INTENSITAS GELOMBANG BUNYI Energi Energi yang yang dipindahka dipindahkan n oleh gelombang gelombang biasanya dinyataka dinyatakan n dalam intensitas intensitas gelombang gelombang (I). (I). Intensita Intensitass gelombang didefinisikan sebagai daya gelombang yang dipindahkan melalui bidang seluas satuan yang tegak lurus pada arah cepat rambat gelombang.
Jika gelombang memancar dari sumber gelombang ke segala arah, maka gelombangnya merupakan gelombang tiga dimensi. Contohnya adalah gelombang bunyi yang memancar di udara, gelombang gempa bumi, dan gelombang cahaya. Jika medium yang dilalui gelombang tiga dimensi adalah serba sama(isotropik ) maka muka gelombang yang dipancarkan berbentuk bola yang berjari jari r . Persamaan Persamaan berubah menjadi
Intensita Intensitass gelombang gelombang semakin kecil seiring seiring dengan dengan semakin semakin jauhnya jauhnya jarak jarak dari sumber bunyi. ari ari sini terlihatlah bah!a intensitas bunyi berbanding terbalik dengan jarak. Pelajari persamaan di ba!ah ini intensitas dari bunyi yang sama didengar dari jarak yang berbeda
Contoh Soal Jarak Jarak P ke sumber gempa gempa " kali jarak jarak # ke sumber gempa gempa . Jika intensitas intensitas gempa gempa di # sama dengan berapa berapa intensitas gempa yang dirasakan di P$
%. &iga &iga titik ', dan C masing masing masing masing berjar berjarak ak %* m, +* m dan * m dari sumber sumber bunyi bunyi seperti seperti pada gambar %* m SUMBE
' +* m
R BUNYI
* m C Jika intensitas bunyi di titik ' adalah % /.m /.m0", maka perbandingan intensitas bunyi bunyi di titik dan C adalah ....( %1 2 3)
7 " 2. 4uatu gelombang gempa terasa di 5alang dengan intensitas 1 6 %* /8m . 4umber gempa
berasal dari suatu tempat yang berjarak +** km dari 5alang. Jika jarak antara 5alang dan 4urabaya sebesar %** km dan ketiga tempat itu membentuk segitiga siku0siku dengan sudut siku0 siku di 5alang, maka hitung intensitas gempa yang terasa di 4urabaya - (7, 6 %* 7 /8m")
TARAF INTENSITAS
&elinga manusia adalah detektor bunyi yang peka yang mampu mendengar bunyi dengan selang intensitas yang lebar yaitu sekitar Intensitas
. adalah intensitas yang terkecil yang masih dapat didengar oleh telinga manusia
sedangkan adalah intensitas yang terbesar yang masih dapat didengar oleh manusia tanpa rasa sakit. 9amun kuat bunyi yang didengar manusia tidaklah berbanding lurus dengan dengan besar intensitas bunyi, artinya jika suatu bunyi kita dengar lalu intensitasnya kita naikkan dua kali lipat, ternyata telinga mendengarnya sama dengan bunyi sebelumnya. &elinga akan mendengar suatu bunyi dua kali lipat semula kerasnya jika intensitasnya dinaikkan %** kali semula, hubungan seperti ini disebut denganlogaritmis . :leh karena itulah skala pengukuran juga skala logaritmik . erdasarkan penjelasan di aas maka kuat bunyi yang diukur oleh alat akur bunyi tidak lgi dinyatkan dalam melainkan dalam . esaran ini dinamakan taraf intensitas (&I) atau intensitas relatif yang secara matematis dinyatakan dalam persamaan
;ntuk n buah sumber bunyi identik, misalnya ada n sirine yang dinyalakan bersama0sama, maka besarnya taraf intensitas bunyi dinyatakan sebagai 2
TI % adalah taraf intensitas bunyi untuk satu buah sumber. Jika didengar di dua titik yang jaraknya berbeda, besar intensitas bunyi di titik ke0" bisa dinyatakan sebagai 2
%. 4ebuah sumber bunyi mempunyai Intensitas unyi sebesar %* 01 /att8m". Jika Intensitas ambang pendengaran Io < %*0%" /8m" 5aka besar taraf intensitas bunyi tersebut adalah .... ". Jika taraf intensitas bunyi dari sebuah mesin jet adalah 110 dB, maka intensitas bunyi mesin tersebut adalah . . . . +. &araf intensitas dari sebuah mesin 7* d, bila dalam suatu ruangan pabrik terdapat %** mesin sejenis di hidupkan bersama, maka taraf intensitas gabungannya menjadi = . . &araf intensitas bunyi sebuah sepeda motor saat mesin hidup adalah * d. Jika "* sepeda motor yang sejenis serempak mesinnya hidup (log "<*,+), maka taraf intensitas menjadi.....
EFEK DOPPLER
Efek oppler ini dirumuskan dalam persamaan sebagai berikut
fp < frek!ensi pendengar (>?) fs < frek!ensi sumber (>?) @ < cepat rambat bunyi (m8s) @ p < kecepatan gerak pendengar (m8s) @s< kecepatan gerak sumber bunyi (m8s) @ p bernilai positif jika pendengar mendekati sumber bunyi @ p bernilai neatif jika pendengar menjauhi sumber bunyi @ p < * jika pendengar diam terhadap sumber @s bernilai positif jika sumber menjauhi pendengar @s bernilai neatif jika sumber mendekati pendengar @s <* jika diam terhadap sumber %. 4ebuah ambulans bergerak sambil membunyikan sirine dengan laju 7 m8s mendekati seorang anak yang sedang berdiri di tepi jalan. Jika cepat rambat bunyi di udara +* m8s dan frekuensi yang didengar oleh anak tersebut 1* >?, maka frekuensi sirine ambulans adalah.... (1A* >?) ". 5obil polisi bergerak dengan kecepatan "* m.s 0% sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 1* >? mengejar seorang pengendara sepeda motor. Jika pengendara sepeda motor tersebut mendengar bunyi sirine dengan frekuensi 11* >? dan kecepatan bunyi di udara +* m.s 0%, maka kecepatan sepeda motor adalah ... . +. 4eorang anak bergerak dengan kecepatan mendekati sumber bunyi yang diam, frek!ensi sumber bunyi 1* >? .4etelah sampai di sumber bunyi orang tersebut bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama . Jika kecepatan sumber bunyi di udara maka perbandingan frek!ensi yang didengar ketika bergerak mendekati sumber dengan frek!ensi menjauhi sumber adalah...
C:9&:> 4ebuah sumber bunyi bergetar dengan daya %*B !att, berapakah intensitas dan taraf intensitasnya pada jarak %* cm$ Penyelesaian
besar intensitas
esar taraf intensitas
>;;9'9 &'D' I9&E94I&'4 E9'9 J'D'F &araf intensitas bunyi pada jarak adalah desibel, adapun pada jarak maka persamaannya adalah sebagai berikut
taraf intensitasnya adalah
dan
dengan menggunakan rumus dasar logaritma maka bagian dalam kurung dapat kita sederhanakan menjadi
selanjutnya ruas kanan kita sederhanakan
esar intensitas berbanding terbalik dengan kuadrat jarak maka persamaan di atas dapat diubah menjadi
,
Aplikasi/Pemanfaatan Gelombang Bunyi
(1) Aplikasi Ultrasonik. Gelomban ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk berbaai ma!am keperluan antara lain" a)
ka!amata tunanetra, dilenkapi denan alat penirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan peniriman
dan penerimaan ultrasonik. #erhatikan bentuk ka!a tuna netra pada ambar berikut.
b)
menukur kedalaman laut, untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui !epat rambat bunyi ($) dan
selan %aktu (t), peniriman dan penerimaan pulsa adalah "
!)
alat
kedokteran,
misalnya
pada
pemeriksaan
U&G
(ultrasonografi).
&ebaai
!ontoh, scaning
ultrasonic dilakukan denan menerak'erakan probe di sekitar kulit perut ibu yan hamil akan menampilkan ambar sebuah janin di layar monitor. enan menamati ambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan, perkembanan, dan kesehatan janin. idak seperti pemeriksaan denan sinar *, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bai ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau penujian denan ultrasoni! tidak merusak material yan dile%ati, maka disebutlah penujian ultrasoni! adalah penujian tak merusak (non destructive testing , disinkat NDT). ehnik s!annin ultrasoni! jua diunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak) dan otak. #embuatan perankat ultrasound untuk menhilankan jarinan otak yan rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. +enan !ara ini, pasien tidak perlu menjalani pembedahan otak yan berisiko tini. #enhilanan jarinan otak yan rusak bisa dilakukan tanpa harus memoton dan menjahit kulit kepala atau sampai melubani tenkorak kepala.
() -anfaat !epat rambat bunyi dalam kehidupan sehari'hari yaitu" a)
epat rambat elomban bunyi jua dimanfaatkan oleh para nelayan untuk menetahui sian dan malam.
b)
#ada malam hari kita mendenar suara lebih jelas daripada sian hari karena kerapatan udara pada
malam hari lebih rapat dibandinkan denan sian hari.
(/) esonansi sanat bermanfaat dalam kehidupan sehari'hari. a)
#emanfaatan resonansi pada alat musik seperti serulin, kendan, beduk dan lainnya.
() -anfaat pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari'hari, antara lain" a)
menentukan kedalaman laut
#ada dindin kapal baian ba%ah dipasan sebuah sumber etaran (osilator). i dekat osilator dipasan alat penerima etaran (hidrofon). Jika %aktu etaran (bunyi) merambat (t) sekonuntuk menempuh jarak bolak'balik yaiu 2 meter, maka !epat rambat dapat dihitun sebaai berikut.
i mana" $ 3 !epat rambat bunyi (m4s) 2 3 dalamnya laut (m) t 3 %aktu (t) b)
melakukan sur$ei eofisika
mendeteksi, menentukan lokasi dan menklasifikasikan anuan di bumi atau untuk meninformasikan struktur bumi, mendeteksi lapisan batuan yan menandun endapan minyak !)
prinsip pemantulan ultrasonik dapat diunakan untuk menukur ketebalan pelat loam, pipa dan
pembunkus loam yan mudah korosi (karat). d)
-endeteksi retak'retak pada struktur loam
Untuk mendeteksi retak dalam struktur loam atau beton diunakan scanning ultrasoni! inilah yan diunakan untuk memeriksa retak'retak tersembunyi pada baian'baian pesa%at terban, yan nanti bisa membahayakan penerbanan pesa%at. alam pemerikasaan rutin, baian'baian pentin dari pesa%at di'scaning se!ara ultrasoni!. Jika ada retakan dalam loam, pantulan ultrasoni! dari retakan akan dapat dideteksi. etakan ini kemudian diperiksa dan seera diatasi sebelum pesa%at diperkenankan terban.
