua yaitu interferensi konstruktif atau penguatan bunyi dan
interferensi destruktif atau pelemahan bunyi. Misalnya waktu kita berada diantara dua
buah loud-speaker dengan frekuensi dan amplitudo yang sama atau hampir sama
maka kita akan mendengar bunyi yang keras dan lemah secara bergantian.
Penerapan dari sifat-sifat gelombang bunyi diantaranya:
a. Dua astronout tidak dapat bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat
komunikasi seperti telepon karena keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara.
b. Terjadinya gaung, yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli
sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas.
c. Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari.
d. Kita dapat mendengar bunyi ditikungan meskipun kita belum melihat mobil tersebut
karena terhalang tembok yang tinggi.
9
C. Pemanfaatan Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari
1) Aplikasi Ultrasonik.
Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bisa
didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz.
Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas.
Reflektivitas dari gelombang ultrasonik ini di permukaan cairan hampir sama
dengan permukaan padat, tapi pada tekstil dan busa, maka jenis gelombang ini akan
diserap. Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi
elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang
diinduksikan oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan
(efek piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang
disebut derau (noise), dimana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang-
gelombang periodik, tetapi banyaknya komponen adalah sangat besar. Kelebihan
gelombang ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersifat langsung dan mudah
difokuskan.
a. kacamata tunanetra, dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik
memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik. Perhatikan bentuk kaca
tuna netra pada gambar berikut.
10
b. mengukur kedalaman laut, untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui
cepat rambat bunyi (v) dan selang waktu (t), pengiriman dan penerimaan pulsa
adalah :
c. alat kedokteran, misalnya pada pemeriksaan USG (ultrasonografi). Sebagai
contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe di sekitar
kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di layar
monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan,
perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan dengan sinar X,
pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu maupun
janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak merusak
material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah pengujian tak
merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic
juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak)
dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak
yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. “Dengan cara ini, pasien
tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan
11
jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit kulit
kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.
2) Manfaat cepat rambat bunyi dalam kehidupan sehari-hari yaitu:
a. Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk
mengetahui siang dan malam.
b. Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena
kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.
3) Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.
a. Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang, beduk dan
lainnya.
4) Manfaat pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:
a. menentukan kedalaman laut
Pada dinding kapal bagian bawah dipasang sebuah sumber getaran (osilator). Di dekat
osilator dipasang alat penerima getaran (hidrofon). Jika waktu getaran (bunyi)
merambat (t) sekonuntuk menempuh jarak bolak-balik yaiu 2 L meter, maka cepat
rambat dapat dihitung sebagai berikut.
Di mana:
v = cepat rambat bunyi (m/s)
L = dalamnya laut (m)
t = waktu (t)
12
b. melakukan survei geofisika
mendeteksi, menentukan lokasi dan mengklasifikasikan gangguan di bumi atau untuk
menginformasikan struktur bumi, mendeteksi lapisan batuan yang mengandung
endapan minyak.
c. prinsip pemantulan ultrasonik dapat digunakan untuk mengukur ketebalan pelat
logam, pipa dan pembungkus logam yang mudah korosi (karat).
d. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning
ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada
bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan pesawat.
Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat di-scaning secara
ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan dapat
dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat
diperkenankan terbang.
2) Gelombang infrasonic
Infrasonik adalah suara dengan frekuensi terlalu rendah untuk dapat didengar oleh telinga
manusia. Infrasonik berada dalam rentang 17 Hertz sampai 0,001 Hertz. Rentang frekuensi ini
adalah sama dengan yang digunakan oleh seismometer untuk mendeteksi gempa bumi.
Gelombang infrasonik bercirikan dapat menjangkau jarak yang jauh dan dapat melewati
halangan tanpa kehilangan kekuatannya atau relatif kecil. Gelombang infrasonik pertama kali
yang diamati kemungkinan adalah ketika gunung Krakatau meletus menghasilkan gelombang
13
atau getaran yang mengelilingi bumi sedikitnya 7 kali dan tercatat di berbagai stasiun di
seluruh dunia.
Salah satu perintis penelitian infrasonik adalah ilmuwan Perancis Vladimir Gavreau (lahir di
Rusia dengan nama Vladimir Gavronsky). Ketertarikannya dalam infrasonik awalnya
bermula pada tahun 1960 ketika ia dan asistennya menderita sakit pada gendang telinga serta
peralatan laboratorium yang bergetar tetapi tidak ada suara yang ditangkap oleh
mikroponnya.Ia kemudian menyimpulkan bahwa itu disebabkan oleh infrasonik.
14
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan
Bunyi adalah energi gelombang yang berasal dari sumber bunyi, yaitu benda yang
bergetar. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal sehingga mempunyai
sifat-sifat dapat dipantulkan (reflection), dapat dibiaskan (refraction), dapat
dilenturkan (difraction), dan dapat dibiaskan (interferention). Komponen bunyi
berupa sumber bunyi, pengantar, frekuensi, kekuatan bunyi, dan timbre.
Bunyi dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Pemanfaatannya antara lain
dengan pemanfaatan ultrasonik (pemanfatan dalam dunia kesehatan). Bunyi dapat
dimanfaatkan dengan adanya cepat rambat bunyi, pemantulan bunyi dan resonansi.
Pemanfaatan dalam kehidupan sehari-hari diantaranya untuk menghitung kedalaman
laut, melakukan survei geofisika, dan mendeteksi retak-retak pada struktur logam.
Bunyi juga merupakan salah satu bentuk energi. Energi bunyi didapat dari perubahan
beberapa energi seperti listrik dan kimia. Di dalam pengubahannya tentu saja
menggunakan alat. Misalnya membuat bel untuk mengubah energi listrik menjadi
energi suara. Bel dapat dibuat dengan menggunakan beberapa komponen dan
langkah-langkah yang sistematis.
15
DAFTAR PUSTAKA
Boas, Mary L., 1983, Mathematical Methods in The Physical Sciences, John Wiley &
Sons, Toronto.
Hani, Ahmadi R.,2010,Teori Dan Aplikasi Fisika Kesehatan. Yogyakarta:Nuha Medika
Fishbane, Paul M, et.al. (2005). Physics for Scientists and Engineers with Modern
Physics.New Jersey: Pearson Educational Inc.
Sears dan Zemansky.2003.Fisika Universitas Jilid 2, Hugh D. Young & Roger A.
Freedman.Jakarta: Erlangga
Serway, R.A & John W. Jewett. (2004). Physics for Scientists and Engineers.
Tipler. (1996). Fisika untuk Sains dan Teknik Jilid 2 (ed. 3). Jakarta: Erlangga
16