GELOMBANG BUNYI

GELOMBANG BUNYI

Pengertian
Bunyi adalah sesuatu yang dihasilkan dari suatu getaran. Bunyi termasuk gelombang longitudinal yang merambat lurus kegala arah dari sumber tersebut.
Berdasarkan frekwensinya bunyi dapat dikelompokkan menjadi 3 yaitu :
1. Bunyi Ultrasonik mempunyai frekwensi lebih dari 20000 Hz
2. Bunyi audiosonik frekwensinya antara 20 Hz sd 20000 Hz
3. Bunyi imfrasonik frekwensinya dibawah 20 Hz
Dari ketiga kelompok bunyi diatas hanya bunyi audiosonik yang dapat didengar oleh manusia.



Cepat rambat bunyi pada dawai (senar)
Lihat animasi dawai ujung bebas silahkan Klik Disini
Lihat animasi dawai ujung terikat silahkan Klik Disini

Menurut percobaan mersene diperoleh bahwa cepat rambat bunyi yang dihasilkan oleh sebuah senar (dawai) dapat dirumuskan sbb :

Frekwensi nada yang dihasilkan oleh sebuah senar (dawai) dan pipa organa
Didalam pembahasan gelombang sudah diketahui bahwa hubungan antara cepat rambat gelombang (V) dengan panjang gelombang (λ) dinyatakan dengan rumus :

V = f . λ

Maka frekwensi yang dihasilkan oleh sebuah senar(dawai) dan pipa organa dapat dirumuskan sbb :

Keterangan :
V = Cepat rambat gelombang .................. (m/s)
F = Tegangan tali dawai .......................... (N)
f = Frekwensi nada (bunyi) .................... (Hz)
λ = Panjang gelombang ........................... (meter)
m = Massa dawai ..................................... (Kg)
l = Panjang tali dawai ............................... (meter)

Catatan :
1. Nada-nada yang dihasilkan oleh sebuah senar (dawai) :
Nada dasar jika ............................. l = (½) λ
Nada atas pertama jika ................. l = λ
Nada atas kedua jika ................... l = (3/2)λ dst

2. Nada dasar yang dihasilkan oleh pipa organa :

a. Pipa Organa Terbuka :
Nada dasar jika ............................. l = (½) λ
Nada atas pertama jika ................. l = λ
Nada atas kedua jika .................. l = (3/2)λ dst

b. Pipa organa tertutup :
Nada dasar jika ............................. l = (1/4) λ
Nada atas pertama jika ................. l = (3/4) λ
Nada atas kedua jika ................... l = (5/4) λ dst

Contoh 2 :

Sebuah dawai yang panjangnya 1 meter dan massanya 4 gram pada salah satu ujungnya diberi beban 16 kg. Berapakah frekwensi nada dasar yang dihasilkan pada saat sawai dipetik ?

Intensitas dan Taraf Intensitas bunyi

1. Intensitas bunyi adalah besarnya energi bunyi setiap satuan luas setiap detik

Secara Matematika Intensitas bunyi dirumuskan :

Keterangan :
I = Intensitas bunyi .................. (watt.m-2)
W = Energi bunyi ....................... (Joule)
P = Daya .................................. (watt)
A = Luas ................................... (m2)
A = 4 π r2 (r = jarak ke sumber bunyi)
t = waktu ................................ (sekon)


2. Taraf Intensitas bunyi adalah merupakan hasil perbandingan antara logaritma Intensitas bunyi dengan Intensitas bunyi ambang.
Secara mataematika Taraf ntensitas bunyi dapat dirumuskan :

Keterangan :
TI = Taraf Intensitas bunyi ................. (dB)
I = Intensitas bunyi ........................... (watt.m-2)
Io = Intensitas bunyi ambang ( Io = 1x10-12 watt.m-2)

Contoh 3 : 

Taraf Intensitas bunyi dari sebuah sumber di titik P adalah 80 dB, jika ada 6 sumber bunyi identik dengan bunyi di atas dan dibunyikan secara bersamaan, Hitunglah besar Taraf Intensitasnya di titik P !

Diketahui :

TI = 80 dB

n = 6

TI’ = ............. ?

TI’ = TI + 10. log n

TI’ = 80 + 10. log 6

TI’ = 80 + 10 . 0,78

TI’ = 80 + 7,8

TI’ = 87,8 dB

Efek Dopller
Efek Doppler adlah peristiwa naiknya atau turunnya frekwensi bunyi yang terdengar pengamat ketika sumber atau pengamat mendekati atau menjauhi.
Besarnya frekwensi bunyi yang terdengar pengamat dirumuskan sbb:

Keterngan : fp = frekwensi bunyi yang terdengar pengamat ....... (Hz)
fs = frekwensi bunyi sumber .................................... (Hz)
Vp= kecepatan pengamat ......................................... (m.s-1)
Vs= kecepatan sumber bunyi .................................... (m.s-1)
V = kecepatan bunyi ................................................. (m.s-1)

Catatan :
Vp : positif jika pengamat mendekati sumber bunyi
Vp : negatif jika pengamat menjauhi sumber bunyi
Vs : positif jika sumber bunyi menjauhi pengamat
Vs : negatif jika sumber bunyi mendekati pengamat

Contoh :
Seorang pengendara motor melaju dengan kecepatan 54 km/jam diikuti oleh sebuah ambulan yang melaju dengan kecepatan 108 km/jam sambil membunyikan sirene dengan frekwensi 1200 Hz. Kecepatan bunyi diudara 330 m/s. Berapakah frekwensi bunyi sirene yang terdengar oleh pengendara motor tersebut ?
Diketahui :
Vp = 54 km/jam = 15 m/s
Vs = 108 km/jam = 30 m/s
fs = 1200 Hz
V = 330 m/s
fp = ................. ?

Mau lihat Soal latihannya disini .
Ok... langsung ajaa kita lihat yuuu.... !

Mau lihat klik aja tombolnya

Soal Gelombang Bunyi
1. Dawai yang massanya 0,2 gram dan panjangnya 80 cm, salah satu ujungnya diikatkan pada sebuah garpu tala yang memberikan frekwensi 250 HZ. Berapa tegangan tali yang harus diberikan agar tali dapat menggetar dengan empat perut gelombang.
2. Pada percobaan Melde digunakan garpu tala sebagai sumber getar. Frekwensi yang ditimbulkannya adalah 365 Hz. tali yang dihubungkan dengannya direntangkan dengan beban 96 gram. Apabila jarak antara dua simpul yang berturutan = 4 cm, maka tentukanlah :
a. Cepat rambat gelombang pada tali.
b. Berapa tegangan yang harus diberikan agar jarak antara dua simpul yang berturutan menjadi 5 cm.
c. Berat dari 1 cm tali tersebut, apabila g =980 cm/det2
3. Sepotong dawai tembaga dengan massa jenis 9.103 kg/m3 yang panjangnya 2 meter dan berpenampang 10-6 m2 mendapat tegangan oleh suatu gaya sebesar 360 N. Jika dawai dipetik, berapa frekwensi nada atas keduanya.
4. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada atas kedua sebesar 1500 Hz. Bila cepat rambat suara di udara 340 m/s. Tentukanlah panjang pipa organa tersebut. Bila dengan panjang pipa di atas dijadikan pipa organa tertutup berapakah frekwensi nada atas pertamanya.
5. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada dasar dengan frekwensi 249 cps. Sebuah dawai yang panjangnya 54 cm dengan gaya tegangannya menghasilkan nada dasar dengan frekwensi 440 cps. Pipa organa dihembus lebih kuat sehingga dihasilkan nada atas pertamanya. dawai sekarang diperpendek menjadi 48 cm dengan gaya tegangan tetap. lalu dipetik bersama-sama dengan hembusan pipa organa tersebut. Berapa layangan yang terjadi.
6. Sepotong dawai yang panjangnya 101 cm menghasilkan nada dasar yang menimbulkan layangan 2 Hz dengan nada dasar pipa organa tertutup yang panjang pipanya 42,5 cm. layangan hilang bila kawat dui potong 1 cm. Berapa panjang pipa organa harus diubah, agar tidak terjadi layangan, apabila dawai tidak dipotong.
7. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada dasarnya dengan frekwensi 170 Hz. Bila panjang pipa organa terbuka tersebut sama dengan panjang sebuah pipa organa tertutup, maka berapa frekwensi nada atas pertama yang dihasilkan oleh pipa organa tertutup ini, bila cepat rambat bunyi di udara 340 m/s.
8. Sebuah pipa organa tertutup panjangnya 50 cm dan sebuah dawai panjangnya 1 m, kedua dawai menghasilkan nada dasarnya, dan menyebabkan timbul 2 layangan per detik. nada dawai lebih tinggi. Kemudian dawai dipotong 66 cm dengan diberi tegangan tetap. nada yang dihasilkan dawai ini dengan nada atas pertama pipa organa membuat 4 layangan per detik, kini nada pipa organa yang lebih tinggi.
a. Hitung frekwensi nada dasaar pipa organa dan nada dasar dawai sebelum dipotong.
b. Hitung kelajuan rambat bunyi dalam udara dan dawai.
9. Sebuah petasan diledakkan di suatu tempat. Pada jarak 2 meter dari pusat ledakan intensitasnya = 10-4 watt/m2. Tentukanlah daya ledakan dan intensitas bunyi pada jarak 20 meter dari pusat ledakan.
10. Dalam suatu ruang periksa di Puskesmas ada seorang bayi menangis dengan taraf intensitas 80 dB. Bila dalam ruang tersebut terdapat 10 orang bayi yang menangis bersamaan dengan kekuatan sama, hitunglah taraf intensitasnya.
11. Hitung perbandingan intensitas dua sumber bunyi yang mempunyai perbedaan taraf intensitas = 8 dB.
12. Pada jarak 2 meter sumber ledakan mempunyai taraf intensitas 90 dB. Berapa taraf intensitas ledakan pada jarak 20 meter.
13. Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 72 km/jam mendekati dan kemudian meninggalkan stasiun (tanpa berhenti di stasiun) dan dengan kelajuan tetap. jika peluit yang dibunyikan berfrekwensi 440 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka tentukanlah perbandingan frekwensi tertinggi dan terendah oleh seseorang di stasiun.
14. Sebuah garpu tala frekwensinya 400 Hz digerakkan menjauhi pendengar, dan mendekati dinding dengan kecepatan 2 m/s. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Berapa pelayangan akan terdengar perdetik, jika bunyi dipantulkan oleh dinding dan dianggap tidak ada penyerapan.
15. Suatu bunyi dengan tingkat kebisingan 75 dB, sedangkan bunyi kedua dengan tingkat 72 dB, Berapakah tingkat kebisingan bila kedua suara tadi digabungkan.
16. Dua gelombang bunyi intensitasnya masing-masing 10 dan 500 watt/cm^2. Berapa perbedaan taraf inensitasnya dinyatakan dalam dB jika intensitas ambang 10-12 watt/m^2