Tugas
FISIKA DASAR I “BUNYI”
OLEH KELOMPOK IV KELAS A
HAMIDAH SADAM EKSAN NI MADE JUNIARI NURAIN R. AHMAD
JURUSAN PENDIDIKAN MATEMATIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN IPA UNIVERSITAS NEGERI GORONTALO 2009 BAB 12
BUNYI
Sej!" S#$%&'
Bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran. Apabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. Jika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang. Bunyi merupakan gelombang mekanik yang dalam perambatannya arahnya sejajar dengan arah getarnya (gelombang longitudinal). Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan zat perantara untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas Syarat terdengarnya bunyi ada macam! ". Ada sumber bunyi #. Ada medium (udara) . Ada pendengar Si$at%si$at bunyi meliputi ! & 'erambat membutuhkan medium, & 'erupakan gelombang longitudinal, & apat dipantulkan. 1.
K!&'e!#('#& B)$*#
ara kteristik Bunyi ada beberapa macam antara lain ! *ada adalah bunyi yang $rekuensinya teratur. esah adalah bunyi yang $rekuensinya tidak teratur. +arna bunyi adalah bunyi yang $rekuensinya sama tetapi terdengar berbeda. entum adalah bunyi yang amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak.
arena bunyi merupakan gelombang maka bunyi mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh # $aktor yaitu ! ". erapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat. #. Suhu medium, semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat. ubungan ini dapat dirumuskan kedalam persamaan matematis
(- -/ 0 /,1.t) dimana -/ adalah cepat rambat pada suhu nol derajat dan t adalah suhu medium. 2elinga manusia normal dapat mendengar bunyi yang $rekuensinya antara #/ z sampai dengan #/./// z. diluar batas%batas $rekuensi bunyi tersebut manusia tidak dapat mendengarnya. 3rekuensi getaran dibawah #/ z disebut gelombang in$rasonik. 2elinga manusia tidak mampu mendengar $rekuensi in$rasonic . $rekuensi gelombang bunyi yang melebihi batas pendengaran manusia, yaitu $rekuensi diatas #/./// z, disebut gelombang ultrasonik. Bunyi bedasarkan $rekuensinya dibedakan menjadi macam yaitu!
4n$rasonik adalah bunyi yang $rekuensinya kurang dari #/ z. 'akhluk
yang bisa mendengan bunyii in$rasonik adalah jangkrik.
Audiosonik adalah bunyi yang $rekuensinya antara #/ z sampai dengan
#/ kz. atau bunyi yang dapat didengar manusia.
5ltrasonik adalah bunyi yang $rekuensinya lebihdari #/ kz. makhluk
yang dapat mendengar ultrasonik adalah lumba%lumba. 6nergi bunyi biasa disebut dengan intensitas bunyi yang menyatakan energi bunyi tiap satuan waktu yang menembus tiap satuan luas suatu bidang secara tegak lurus (4ntensitas bunyi adalah besarnya daya bunyi tiap satuan luas bidang). 2ara$ 4ntensitas bunyi dide$inisikan sebagai nilai logaritma dari perbandingan antara intensitas suatu bunyi dengan intensitas standar ( intensitas ambang pendengaran ). Besamya energi gelombang yang melewati suatu permukaan disebut dengan intensitas gelombang. 4ntensitas gelombang (/ dide$inisikan sebagai jumlah energi gelombang per satuan waktu (daya) per satuan luas yang tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. ubungan antara daya, luas, dan intensitas memenuhi persamaan! 4 78A 9engan ! 7 daya atau energy gelombang per satuan waktu (+att) A luas bidang (m#) 4 intensitas gelombang (+m%#) Jika sumber gelombang berupa sebuah titik yang memancarkan gelombang serba sama ke segala arah dan dalam medium homogen, luas bidang yang sama akan memiliki intensitas gelombang sama. 4ntensitas gelombang pada bidang permukaan bola yang memiliki jari%jari : memenuhi persamaan berikut. 4 78A 78(;<:# )
ari persamaan diatas , dapat dilihat bahwa jika gelombang berupa bunyi, intensitas bunyi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak sumber bunyi tersebut ke bidang pendengaran. Batas intensitas bunyi yang bisa didengar telinga manusia normal antara lain sebagai berikut! ")
4ntensitas terkecil yang masih dapat menimbulkan rangsangan pendengaran pada telinga manusia adalah sebesar "/%"#+m%# pada $rekuensi "./// z dan disebut intensitas ambang 7endengaran.
#)
4ntensitas terbesar yang masih dapat diterima telinga manusia tanpa rasa sakit adalah sebesar " +m%#. Jadi, batasan pendengaran terendah pada manusia adalah "/ %"# +m%# dan batasan pendengaran tertinggi pada manusia adalah " +m%#. ita menganggap gelombang bunyi merambat di udara, karena biasanya getaran
udaralah yang memaksa gendang telinga kita bergetar. 2etapi gelombang bunyi juga dapat merambat di materi lain. etika Anda melekatkan telinga ke tanah, anda bisa mendengar kareta api atau truk yang mendekat. 7ada kasus ini tanah tidak benar%benar manyentuh gendang telinga anda, tatapi gelombang longitudinal yang di transmisikan oleh tanah tetap disebut gelombang bunyi, karena getaranya menyebabkan telinga luar dan udara di dalamnya bergetar. =aju bunyi berbeda untuk materi untuk materi yang berbeda. 7ada udara dan satu atm, bunyi merambat dengan laju " m8s. ita lihat persamaan v = (Bρ bahwa laju bergantung pada modulus elastis,B, dan kerapatan dari materi, ρ. engan demikian untuk helium, yang kerapatanya jauh lebih kecil dari udara tetapi modulus elastisnya tidak berbeda jauh, lajunya kira%kira tiga kali lipat dari udara. 7ada zat cair dan padat, yang jauh lebih tidak bisa ditekan dan berartu memiliki modulus elastic yang jauh lebih besar lagi sebagai contoh diudara, laju bertambah sekitar /,1/m8s untuk setiap kenaikan temperature satu derajat celcius.
v=331 +0,60 T m/s
imana 2 adalah temperatur dalam >.kecuali dinyatakan lain, pada bab ini kita akan menganggap bahwa 2#/ o>, sehingga v=331+0,6020m/s=343 m/s. 2.
I$'e$(#'( B)$*# + De(#,e-
Seperti ketinggian, kenyaringan merupakan sensasi dalam kesadaran manusia. etinggian juga berhubungan dengan besaran $isika yang dapat diukur, yaitu intensitas gelombang. 4ntensitas dide$enisikan sebagai energi yang dibawa sebuah gelombang
persatuan waktu melalui satuan luas. 2ingkat intensitas, β , dari bunyi dide$enisikan dalam intensitasnya, I , sebagai berikut.
β dalam dB= 10 logIIo imana I o, adalah intensitas tinkat acuan, dan logaritma adalah dari basis "/. I o, biasanya diambil dari intensitas minimum yang dapat didengar orang rata%rata, yaitu ?ambang pendengaran@, yang bernilai 4 / ",/"/%"#+8m#. 2ingkat intensitas bunyi yang intensitasnya 4 ",/"/%"#+8m#, misalnya, akan sebesar !
β=10log1,0×10%101.0 × 10%12=10log100=dB
arena log "// sama dengan #,/ perhatikan bahwa tingkat intensitas di ambang pendengaran adalah / dB, yaitu, "/ log ("/ %"#8"/%"#) "/ log "/ karena log " /. Amplitudo adalah simpangan maksimum dari suatu gelombang yang akan memengaruhi kuat lemahnya bunyi. Semakin besar energy yang dipancarkan oleh suatu sumber getar , semakin kuat bunyi yang didengar. Jadi, kuat lemahnya suatu bunyi bergantung pada besar kecilnya amplitudo gelombang. Besamya energi gelombang yang melewati suatu permukaan disebut dengan intensitas gelombang. 4ntensitas gelombang (/ dide$inisikan sebagai jumlah energi gelombang per satuan waktu (daya) per satuan luas yang tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. .
A/-#') D#"),)$%&$ e$%$ I$'e$(#'(
Bagaimana hebatnya sensi-itas telinga manusia ! ia dapat mendeteksi simpangan molekul udara yang sebenarnya lebih kecil dari diameter atom (sekitar "/ %"/m). 4ntensitas8sebuah
gelombang
sebanding
dengan
kuadrat
amplitudo
gelombang,A. 3.
Te-#$% $ T$%%$$*
2elinga manusia, sebagaimana yang telah kita lihat, merupakan detektor bunyi yang sangat sensiti$. etektor bunyi mekanis, katakanlah mikro$on, tidak dapat menyamai telingadalam mendeteksi bunyi yang berintensitas rendah. 2elinga manusi normal dapat mendengar bunyi yang $rekuensinya antara #/ z sampai dengan #/.///z. diluar batas C batas $rekuensi bunyi tersebut manusia tidak dapat mendengarnya. 3rekuensi getaran dibawah #/ z disebut gelombang in$rasonik. 2elinga manusia tidak mampu mendengar $rekuensi in$rasonic . $rekuensi gelombang bunyi yang melebihi batas pendengaran manusia, yaitu $rekuensi diatas #/.///z, disebut gelombang ultrasonik. epekaan telinga manusia normal terhadap intensitas bunyi memiliki dua ambang, yaitu ambang pendengaran dan ambang rasa sakit. Bunyi dengan
intensitas di bawah ambang pendengaran tidak dapat didengar. 4ntensitas ambang pendengaran bergantung pada $rekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi. 3rekuensi yang dapat didengar oleh telinga manusia normal adalah antara #/ z sampai dengan #/ kz. i luar batas $rekuensi tersebut , anda tidak dapat mendengarnya. 3ungsi telinga adalah untuk secara e$isien merubah energi getaran dari gelombang menjadi sinyal listrik yang dibawa ke otak melalui sara$. 'ikro$on melakukan tugas yang
sama.
Delombang
bunyi
yang
mengenai
dia$ragma
mikro$on
akan
menggetarkannya, dan getaran ini diubah menjadi sinyal listrik dengan $rekuensi yang sama, yang kemudian dapat dikuatkan dan dikirim ke pengeras suara atau tape recorder. 7ada telinga manusia, terbagi menjadi tiga bagian utama dengan baik sekali, yaitu telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam. i telinga luar, gelombang bunyi dari luar merambat sepanjang saluran telinga ke gendang telinga (timpani), yang bergetar sebagai tanggapan terhadap gelombang yang menimpanya. 2elinga tengah trdiri dari tiga tulang kecil yang dikenal dengan nama maartil, landasan, dan sanggurdi yang memindahkan getaran gendang telinga ke telinga dalam di jendela o-al. Sistem pengungkit yang halus ini, digabungkan dengan daerah yang relati$ luas dari gendang telinga 4.
S)/,e!5()/,e! B)$*#+ Se$! *$% Be!%e'! $ K-/ U!
Semua sumber bunyi adalah benda yang bergetar.hampir semua benda dapat bergetar dan dengan demikian merupakan sumber bunyi. 7ada alat musik,sumber digetarkan dengan dipukul, digesek, atau ditiup.Delombang berdiri dihasilkan dari sumber yang bergetar pada $rekuensi resonansi alaminya. Apabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. Jika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang. Bunyi yang teratur memiliki $rekwensi getaran tertentu. Bunyi dengan $rekwensi getaran tertentu disebut nada. Bunyi dengan $rekwensi getaran yang tidak teratur disebut desab. Apabila dua buah garpu tala sepertu pada gambar E.F yang masing%masing ber$rekwensi #1F z dan FF z digetarkan, maka garpu tala yang ber$rekwensi #1F z akan menghasilkan nada yang lebih rendah. 'akin besar $rekwensi getaran, maka semakin tinggi nada yang dihasilkan. 5ntuk mengetahui bentuk gelombang bunyi yang dihasilkan oleh suatu sumber bunyi dapat di gunakan alat yang disebut Gsiloskop dapat mengubah gelombang bunyi menjadi sinyal%sinyal listrik yang kemudian muncul pada Gsiloskop.
6.
K)-#'( ,)$*#
Bisa diukur secara $isik, kualitas juga demikian etika kita mendengar bunyi, terutama bunyi musik, kita sadar akan kenyaringan, ketinggian, dan aspek ketiga yang disebut kualitasnya. Sebagai contoh ketika piano dan kemudian $lute memainkan not dengan kenyaringan dan ketinggian yang sama (katakanlah > tengah), ada perbedaan jelas pada bunyi secara keseluruhan. ita tidak akan membuat kesalahan dalam membedakan piano dengan $lute. 4nilah yang dimaksud dengan kualitas bunyi. 5ntuk ala%alat musik, istilah timbre atau warna bunyi juga digunakan. Sama seperti kenyaringan dan ketinggian dapat dihubungkan dengan besaran yang bisa diukur secara $isik, kualitas juga demikian. ualitas bunyi bergantung pada adanya nada tambahan%jumlahnya dan amplitudo relati$nya. 5mumnya ketika suatu not dimainkan pada alat musik, nada dasar dan nada tambahan akan ada pada waktu yang sama. 7.
I$'e!8e!e$(# %e-/,$% B)$*#
etika dua gelombang secara bersamaan melalui daerah yang sama diudara, mereka saling berinter$erensi. arena hal ini dapat terjadi untuk semua jenis gelombang, kita seharusnya mengharapkan bahwa inter$erensi akan terjadi dengan gelombang bunyi, dan memang demikian halnya. >ontoh yang menarik dan yang penting dari inter$erensi yang terjadi dalam waktu adalah $enomena yang disebut layangan. 4ni merupakan $enomena yang terjadi jika dua sumber bunyi%katakanlah dua garpu tala%hampir sama $rekuensinya, tetapi tidak sama persis.Delombang bunyi dari kedua sumber saling berinter$erensi dan tingkat suara pada posisi tertentunaik dan turun secara bergantianH perubahan intensitas yang berjarak teraturini disebut dengan layangan. 3enomena layangan dapat terjadi dengan berbagai jenis gelombang dan merupakan metodeyang sangat sensiti$ untuk membandingkan $rekuensi. Sebagai contoh, untuk menyetel piano, seorang penyetel piano mendengar layangan yang dihasilkan antara garpu tala standarnya dan suatu senar tertentu pada piano tersebut, dan mengetahui telah tersetel dengan baik ketika layangan menghilang. .
E8e& D-e!
Saat sebuah mobil Ambulance atau patroli polisi bergerak mendekati kita sambil membunyikan sirine, kita akan mendengar nada bunyi sirine tersebut semakin tinggi. emudian jika sirine masih berbunyi saat ambulance lewat dan menjauhi kita, nada bunyi sirine yang terdengar akan semakin rendah (sampai akhirnya hilang). ari ilustrasi diatas, kita bisa menyimpulkan bahwa bila sumber bunyi (dalam hal ini adalah mobil ambulance atau patroli polisi) dan pengamat atau pendengar
bergerak relati$ satu sama lain (menjauhi atau mendekati) maka $rekuensi yang ditangkap oleh pengamat tidak sama dengan $rekuensi yang dipancarkan oleh sumber, inlah yang disebut dengan e$ek doppler. Bila sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati, maka $rekuensi yang ditangkap pengamat ($p) akan lebih besar dari $rekuensi sumber bunyi ($s), dan sebaliknya bila sumber dan pengamat bergerak saling menjauhi, maka $rekuensi yang ditangkap pengamat lebih kecil dari $rekuensi sumber bunyi. 3rekuensi yang ditangkap pengamat berkaitan dengan $rekuensi sesungguhnya (yang dipancarkan sumber bunyi) dan kelajuan sumber dan pengamat serta kelajuan gelombang dalam medium. +alaupun pertama kali ditemukan dalam gelombang suara, 6$ek oppler ternyata berlaku pada semua jenis gelombang termasuk gelombang cahaya (dan gelombang%gelombang elektromagnetik lainnya). 6$ek oppler untuk gelombang cahaya biasanya digambarkan dalam kaitan dengan warna daripada dengan $rekuensi. 9.
Ge-/,$% Kej)' $ Le&$ S$#&
Delombang kejut adalah gelombang dari sebuah aliran yang sangat cepat dikarenakan kenaikan tekanan, temperature, dan densitas secara mendadak pada waktu bersamaan. Seperti gelombang pada umumnya shock wa-e juga membawa energi dan dapat menyebar melalui medium padat,cair ataupun gas. Delombang kejut terjadi secara mendadak dan cepat dalam waktu yang sangat singkat lalu diikuti dengan pengembangan (tekanan berkurang) gelombang seiring bertambahnya waktu. Delombang kejut terjadi diakibatkan karena kecepatan sumber bunyi lebih cepat dari pada kecepatan bunyi itu sendiri. Suatu benda, misal pesawat terbang menembus udara dengan kecepatan beberapa ratus km8jam. ecepatan cukup rendah ini memungkinkan molekul%molekul udara tetap stabil ketika harus menyibak memberi jalan pesawat tebang. *amun, ketika kecepatan pesawat menjadi sebanding dengan kecepatan molekul%molekul, molekul%molekul tersebut tidak sempat menghindar dan bertumpuk di tepi%tepi depan pesawat dan terdorong bersamanya.
Dambar gelombang subsonik (a) sumber bunyi diam (b) sumber bunyi bergerak H (c) gelombang kejut dengan kecepatan supersonic 7enumpukan udara bertekanan secara cepat ini menghasilkan ?kejutan udara@ atau gelombang kejut, yang berwujud dentuman keras. Delombang bunyi tersebut memancar ke segala arah dan dapat terdengar sebagai sebuah ledakan oleh orang%orang dibawah sana. entuman keras tersebut disebut dengan istilah @Sonic Boom?. Sonic Boom ini memiliki energi yang cukup besar yang mampu memecahkan gelas kaca dan jendela. Sonic boom adalah istilah bagi gelombang kejut di udara yang dapat ditangkap telinga manusia. 4stilah ini umumnya digunakan untuk merujuk kepada kejutan yang disebabkan pesawat%pesawat supersonik. Saat pesawat terbang melebihi kecepatan cahaya, muncullah gelombang kejut pada bagian tertentu pesawat. Delombang kejut adalah daerah di udara dimana terjadi perubahan (tekanan udara, temperatur, densitas) secara dadakan. Delombang kejut ini merambat dalam bentuk kerucut dan bisa sampai ke permukaan tanah, membuat pekak dan memecahkan kaca%kaca. arena itu pesawat supersonik biasanya tidak terbang supersonik di atas daerah berpenduduk. 10.
A-#&(# ,)$*# U-'! $ Pe$:#'!$ Me#(
7antulan bunyi digunakan dalam banyak aplikasi untuk menentukan jarak. Sonar atau teknik pulsa%gema digunakan untuk mencari lokasi benda dibah air. Sebuah pemancar mengirimkan pulsa bunyi melalui air, dan ssebuah detektor menerima pantulan, atau gema, tidak lama kemudian. Selang waktu ini dihitung dengan teliti, dan dari pengukuran ini, jarak benda yang memantulkan dapat ditentukan karena laju bunyi di air telah diketahui. edlaman laut dan lokasi karang, kapal karam, kapal selam, atau sekelompok ikan dapat ditentukan dengan cara ini. Struktur dalam bumi dipelajari
dengan cara yang sama dengan mendeteksi pantulan gelombang yang merambat melalui bumi di mana sumbernya adalah ledakan yang dibuat oleh manusia (disebut soundings). Sonar umumnya menggunakan $rekuensi ultrasonik yaitu gelombang yang $rekuensinya di atas #/ z di luar jangkauan deteksi manusia. 5ntuk sonar, $rekuensi biasanya dalam jangkauan #/ z sampai "// z. Salah satu alasan penggunaan gelombang%gelombang bunyi ultra, selai $akta mereka tidak bisa didengar, ialah untuk panjang gelombang yang lebih pendek, di$raksi lebih kecil, sehingga berkas gelombang lebih tidak menyebar dan benda yang lebih kecil dapat dideteksi. alam kedokteran, gelombang ultrasonik digunakan dalam diagnosa dan pengobatan meliputi penghancuran jaringan yang tidak diinginkan dalam tubuh, misalnya tumor atau batu ginjal. engan menggunakan gelombang ultrasonik denan intensitas yang sangat tinggi (setinggi "/ juta +8m.m) yang di$okuskan pada jaringan yang tidak diinginkan tersebut. Bunyi ultra juga digunakan pada terapi $isik, untuk memberikan penasan lokal pada otot yang cedera. 7enggunaan diasnostik bunyi ultra dalam kedokteran lebih rumit dan merupakan aplikasi yang sangat menarik dari prinsip%prinsip $isika. 7ada bagian ini, digunakan teknik pulsa gema yang hampir sama dengan sonar. 7ulsa bunyi $rekuensi tinggi diarahkan ke tubuh dan pantulannya dari batas atau pertemuan antara organ%organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudia dideteksi. engan menggunakan teknik ini, tumor ddan pertumbuhan abnormal lainnya atau gumpalan $luida dapat dilihatH kerja katup jantung dan perkembangan janin dapat diperiksa dan in$ormasi tentang berbagai organ tubuh seperti otak, jantung, hati,dan ginjal bisa didapat. +alaupun bunyi ultra tidak bisa menggantikan sinar I, untuk diagnosis jenis te rtentu cara ini lebih membantu. Beberapa jenis jaringan atau $luida tidak terdeteksi di$oto sinar I. 2etapi bunyi ultra terpantul dari perbatasan jaringan ini. asil citra bunyi ultar juga bisa dilihat real% time@.
PERTANYAAN
". Apa bukti bahwa bunyi merambat sebagai gelombangK (hal. ;L) J;,+ Bukti bahwa bunyi merambat sebagai gelombang yakni ! •
Bunyi yang bergetar yang menghasilkan gelombang bunyi diudara
•
ua buah batu yang saling menumbuh dibawah air dapat didengar oleh perenang dibawah permukaan
•
ereta api atau trek yang mendekat dapat didengar dengan meletakkan telinga ke tanah
#.
Apa bukti bahwa bunyi merupakan suatu bentuk energiK (ibid) J;,+ •
Duntur atau petir yaitu menghasilkan energy panas dan energi cahaya
•
Dunung berapi yaitu energy panas
•
Depa bumi yaituenergi panas
. Anak%anak kadang%kadang bermain dengan telepon buatan sendiri dengan mengikatkan benang ke dasar cangkir kertas. etika benang direntangkan, dan seorang anak berbicara ke satu cangkir, suaranaya dapat didengar di cangkir lain. 2erangkan dengan jelas bagaimana gelombang bunyi merambat dari satu cangkir ke yang lainnyaM (ibid) J;, + gelombang ini merambat dari " cangkir ke yang lainnya yaitu gelombang
bunyi merambat di udara karena biasanya getaran udaralah yang memaksa gendang telinga kita mendengar.jadi pada waktu seseorang berbicara ke " cangkir suaranya dapat di dengar di cangkir yang lainnya. ;. etika gelombang bunyi merambat dari udara ke air, apakah Anda mengharapkan $rekuensi atau panjang gelombang berubahK (ibid) J;,+ panjang gelombang yang berubah karena gelombang bunyi dapat merambat
jka ada materi jelas bunyi tidak dapat merambat jika tidak ada materi. Jadi dari penjelasan materi di atas dapat disimpulkan bahwa jika tidak ada materi panjang gelombang itu akan bertambah. E. Jelaskan mengapa permukaan
yang lebih luas pada gendang telinga jika
dibandingkan dengan jendela o-al, menyebabkan penguatan tekananK (ibid) J;, !bukti bahwa laju bunyi di udara tidak bergantung secara signi$ikan pada
$rekwensi yaitu bunyijuga bergantung pada model elastic dan terapatan dari materi.contonya ! untuk helium, yang terapatannya jauh dari kecil dari udara tetapi modulus elatisnya tidak berbeda jauh, lajunya kira%kira I =ipat dari udara pada zat cair dan zat padat,yang jauh tidak bias ditekan dan berarti memiliki modulus elastic yang jauh lebih besar lajunya lebih besar lagi. 1. Seorang yang menghirup helium terdengar tinggi mengapaK J;, + karena telinga mempunyai reseptor khusus untuk mengenali getaran bunyi
dan untuk keseimbangan dimana telinga mempunyai tiga bagian yaitu ".telinga luar ber$ungsi merangkap getaran bunyi,#.telinga tengah.ber$ungsi meneruskan getaran dari telinga luar ke telinga dalam .telinga dalam ber$ungsi menerima rangsangan bunyi dan mengirimkannya berupa inplus ke otak untuk diolah.
N.
Jelaskan mengapa permukaan yang lebih luas dari gendang telinga jika dibandingkan dengan jendela o-al menyebabka penyuapan tekanan J;, + karena dipermukaan gendang telinga itu dapat menerima rangsangan bunyi
dan menangkap sauatu getaran sehingga permukaan telinga itu lebih luas permukaannya disbanding dengan jendela o-al yang hanya menerima in$use dari otak. F. Apa alasan senar pada beberapa alat music dibungkus dengan kawat yang bagus. J;, + supaya nada yang keluar pada suatu alat music itu mengeluarkan bunyi
yang sangat bagus dan terarah untuk di dengar dan dapat menampung pantulan bunyi secara langsung terutama pada alat music. L. Jelaskan bagaimana tabung dapat digunakan sebagai $ilter untuk memperkecil amplitude bunyi pada berbagai jangkauan $rekwensi bunyi. J;, + tabung itu relati-e tidak sensiti-e terhadap $rekwensi tinggi dan rendah
daripada $rekwensi tengah sehingga menaikan $rekwensi tinggi dan rendah relati-e terhadap $rekwensi terdngar lebih normal. "/. Bagaimana temperature udara diruangan yang mempengaruhi ketinggian nada pipa organic J;, + karena ketinggian biasanya ditentukan $rekwensi resoman paling rendah,
$rekwensi dasar yang ditunjukan dengan simpul tertutup yang hanya ada di ujung% ujung. "". 7engendalian kebisingan merupakan tujuan yang sangat penting sekarang satu cara penanggulangannya adalah memperkecil area getaran mesin yang rebut sebagai contoh dengan membuatnya sekecil mungkin atau mengisolasinya dari lantai dan dndingnya. J;, ! karena dengan adanya lantai dan dinding tersebut maka $rekwensi yang
didengar oleh manusia akan lebih kecil dikarenakan $rekwensi yang dikeluarkan oleh bunyi telah terbagi. "#. Delombang berdiri dapat dikatakan disebabkan oleh inter$erensi pada ruang, sementara layangan dapat dikatakan disebabkan oleh inter$erensi pada waktu. JelaskanM J;,! Delombang berdiri disebabkan oleh inter$erensi pada ruang karena
gelombang berdiri dihasilkan dari sumber yang bergetar pada $rekuensi resonan alaminya. Sedangkan layangan disebabkan oleh inter$erensi pada waktu karena layangan merupakan gelombang bunyi dari kedua sumbu yang saling berint er$erensi
dan tingkat suara pada posisi tertentu naik dan turun secara bergantian, sehingga menyebabkan perubahan intensitas yang teratur. ". 7ada Db."#%"N jika $rekwensi pengeras suara di turunkan apakah titik > dan bergerak saling berjauh atau mendekat J;, + karena titik tersebut akan saling mendekati.
";. Db."#%# menunjukkan berbagai posisi seorang anak yang bergerak di ayunan itu seorang pengamat meniup peliupnya didepan si anak itu pada posisi bagaimana si anak akan mendengar $rekwensi tertinggi untuk bunyi dari peluit tersebutK Jelaskan penalaran anda J;,. !pada posisi A karena semakin besar jarak yang diberikan maka akan
semakin besar pula bunyi yang dihasilkan. "E. Jika angin bertiup, apakah akan berubah $rekwensi bunyi yang didengar orang yang diam terhadap sumberK Apakah panjang gelombang atau kecepatan berubahK J;, ! iya, karena angin dapat mempengaruhi $rekwensi suatu bunyi yang berubah
adalah kecepatan.
SOAL5SOAL PERHITUNGAN SUBBAB 1251
". Seorang pejalan kaki menentukan panjang danau dengan mendengarkan gema teriakannya yang dipantulkan oleh tebing di ujung danau berlawanan. 4a mendengar gema tersebut ".E s setelah berteriak. 7erkirakan panjang danau M #. (4) Seorang pelaut memukul sisi perahunya persis di bawah garis permukaan air. 4a mendengar gema bunyi yang dipantulkan dari dasar samudra persis dibawahnya pada waktu #./ sekon kemudian. Berapa kedalaman samudra di tempat ituK. . Seorang melihat batu yang berat menimpa trotoar beton. 2idak lama kemudian dua suara didengar dari tumbukan tersebut. Satu merambat di udara dan yang lainnya dibeton, dan jaraknya ".; sekon. Berapa jauh tumbukan tersebut terjadiK ;. Jika kamera dicontoh mem$okuskan dengan tepat pada #//> berapa persen kesalahan yang akan terjadi dalam perhitungan jarak ketika digunakan pada temperatur //>K
SUBBAB 1252
E. Berapa intensitas bunyi pada tingkat rasa sakit "#/ dB. Bandingkan dengan bisikan pada #/ dB.
1. Berapa tingkat intensitas bunyi yang intensitasnya adalah #./ O "/%1 +8m#K
SUBBAB 125
N. ua gelombang bunyi memiliki simpangan amplitudo yang sama, tetapi yang satu memiliki $rekuensi dua kali lipat dari yang lain. Berapa perbandingan intensitasnyaK
SUBBAB 1254
F. Senar A pada biola memiliki $rekuensi dasar ;;/ z. 7anjang bagian yang bergetar adalah # cm dan massa /.E gr. engan tegangan berapa senar harus dipasangK L. 2entukan panjang pipa organa terbuka yang memainkan > tengah (#1# z) ketika temperatur sebesar #"/>K "/. Sebuah tabung serba sama yang kecil dengan panjang ".F/ m terbuka kedua ujungnya. 2abung ini beresonansi pada dua harmoni yang berurutan dengan $rekuensi #NE z dan / z. Berapa laju bunyi pada gas di dalam tabungK "". Sebuah pipa di udara pada #/ /> dirancang untuk menghasilkan dua harmoni berurutan pada #;/ z dan #F/ z. Berapa panjang pipa, dan apakah terbuka atau tertutupK "#. Berapa banyak nada tambahan yang ada di dalam jangkauan yang dapat terdengar untuk pipa organa yang panjangnya #.;; m pada #/ />K a. Jika terbuka K b. Jika tertutupK
SUBBAB 125
". 3rekuensi utama pada sirine polisi tertentu adalah "F// z ketika dalam keadaan diam. Berapa $rekuensi yang anda dengar jika anda bergerak dengan laju /./ m8sK a. 'endekati mobil b. 'enjauhi mobil ";. Seekor kelelawar yang diam mengirimkan gelombang bunyi ultrasonic E/.///./// z dan menerimanya kembali dari benda yang secara radial menjauhinya dengan laju #E./ m8s. berapa $rekuensi bunyi yang diterimaK
SOAL5SOAL UMUM
"E. Sebuah batu dijatuhkan dari puncak tebing. 7ercikan yang dihasilkannya ketika menimpa air dibawahnya terdengar .E detik kemudian. Berapa tinggi tebingK
JA
". ik
! t ".E sekon P ; m8s
it
!
7eny
!
7anjang Q.K
t Panjang V panjang
tOP ".E O ; m8s E";.E m
#. ik
! t #./ sekon P ; m8s
it
! edalaman QQK
7eny
! t
!dalamanV
kedalaman t O P #./ O ; m8s 1F1 m . R V" V #da$a1.4 3431.4 #;E m ;. dik
! suhu #//> P ; m8s
it
! 7ersen QQ.K
7eny
! t ja$a V 2 m343 m/s E.L m8s
Jarak total sekarang adalah # O #/ meter ;/ meter Jadi ! t 40 m!"!$ 343 m/s ""1 m8s 'aka pada suhu //> =aju bunyi di udara " m8s t ja$a V 2 m!"!$ 331 m/s 1 s Jarak total # O #/ ;/ meter t 40 331 "#/ s jadi persen kesalahannya adalah 120 326 O "// E/.F
SUBBAB 1252
E. "#/ dB "/ log
"/"# ".
("/"#) ("/%"#) "/ +8m#
#/ dB
"/ log
"/# Jadi "
("/#) ("/%"#) "/%"/ +8m#
1. T
"/ log
T
"/ log (#./ +8m# . "/m#) #;/ dB
SUBBAB 125
N. A 1%&12PV A# ( 1%& )# O 12PV #7P O A# ( 1%& )# 4 (<$)# O #7P O A# 4QQ persamaan " <# O #$ # O #7P O A# 4QQQ.persamaan # 4
#
Jadi perbandingan intensitasnya adalah # kali lebih besar dari intensitas gelombang yang sebelumnya.
SUBBAB 1254
F.
P 'T/m/l U catatan P ; m8s
P#
'Tm/l
32
P# O m/l (;# O /.///E8 /.# m "#F.1F kg8s
L.
7ada #"/>, laju bunyi udara adalah ;.1 m8s
$
v2l
#l
V&
343.6 m/s262 ) =1.31 m
=
1.312 /.1EE m
"/. ik
! V ".F/ meter $ / z C #NE z EE z
it 7eny
! P Q..K ! V V& P *& 1.0 /. m8s
"". 7ada suhu #// > laju bunyi di udara adalah ; m8s 3rekuensi #;/ hz dan #F/ hz 'aka V " V&1 343 m/s240 ) ".; m
V" 0 V # ".; 0 ".##E #.1EE m
V #
V&2 343 m/s20 ) ".##E m
7anjang pipa organa tersebut termasuk pipa terbuka. "#. a. pipa terbuka $ "
V2l 3432 - 2.44 3434. N/. z
*ada%nada tambahan yaitu ";/.1 z, #"/.L z, dan #F".# z dan seterusnya. b. pipa tertutup $ "
V4l 3434 - 2.44 343.6 E."; z
2etapi hanya harmoni ganjil yang akan ada. Sehingga tiga nada tambahan yaitu "/E.;# z dan "NE z dan #;E z.
SUBBAB 125
". a. $ " 1+ V0V $ 1+ 30343 . "F//
343343+ 30343. "F// 33343 . "F// "LEN.; hz b. $ "
1% V0V $ 1% 30343 . "F// 343343% 30343. "F// 313343 . "F// "1;#.1 hz $"
";.
1% V0V $
1% 2343 . E//// 343343% 2343. E//// 31343 . E//// ;1EE.N hz
SOAL5SOAL UMUM
"E. ik
! t .E detik P bunyi ; m8s
it 7eny
! jarak QQK ! t ja$alaj# jarak t O laju .E O ; m8s "#//.E m
Jadi tinggi tebing adalah "#//.E meter.
