Gelombang Bunyi

Nama kelompok :
 1. Wulan PujaKusuma
2. Fadhillah Amelia Putri
3. Rifda alfia N
4. Elsya Salsabila
5. M. Yusuf
6. Nelsha Indri
7. Ghina putry A


"GELOMBANG BUNYI"
A. PENGERTIAN GELOMBANG BUNYI

Bunyi merupakan suatu rangsangan yang di-rasakan alat pendengaran. Sedangkan Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal yang terjadi karena adanya rapatan dan renggangan medium baik gas, cair, maupun padat .

Gelombang bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar sehingga menyebabkan gangguan kerapatan pada medium. Gangguan ini berlangsung melalui interaksi molekul- molekul medium sepanjang arah perambatan gelombang. Adapun molekul hanya bergetar ke depan atau ke belakang di sekitar posisi kesetimbangan, Tetapi, tidak semua getaran menghasilkan bunyi. Contohnya ketika kita menjatuhkan benda yang ringan, misalnya sesobek kertas di atas .

B. SIFAT-SIFAT GELOMBANG BUNYI

Bunyi sebagai gelombang mempunyai sifat-sifat sama dengan sifat-sifat dari gelombang. Dengan demikian sifat- sifat bunyi yaitu:

1.Dapat dipantulkan (refleksi)Bunyi dapat dipantulkan terjadi apabila bunyi mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca dan seng.

Contoh : Suara kita yang terdengar lebih keras di dalam gua akibat dari pemantulan bunyi yang mengenai dinding gua.

2.Dapat dibiaskan (refraksi)Refraksi adalah pembelokan arah lintasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.

Contoh : Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari karena pembiasan gelombang bunyi.

3.Dapat dipadukan (interferensi)Interferensi adalah sampainya dua buah sumber bunyi yang koheren ke telinga kita.

Contoh : Dua pengeras suara yang dihubungkan pada sebuah generator sinyal (alat pembangkit frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua sumber bunyi yang koheren.

4.Dapat dilenturkan (difraksi)Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit.

Contoh : Kita dapat mendengar suara orang diruangan berbeda dan tertutup, karena bunyi melewati celah-celah sempit yang bisa dilewati bunyi.

C. SYARAT- SYARAT TERDENGARNYA BUNYI

Bunyi terdengar, jika terpenuhi tiga syarat, yaitu:

1.Sumber bunyi
Sumber bunyi adalah semua benda yang bergetar dan menghasilkan suara merambat melalui medium atau zat perantara sampai ketelinga.

Contohnya berbagai alat musik, seperti gitar, biola, piano, drum, terompet, dan seruling.Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Hal-hal yang membuktikan bahwa bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar adalah : Ujung penggaris yang digetarkan menimbulkan bunyi.



2.Medium
Medium adalah zat perantara tempat merambatnya bunyi. Contohnya udara, air, dan kayu. Tanpa medium perantara bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak akan terdengar. Berdasarkan penelitian, zat padat merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan gas.

3.Pendengar
Berdasarkan frekuensinya, gelombang bunyi dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu:

a. Gelombang infrasonik, yaitu gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi di bawah 20 Hz. Binatang yang bisa mendengar bunyi infrasonik diantaranya: anjing, jangkrik, angsa, dan kuda
b. Gelombang audiosonik, yaitu gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Yang bisa mendengar bunyi audiosonik diantaranya adalah manusia.

c. Gelombang ultrasonik, yaitu gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi diatas 20.000 Hz. Binatang yang bisa mendengar bunyi ultrasonik diantaranya adalah kelelawar dan lumba-lumba.


D. ISTILAH – ISTILAH DALAM BUNYI
1.Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur, misalnya bunyi berbagai alat musik.

2.Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur, misalnya bunyi daun tertiup angin dan bunyi gemuruh ombak.

3.Warna bunyi (timbre) adalah Dua nada yang mempunyai frekuensi sama tetapi bunyinya berbeda, misalnya : nada yang dihasilkan oleh piano dan gitar, seruling dan terompet, atau suara laki-laki dan suara perempuan.

4.Dentum adalah bunyi yang berlangsung sangat singkat tetapi kadang-kadang sangat kuat, misalnya : bunyi meriam, senapan, dan bom.

1. Cepat Rambat Bunyi

waktu yang diperlukan oleh bunyi untuk menempuh jarak tertentu dinamakan cepat rambat bunyi. Bunyi dapat merambat melalui berbagai medium, baik padat, gas, maupun cair. Seperti bunyi guntur yang dapat merambat melalui medium gas. Laju gelombang bunyi pada suatu medium bergantung dari sifat medium tersebut. Laju gelombang bunyi dalam fluida dirumuskan sebagai berikut..

Keterangan:
v : laju gelombang bunyi (m/s)
B : modulus Bulk (Pa)
U : massa jenis fluida (kg/m3 )

Selain gelombang bunyi dapat merambat melalui fluida, gelombang bunyi juga dapat merambat melalui zat padat. Pada medium zat padat, misalnya besi, laju bunyi dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
v : laju gelombang bunyi (m/s)
Y : modulus Young (N/m2)

ρ  : massa jenis zat padat (kg/m3)

Adapun pada medium gas misalnya udara, laju bunyi dirumuskan:

Keterangan:

v : laju gelombang bunyi (m/s)

ϒ : konstanta laplace

R : tetapan gas ideal (8,314 J/mol.K)

T : suhu mutlak gas (K)

M : massa molar gas (untuk udara bernilai 29 . 10 -3 kg/mol)

2. Pemantulan Bunyi

Jika sebuah gelombang bunyi mengalami pemantulan, maka waktu yang diperlukan untuk sampai pada pendengar semakin lama, karena jarak tempuh yang semakin besar. Jarak antara sumber bunyi dengan tempat pantulan dinyatakan dalam persamaan:

Keterangan:

d : jarak sumber bunyi dengan tempat pemantul bunyi (m)

v : laju bunyi (m/s)

∆t : selang waktu antara gelombang bunyi dipancarkan hingga diterima kembali (sekon)

Sifat pemantulan gelombang bunyi kemudian dimanfaatkan orang untuk mengukur jarak suatu benda dengan sumber bunyi. Sonar merupakan alat yang sering digunakan pada kapal untuk mendeteksi jarak suatu objek dengan kapal, termasuk juga kedalaman laut.

3. Resonansi Bunyi

resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya medium akibat benda bergetar dengan frekwensi yang sama dengan benda bergetar.

Contoh  peristiwa resonansi adalah pada pipa organa. Ada dua jenis pipa organa, yaitu pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup.

a. Pipa Organa Terbuka

Pada pipa organa terbuka  bagian ujungnya terbuka. Nada dasar pipa organa terbuka ( fo )
bersesuaian dengan pola sebuah perut pada bagian ujung dan sebuah simpul pada bagian
tengahnya. Perhatikan gambar  di bawah :

Frekuensi nada dasar dapat

dihitung sebagai berikut.

Dengan cara yang sama nada atas pertama (f1 ) dapat ditentukan sebagai berikut.

Nada atas kedua  ( f2 )  adalah:

Dari keadaan di atas dapat kita ketahui bahwa:

b. Pipa Organa Tertutup

Pada pipa organa tertutup pola resonansinya dapat kita lihat pada gambar di bawah

Frekuensi nada dasar dapat dihitung sebagai berikut.

Dengan cara yang sama, nada atas pertama (f1 ) dapat ditentukan sebagai berikut:

Nada atas kedua  ( f2 ) ) ditentukan:

Jadi, perbandingan frekuensinya adalah:

Efek Doppler

Christian Andreas Doppler, fisikawan Austria, mengamati bahwa panjang gelombang dari sumber/pengamat yang bergerak berbeda dari panjang gelombang dari sumber/pengamat diam. Hal tersebut karena adanya penjumlahan dan pengurangan kecepatan, yang berdampak pada berubahnya frekuensi.

Perhatikan animasi berikut!

sumber: wikipedia

Secara konsep, efek doppler akan menyebabkan perubahan pada frekuensi dengan ketentuan:

• Frekuensi pengamat akan meningkat jika pendengar/sumber saling mendekat
• Frekuensi pengamat akan menurun jika pendengar/sumber saling menjauh

Secara matematis dirumuskan dengan:

dengan:

vp = kecepatan pengamat (m/s), positif jika mendekati sumber, negatif jika menjauhi sumber

vs = kecepatan sumber (m/s), positif jika menjauhi pengamat, negatif jika mendekati pengamat

fp = frekuensi yang didengar pengamat (Hz)

fs = frekuensi yang ditransmisikan sumber (Hz)

Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi

Intensitas Bunyi

Besar kecilnya volume bunyi sering disalah-artikan sebagai frekuensi, padahal frekuensi tidak menentukan besar kecilnya bunyi. Besar kecil bunyi akan dipengaruhi oleh Energi Bunyi per satuan waktu, dengan kata lain, Daya. Intensitas Bunyi menurut definisi sebenarnya merupakan daya bunyi per satuan luas. Karena bunyi merambat ke segala arah, maka luasnya adalah luas permukaan bola.

Didefinisikan secara matematis:

dengan:
I = Intensitas Bunyi (W/m²)

P = Energi Bunyi per satuan waktu (W)

r = Jarak sumber ke pengamat atau jari-jari bola (m)

A = luas (m²)

Taraf Intensitas Bunyi

Nilai Intensitas bunyi dianggap jarak antar nilainya terlalu jauh, seperti intensitas bunyi pesawat mencapai 1000 W/m² lebih, sementara intensitas bunyi percakapan normal hanya berkisar 0,00001 W/m², hal ini berarti dibutuhkan perbandingan logaritmik intensitas bunyi yang kemudian disebut Taraf Intensitas.

Dirumuskan dalam:

dengan:
TI = taraf intensitas (desibel, dB)

I = intensitas bunyi (W/m²)
Io = intensitas ambang bunyi (10^-12 W/m²)

Perubahan Jarak Terhadap Taraf Intensitas Bunyi

Jarak sumber dengan pengamat yang semakin jauh akan menyebabkan taraf intensitas semakin kecil, karena pada rumus aslinya intensitas dan jarak berbanding kuadrat terbalik, maka perumusan taraf intensitasnya:

dengan:

I = taraf intensitas akhir (dB)

Io = taraf intensitas awal (dB)

ro = jarak awal (m)

r = jarak akhir (m)

Perubahan Jumlah Sumber Bunyi Terhadap Taraf Intensitas Bunyi

Semakin banyak sumber bunyi tentu taraf intensitasnya akan semakin besar, karena itu perumusan taraf intensitas bunyi untuk n buah sumber adalah:

dengan:

TI = taraf intensitas akhir (dB)

TIo = taraf intensitas awal (dB)

n = jumlah akhir

no = jumlah awal

Contoh Soal dan Pembahasan

1. Jika seseorang berteriak sekencang-kencangnya di bulan, suaranya tidak akan terdengar, karena .... 
A. di bulan banyak kawah dan gunung api 
B. tidak ada udara sebagai media perambatan bunyi 
C. suara adalah gelombang elektromagnetik 
D. amplitudo bunyinya kurang besar 

Pembahasan: 
Bunyi adalah gelombang mekanik, yaitu gelombang yang membutuhkan media untuk merambat. Di bulan, tidak ada udara sebagai media perambatan bunyi, jadi tidak terdengar. 

Jawaban: B 

2.Seorang pemuda berdiri di antara dua tebing tinggi.


Pemuda itu berteriak-teriaknya memantul pada tebing A dan B. Jika waktu bunyi pantul dari tebing A ke pemuda = 0,5 sekon, maka waktu pantul oleh tebing B ke pemuda adalah .... 
A. 0,3 sekon 
B. 0,5 sekon 
C. 0,6 sekon 
D. 1,2 sekon 

Pembahasan:

  

  

  

  

Waktu pantul oleh tebing B ke pemuda adalah

  

  

  

  

Jawaban: C 

 3. 1.Kelelawarbisa menghindari dinding penghalang saat terbang malam hari.

2.Bandulberayun saat digantungkan pada seutas benang.

3.Menggetarkangarpu tala tanpa kotak .

4.Manusiabisa mengukur panjang gua.

Peristiwa yang menunjukkan pemantulan bunyi pada kehidupan sehari-hari adalah ....
A. 1 dan 2 
B. 1 dan 4 
C. 2 dan 3 
D. 3 dan 4 

Pembahasan: 
Contoh peristiwa pemantulan bunyi pada kehidupan sehari-hari
1. Kelelawar bisa menghindari dinding penghalang saat terbang malam hari.
2. Manusia bisa mengukur panjang gua

Peristiwa resonansi:
1. Bandul berayun saat digantungkan pada seutas benang.
2. Menggetarkan garpu tala tanpa kotak.

Jawaban: B


5.Sebuah sumber bunyi memiliki taraf intesitas 60 dB. Ketika 100 sumber bunyi yang sama berbunyi secara serentak, taraf intensitas yang dihasilkan adalah...
A. 62 dB
B. 80 dB
C. 82 dB
D. 100 dB
E. 180 dB

Pembahasan
Gunakan persamaan:
TIn = TI1 + 10 log n
TI100 = 60 dB + 10 log 100
TI100 = 60 dB + 10 . 2 dB
TI 100 = 80 dB
Jawaban: B


Sumber : 
https://www.lesprivatebandung.com/materi-fisika-sma-ipa-kelas-xii-bab-2-gelombang-bunyi/
http://www.adjiebrotots.com/2015/12/gelombang-bunyi.html?m=1