(Krisno,. 2008) 1
KEGIATAN BELAJAR 1
Tujuan pembelajaran : 1.
Siswa
dapat
membedakan
masing-masing
2
perbedaan
infrasonik, audiosonik dan ultrasonik melalui studi pustaka dengan percaya diri 2.
Siswa dapat mengidentifikasi 3 macam organ penyusun sistem kordinasi dan indera(khususnya telinga) pada manusia melalui diskusi dengan cermat dan teliti
3.
Siswa dapat mendata menimal 3 contoh kelainan dan penyakit pada alat indera (khususnya telinga) yang biasa dijumpai dalam kehidupan sehari-hari dan upaya mengatasinya melalui pengalaman didalam kehidupan sehari-hari dengan jujur dan bertanggung jawab
Kata kunci : Infrasonik, Audiosonik, Ultrasonik, Telinga, Cepat Rambat
A. Bunyi 1. Bunyi adalah getaran Coba pegang tenggorokanmu dan bersuara. Apa yang yang kamu rasakan? Bunyi dihasilkan
oleh
benda-benda
yang
bergetar. Misalnya, kecipak air kolam, desah angin di pepohonan, dan suara
Gambar 1. Kecipak Air Sumber : http://arsiparmansyah.files.wordpress.com
anjing menggonggong. menggonggong. Jadi, bunyi adalah gejala yang ditimbulkan dari suatu benda yang bergetar. Akan tetapi, tidak semua getaran dapat menghasilkan bunyi. Ada beberapa benda yang bergetar, namun bunyinya tidak dapat didengar. Jika jumlah getaran suatu benda tiap satuan waktu tidak
2
KEGIATAN BELAJAR 1
Tujuan pembelajaran : 1.
Siswa
dapat
membedakan
masing-masing
2
perbedaan
infrasonik, audiosonik dan ultrasonik melalui studi pustaka dengan percaya diri 2.
Siswa dapat mengidentifikasi 3 macam organ penyusun sistem kordinasi dan indera(khususnya telinga) pada manusia melalui diskusi dengan cermat dan teliti
3.
Siswa dapat mendata menimal 3 contoh kelainan dan penyakit pada alat indera (khususnya telinga) yang biasa dijumpai dalam kehidupan sehari-hari dan upaya mengatasinya melalui pengalaman didalam kehidupan sehari-hari dengan jujur dan bertanggung jawab
Kata kunci : Infrasonik, Audiosonik, Ultrasonik, Telinga, Cepat Rambat
A. Bunyi 1. Bunyi adalah getaran Coba pegang tenggorokanmu dan bersuara. Apa yang yang kamu rasakan? Bunyi dihasilkan
oleh
benda-benda
yang
bergetar. Misalnya, kecipak air kolam, desah angin di pepohonan, dan suara
Gambar 1. Kecipak Air Sumber : http://arsiparmansyah.files.wordpress.com
anjing menggonggong. menggonggong. Jadi, bunyi adalah gejala yang ditimbulkan dari suatu benda yang bergetar. Akan tetapi, tidak semua getaran dapat menghasilkan bunyi. Ada beberapa benda yang bergetar, namun bunyinya tidak dapat didengar. Jika jumlah getaran suatu benda tiap satuan waktu tidak
2
memenuhi bilangan tertentu maka bunyi yang dihasilkan tidak dapat didengar. Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah: 1. Ada sumber bunyi 2. Ada medium (zat perantara) perantara) perambatan bunyi bunyi 3. Ada alat penerima penerima bunyi Sumber
Udara
Penerima
Gambar 2. Perambatan Bunyi Melalui Udara Sumber : http://3.bp.blogspot.com/ http://3.bp.blogspot.com/
Apakah dalam
manusia
mendengar?
memiliki
Bunyi
yang
batasan dapat
Coba Pikirkan ?
Ketika terjadi hujan lebat, sering terjadi kilat dan guntur. Coba pikirkan, kilat dan Guntur terjadi bersamaan atau bergantian?
didengar telinga manusia normal memiliki frekuensi antara 20 getaran tiap detik (hertz = Hz) sampai dengan 20.000 getaran tiap detik (hertz = Hz). Bunyi dalam daerah frekuensi ini ini disebut disebut audiosonik. audiosonik. Bunyi yang yang
frekuensinya kurang dari 20 Hz tidak dapat didengar telinga manusia normal. Bunyi pada daerah frekuensi ini disebut infrasonik. Demikian juga bunyi dengan frekuensi di atas 20.000 Hz. Bunyi pada daerah frekuensi ini disebut ultrasonik. Telinga manusia juga membutuhkan bunyi dengan kekuatan atau tingkat intensitas yang tepat agar enak didengar. Satuan tingkat intensitas bunyi adalah desibel (dB). Bunyi terpelan yang masih dapat didengar telinga manusia normal memiliki intensitas sekitar 1 dB. Bunyi yang intensitasnya 120 dB atau lebih bisa sangat menyakitkan telinga, bahkan dapat merusak telinga.
3
Kenapa kelelawar dapat terbang pada malam hari, tanpa harus takut menabrak hewan
obyek
yang
dengan
didepanya?
dapat
Banyak
mendengar
bunyi
infrasonik
atau
frekuensi
ultrasonik. Jangkrik dan anjing dapat mendengar
infrasonik.
Ngengat,
ikan
paus, dan burung hantu dapat menangkap ultrasonik. Kelelawar dianggap memiliki
Gambar 3. Jangkrik dapat Mendengar Bunyi dengan Frekuensi Infrasonik Sumber : Penulis (2013)
radar alam karena mampu menghasilkan ultrasonik yang dipancarkan ke semua arah dan mampu juga menangkap pantulannya. Kelelawar memiliki mata faset yang tidak memungkinkannya untuk melihat jauh, apalagi pada malam hari. Uniknya, Tuhan mencipta kelelawar justru untuk hidup di tempat gelap dan terbang pada malam hari. Maka, bayangkan jika kelelawar berpikir bahwa sumber kekuatannya hanya pada penglihatan. Ia pasti takkan Gambar 4. Anjing dapat Mendengar Bunyi dengan Frekuensi Infrasonik Sumber : Penulis (2013)
pernah
terbang
karena
takut
menabrak
benda-benda keras yang dapat melukainya. Ia tidak dapat mencari makanan dan tempat
tinggal, lalu akhirnya mati. Ternyata Tuhan memberinya kelebihan lain, yang disebut ekolokasi , Yakni kemampuan memperkirakan jarak benda dengan mendengarkan pantulan bunyi yang berfrekuensi ultrasonik. Dengan demikian kelelawar dapat terbang cepat tanpa takut menabrak berbagai benda. Selain itu lumba-lumba juga dapat berkomunikasi dengan lawan jenisnya dari dari jarak jauh dengan dengan menggunakan menggunakan ultrasonik.
4
Gambar 5. Kelelawar dan Lumba-lumba dapat Mendengar Bunyi dengan Frekuensi Ultrasonik Sumber : http://miac.unibas.ch/, http://www.uniknya.com
Kemampuan
ekolokasi
pada
kelelawar,
lumba-lumba
dapat
berkomunikasi dengan lawan jenisnya. Ini menunjukkan bahwa Tuhan selalu melengkapi setiap ciptaanNya sesuai dengan yang dibutuhkan makhluk hidup. Dalam kehidupan sehari-hari, ultrasonik dimanfaatkan dalam berbagai bidang, yaitu a. bidang untuk
kedokteran, diagnosa
dimanfaatkan
dan
pengobatan,
untuk menghancurkan tumor atau batu ginjal, dan untuk mempelajari bagian-bagian
tubuh
yang
tidak
boleh terkena sinar X, misalnya janin dalam kandungan. b. untuk
membunuh
bakteri
dalam
Gambar 6. Ultra Sound dengan Teknologi Ultrasonik untuk Melihat Kondisi Janin di dalam Perut Sumber : http://thefuturisticlovers. files. wordpress.com
makanan yang akan diawetkan. c. untuk membuat campuran logam agar rata. d. alat kontrol jarak jauh (remote control ). 2. Telinga sebagai komponen bunyi Telinga adalah indra pendengar yang peka terhadap rangsang getaran dan suara. Apakah telinga semua mahluk hidup sama?. Gelombang suara adalah molekul-molekul udara yang bergerak membentuk gelombang.
5
Getaran suara atau bunyi ditangkap oleh telinga dan diubah menjadi impuls. Impuls akan diteruskan oleh saraf pendengar ke otak dan kemudian otak mengolahnya sehingga kita mendengar bunyi. Telinga manusia dapat mendengar gelombang suara pada frekuensi 20-20.000 Hz, namun paling sensitif pada frekuensi 800-8.500 Hz. Telinga manusia terbagi menjadi tiga bagian, yaitu telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam. 1. Telinga luar a. Daun telinga membantu mengarahkan gelombang suara ke telinga tengah. b. Saluran telinga
yang sempit menuju ke tengah
disebut
saluran
telinga/lubang telinga. Saluran telinga menyalurkan
gelombang
suara
ke
telinga tengah. 2. Telinga tengah
yang
Telinga
tengah
merupakan
berisi
udara.
Rongga
rongga
udara
Gambar 7. Bagian-bagian Telinga Sumber : http://t3.gstatic.com/
ini
berhubungan dengan rongga mulut melalui pembuluh Eustachius. Pembuluh Eustachius berfungsi untuk menjaga agar tekanan udara didalam dan diluar rongga telinga sama besar. Jika secara tiba-tiba terjadi perbedaan tekanan udara misalnya saat kita naik pesawat terbang, telinga terasa sakit. Agar tekanan udara kembali seimbang, kita dapat menelan ludah atau menguap. Bagian telinga tengah terdiri atas : a. Selaput telinga yang disebut gendang telinga atau membran timpani adalah membran yang bergetar di ujung saluran telinga. Sel-sel di dalam saluran telinga menghasilkan suatu zat kimia seperti lemak, disebut juga lilin telinga. Lilin telinga membantu mengeluarkan serangga dan materi asing lain keluar dari telinga dan mempertahankan gendang telinga tetap lunak.
6
b. Tiga tulang kecil merupakan bagian-bagian utama
telinga
bentuknya,
tengah.
Tulang landasan
Berdasarkan
tulang- tulang itu disebut
tulang martil, landasan dan sanggurdi. Tulang-tulang
ini
sangat
kecil
dan
berhubungan satu dengan yang lain dan
Tulang martil
berhubungan dengan membran di telinga dalam. Fungsi dari tiga tulang tersebut
Tulang sanggurdi
Gambar 8. Tiga Tulang Kecil pada Telinga Sumber : http://google.com/
adalah untuk meneruskan getaran suara dari gendang telinga ke tingkap jorong (tingkap oval). 3. Telinga dalam a. Koklea adalah kata latin yang berarti rumah siput. Koklea adalah ruang berpilin di dalam telinga yang mengandung sel-sel saraf dan berisi cairan limfa. Masing- masing sel saraf di dalam koklea dihubungkan dengan sebuah saraf besar, yaitu saraf pendengar. Saraf pendengar membawa pesan suara ke otak. Pada koklea yang berhubungan dengan telinga tengah terdapat dua lubang berselaput, yaitu tingkap oval dan tingkap bundar. b. Tiga saluran setengah lingkaran yang membantu kita mempertahankan keseimbangan. Didalam tiga saluran setengah lingkaran terdapat cairan endolimfa. Ujung setiap pangkal tiga saluran setengah lingkaran ini disebut ampula. Di dalam ampula berkumpul ujung-ujung saraf yang berhubungan dengan otak. Apabila kepala digerakan cairan endolimfa didalam tiga saluran setengah lingkaran bergerak dan merangsang ujungujung saraf. Selanjutnya ujung saraf mengirim rangsang tersebut ke otak untuk diolah. Kemudian otak akan memerintah otot untuk bekerja menjaga keseimbangan.
7
3. Proses Mendengar Proses mendengar berlangsung sebagai berikut: a. Gelombang bunyi merambat di udara. b. Bunyi ditangkap oleh daun telinga, kemudian masuk melalui saluran telinga dan menggetarkan gendang telinga. c. Getaran pada gendang telinga diteruskan oleh tulang pendengar (tulang martil, tulang landasan, dan tulang sanggurdi) menuju ke tingkap oval. d. Tingkap oval bergetar e. Cairan limfa diseluruh sebelah atas rumah siput bergetar f. Cairan limfa meneruskan getaran kecairan limfa disaluran tengah rumah siput g. Getaran merangsang sel-sel sensorik pada membaran h. Ujung saraf pendengar meneruskan implus (getaran) kepusat pendengar diotak. i. Pusat pendengar akan mengolah getaran dan membuat kita mendengar. j. Getaran cairan limfa diteruskan ke tingkap bundar yang ada dibagian luar telinga tengah, dan tekanan yang ada ditekanan rumah siput. Dibawah ini diperlihatkan gambar organ telinga manusia.
Daun telinga
Gambar 9. Organ telinga Sumber : http://google.com/
8
Begitu besar kebesaran Tuhan, organ telinga yang disusun sedemikian rupa , sehingga kita dapat mendengar bunyi dengan jelas.
Untuk memahami
materi yang disajikan dan untuk memperjelas pemahaman anda lakukan diskusi dibawah ini!
LEMBAR DISKUSI SISWA (LDS) INDRA PENDENGARAN MANUSIA (TELINGA)
A. Tujuan 1. Siswa dapat mengidentifikasi penyusun sistem koordinasi dan indera (khususnya telinga) pada manusia dengan cermat dan teliti 2. Siswa dapat menyebutkan masing-masing bagian telinga dengan bertanggung jawab. B. Landasan Teori Telinga adalah organ
untuk mendeteksi adanya gelombang suara.
Gelombang suara adalah molekul-molekul udara yang bergerak membentuk gelombang. Telinga manusia terbagi menjadi tiga bagian, yaitu telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam. 1. Telinga luar 2. Telinga tengah 3. Telinga dalam C. Cara Kerja 1. Cermati
gambar
yang
tersedia
bersama-sama
dengan
anggota
kelompokmu. 2. Berilah keterangan gambar pada tempat yang telah disediakan. 3. Isilah tabel pengamatan dengan tepat. 4. Berperan aktiflah dengan teman kelompokmu dan ciptakan suasana diskusi yang kondusif. 5. Setelah semua terisi hasil diskusi dipresentasikan pada diskusi kelas.
9
D. HASIL DAN PEMBAHASAN Lengkapillah keterangan pada gambar dibawah ini. 7
6
Keterangan : 1.………………………….. 2.………………………….. 3.………………………….. 4.………………………….. 5.………………………….. 6.………………………….. 7.…………………………..
Gambar 10. Organ telinga Sumber : http://google.com/
Lengkapi dan jelaskan tabel berikut ini sesuai nomor pada gambar ! NO 1 2 3 4 5 6 7
NAMA ORGAN …………… …………. …………… …………… …………… …………… ……………
FUNGSI ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ……………………………………………………………… ………………………………………………………………
Lengkapilah tabel berikut ini. NO 1 2 3
BAGIAN Telinga luar Telinga tengah Telinga dalam
TERDIRI DARI …………………………………………………………… …………………………………………………………… ……………………………………………………………
E. KESIMPULAN ………………………………………………………………………………………………………………………………. ……………………………………………………………………………………………………………………………….
10
4. Perambatan Bunyi Bagaimana
bunyi
dapat
sampai terdengar ke telinga kita? Bunyi dapat merambat melalui bermacam-macam
medium,
seperti benda padat, cair, dan gas. Getaran bunyi yang sampai ke
telinga
pada
umumnya
merambat melalui medium udara.
Gambar 11. Perambatan Bunyi ke Telinga Sumber : http://psibkusd.files.wordpress.com
Rambatan bunyi tersebut dalam bentuk gelombang longitudinal. Laju rambat bunyi di dalam zat padat lebih cepat dibandingkan dengan laju rambat bunyi di udara. Jika bunyi mengenai zat padat maka molekul-molekulnya akan bergetar.
Pada
saat
semua
molekul
bergetar secara bersamaan, muncul suatu
Gambar 12. Perambatan Bunyi pada Zat Padat Sumber : Penulis(2013)
daerah bertekanan tinggi yang akan segera berpindah ke daerah bertekanan rendah. Demikian
seterusnya
sehingga
bunyi
merambat melalui zat tersebut. Karena letak molekul-molekul zat padat sangat berdekatan maka bunyi dapat berpindah lebih cepat dibandingkan pada zat cair atau
Coba Pikirkan ?
Bunyi dapat merambat melalui bermacam-macam medium, seperti benda padat, cair, dan gas. Coba pikirkan, apakah bunyi dapat terdengar didalam ruang hampa?
gas. Laju rambat bunyi di dalam zat cair tidak sebesar di dalam zat padat, tetapi lebih besar dibandingkan dengan laju rambat bunyi di dalam gas. Hal ini karena jarak antarmolekul zat cair lebih jauh dibandingkan dengan jarak antarmolekul zat padat, namun lebih dekat
11
dibandingkan dengan jarak antarmolekul gas. Syarat agar bunyi dapat didengar manusia, yaitu a. frekuensinya antara 20 Hz – 20.000 Hz (daerah audiosonik). b. kekuatannya 1 dB atau lebih. c. ada zat perantara berupa gas, zat cair, atau zat padat. d. diterima oleh telinga orang normal dan dalam keadaan sadar. 5. Laju rambat bunyi Apakah bunyi memerlukan waktu untuk perambatannya? Bunyi akan merambat melalui udara dengan kecepatan tertentu sehingga bunyi memerlukan waktu untuk dapat sampai ke pengamat. Rambatan bunyi di udara adalah rambatan gelombang. Seperti halnya gelombang, bunyi juga merambat di udara dengan laju tertentu. Laju rambat bunyi adalah jarak yang ditempuh oleh bunyi tiap satuan waktu.
s=vxt
v = laju rambat bunyi (m/s) s = jarak yang ditempuh (m) t = waktu tempuh (s) Contoh Soal Soal Ledakan petasan terdengar 4 sekon setelah terlihat percikan api. Berapa cepat rambat bunyi diudara saai itu , jika jarak antara petasan dengan pengamat 1, 2 km(dengan ketentuan cepat rambat udara diabaikan)?. Pembahasan Diketahui :t=4s s = 1, 2 km = 1200m Ditanya : v =.......? Jawab
:v=
=
= 300 m/s Jadi cepat rambat di udara 300 m/s
12
Tabel 1. Cepat Rambar Gelombang pada Beberapa Medium Medium
V (m/s)
Udara
331
Oksigen
317
Hydrogen
1286
Air
1490
Air laut
1530
Timbal
1230
Alumunium
5100
Tembaga
3560
Besi
5130
Batu granit
6000
Cepat rambat bunyi dalam gas tidak bergantung pada tekanan, melainkan bergantung pada suhu. Misalnya perambatan bunyi pada siang dan malam hari berbeda. Pada malam hari suhu udara pada permukaan air lebih rendah dari pada bagian atas, maka partikel udara akan bergerak turun. Bunyi di pantai akan terdengar oleh orang diatas perahu. Pada siang hari suhu udara pada permukaan air lebih tinggi dari pada bagian atas, sehingga partikel udara akan bergerak keatas. Bunyi dari sumber bunyi dipantai tidak dapat terdengar oleh orang diatas perahu. Makin tinggi suhu gas makin besar cepat rambat bunyi. Oleh karena bunyi merupakan suatu gelombang, dapat dituliskan: v=
λ
=λ.f
T
Keterangan : v
= laju rambat bunyi (m/s)
T
= Periode bunyi (s)
λ
= Panjang gelombang bunyi (m)
13
Contoh Soal Gelombang bunyi merambat di udara dengan kecepatan 300 m/s. jika panjang gelombangnya 25 cm. Berapakah frekuensi gelombang tersebut? Pembahasan Diketahui
: v = 300 m/s λ = 25 cm = 0,25 m
Ditanya
: f =.......?
Jawab
: v = λ.f f =
=
v λ 300 m/s 0,25 m
= 1200 Hz =
Jadi frekuensi gelombang tersebut adalah 1200 Hz 6. Kelainan dan Penyakit pada Telinga Telinga dapat mengalami kelainan-kelainan contohnya seperti berikut: 1) Radang telinga (otitas media) Penyakit ini disebabkan karena virus atau bakteri dan sering menyerang pada anak-anak. Gejalanya adalah sakit pada telinga, demam, dan pendengaran berkurang. Telinga akan mengeluarkan nanah dan kelainan ini dapat memecahkan gendang telinga.
14
Gambar 13. Radang Telinga
Sumber : http://cae2k.com
2) Labirintitis Labirintitis merupakan gangguan pada labirin dalam telinga. Penyakit ini disebabkan oleh infeksi, gegar otak, dan alergi. Gejalanya antara lain telinga berdengung, mual, muntah, vertigo, dan berkurang pendengaran. 3) Motion sickness
Gambar 14. Tornado yang dapat Menyebabkan Motion Sumber : http://google.co.id
Sickness
Pernahkah kamu menaiki wahana tornado di dufan? apa yang Anda rasakan setelah menaikinya? apakah Anda merasa pusing? atau ketika dalam perjalanan di laut, udara maupun darat kadang-kadang terjadi semacam rasa mual, pusing, dan muntah-muntah. Orang mengatakan ini adalah mabuk perjalanan atau disebut motion sickness . Mabuk perjalanan ini merupakan gangguan pada fungsi keseimbangan. Penyebabnya adalah rangsangan yang terus menerus oleh gerakan atau getaran-getaran yang terjadi selama
15
perjalanan, baik darat, laut maupun udara. Biasanya disertai dengan muka pucat, berkeringat dingin dan pusing. 4) Tuli Tuli atau tuna rungu ialah kehilangan kemampuan untuk dapat mendengar. Tuli dapat dibedakan menjadi dua macam, yaitu tuli konduktif dan tuli saraf. Tuli konduktif terjadi disebabkan oleh menumpuknya kotoran telinga di saluran pendengaran, sehingga mengganggu transmisi suara ke koklea. Tuli saraf terjadi bila terdapat kerusakan syaraf pendengaran atau kerusakan pada koklea khususnya pada organ korti.
Latihan 1 1. Sebutkan syarat terjadi dan terdengarnya bunyi? Bacaan untuk soal no 2-3 Suatu malam Vian bermaksud untuk menangkap kelelawar di kebun kakeknya. Dia mempersiapkan semua alat yang dibutuhkan meliputi senter, sepatu dan jaring. Setelah selang beberapa menit dia menemukan kelelawar yang dicarinya sedang bergelantungan di pohon. Vian pun dengan sigap menangkap kelelawar tersebut, walaupun dia berjalan dengan langkah yang pelan tetapi kelelawar tetap mengetahui kedatanganya sehingga kelelawar terbang. Vian mengejar kelelawar tersebut dan pada jam nya terlihat kecepatan larinya 0,5 m/s. pada akhirnya dia berhenti pada jarak 80 m dari titik awal karena kelelawar berhenti dan Vian berhasil menangkapnya. 2. Mengapa kelelawar terbang dengan cepat dan dapat terhindar dari tumbukan dengan benda lain walaupun terbang dimalam hari yang sangat gelap? 3. Berapa waktu yang dibutuhkan Vian saat mengejar kelelawar tersebut….
16
Bacaan untuk soal no 5-7 Dokter Arif sebagai dokter spesialis telinga mendadak di hubungi oleh pasienya di papua yang mengindap otitis media . Pukul 10.00 dokter berangkat dari Jakarta menggunakan pesawat yang memiliki kecepatan 488 Km/Jam dengan tujuan agar waktu yang dibutuhkan untuk samapi ke papua lebih cepat. Didalam perjalanan dokter merasakan pusing sehingga dokter menggunakan minyak kayu putih untuk mengurangi sakit tersebut. Pukul 12.00 dokter sampai pada tujuan, dengan cepat dokter memeriksa telinga bagian luar, tengah dan dalam untuk memastikan penyebab sakit tersebut. 5. Dokter mengalami pusing saat naik pesawat disebabkan karena….. 6. Penyakit yang diperiksa oleh dokter Arif merupakan penyakit yang disebabkan karena…. 7. Dokter memeriksa
telinga luar, telinga tengah dan telinga dalam.
Sebutkan bagian-bagian telinga luar, tengah, dan dalam? 8. Berapa jarak yang ditempuh oleh Dokter Arif dari Jakarta sampai ke Papua? 9. Sebutkan syarat agar bunyi dapat didengar manusia? Bacaan soal no 10 Astronot akan berangkat ke planet mars untuk meneliti keadaan disana. Astronot tersebut membawa telepon genggam untuk keperluan komunikasi dengan sesame peneliti di bumi. Tetapi ketika sampai di mars dia tidak bisa menghubungi temanya di bumi. 10. Menurut bacaan diatas dapat disimpulkan bahwa….
17
KEGIATAN BELAJAR 2
Tujuan pembelajaran : 1.
Siswa dapat memaparkan karkateristik gelombang bunyi melalui studi pustaka dengan mandiri
2.
Siswa dapat menunjukkan 3 contoh gejala resonansi dalam kehidupan sehari-hari dengan penuh rasa ingin tahu
3.
Siswa dapat menjelaskan konsep resosnansi melalui praktikum dengan bertanggung jawab.
4.
Siswa dapat memberikan 3 contoh pemanfaatan dan dampak pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi melaluo pengalaman didalam kehidupan seharihari dengan tekun
Kata kunci : Nada , Kuat Bunyi, Tinggi Bunyi, Resonansi, Pemantulan,
B. Karakteristik Gelombang Bunyi 1. Nada Pernahkan kamu bermain piano atau gitar? Alat musik tersebut memiliki tingkatan
nada
yang
berbeda-beda.
Dalam pelajaran seni suara, dikenal deret nada sebagai berikut: 1 – 2 – 3 – 4 – 5 – 6 – 7 - i do re mi fa sol la si do Gambar 15. Piano sebagai Deret Nada Sumber : Penulis (2013)
Jarak nada 1
18
1
1 ½ 1 1
1
½
Apa itu nada? Nada atau bunyi beraturan adalah bunyi yang mempunyai frekuensi tertentu. Jika frekuensi bunyi tersebut tidak teratur maka bunyi itu disebut desah. Sedangkan bunyi yang frekuensinya tinggi tetapi masih dapat didengar oleh telinga manusia disebut dentum. Deretan nada-nada dengan perbandingan frekuensinya dicantumkan sebagai berikut. c
d
e
f
24 27
30
32
g
a
b
36 40
45
c’ 48
Contoh Soal Diketahui: nada c : nada a = 24 : 40. Jika dalam SI, frekuensi nada a = 440 Hz, berapa frekuensi nada c? Pembahasan Diketahui: c : a = 24 : 40 a = 440 Hz Ditanya: c = ...? Jawab: frekuensi nada c c=
24 x 440 = 264 Hz 40
Jadi, frekuensi nada c adalah 264 Hz.
Interval adalah perbandingan antara frekuensi suatu nada dengan nada lain yang lebih rendah frekuensinya. Perbandingan antara nada-nada dengan nada c sebagai berikut. c
d
e
prime sekonde terts
19
f
g
a
b
c’
kuart kuint sext septime oktaf
Contoh:
30 24 36 Kuint = 24 8 Oktaf = 24 Terts =
5 4 3 = 2 =
=2
c’ disebut 1 oktaf tinggi dari c. untuk mudahnya: Kuint 1
:
2
:
terts 3
Oktaf
:
4
:
5
kuart
2. Kuat bunyi dan tinggi bunyi Manakah
bunyi
yang
kuat,
berbisik atau orang berteriak?
orang
Mungkin
kamu lebih mengenal kata “nyaring” dib andingkan dengan kata “kuat” dalam bunyi. Akan tetapi, biasakan menggunakan kata “kuat bunyi” dibandingkan dengan kata “nyaring bunyi”. Apa yang memengaruhi kuat
Gambar 16. Orang Berteriak Sumber : Penulis (2013)
bunyi? Kuat bunyi bergantung pada besarnya amplitudo. Jika makin besar amplitudo, bagaimana kuat bunyinya? Selain amplitudo, kuat bunyi tergantung pada jarak antara sumber bunyi dengan pendengar. Jika sumber bunyi makin jauh, bagaimana bunyi yang terdengar? Bisakah kamu membedakan antara kuat bunyi dengan tinggi bunyi? Dua suara atau bunyi yang sama kerasnya (nyaringnya) dapat memiliki tinggi yang berbeda. Kuat bunyi adalah tingkat nyaring tidaknya suatu bunyi, sedangkan tinggi bunyi adalah tinggi rendahnya bunyi yang keluar.
Agar
lebih jelas, coba petik senar gitar yang paling besar. Lalu, dengan petikan yang kira-kira sama, petik senar gitar yang paling kecil. Kerasnya bunyi yang
20
dikeluarkan kedua senar tersebut dapat dianggap sama. Akan tetapi, suara senar yang besar lebih rendah daripada suara senar yang kecil. Tinggi rendah bunyi tergantung pada frekuensi getaran sumber
bunyi. Makin
besar frekuensi sumber bunyi, makin tinggi bunyi yang dapat didengar. Frekuensi yang besar sering disebut frekuensi tinggi. Coba kamu dengarkan baik-baik suara paduan suara yang sedang bernyanyi. Apakah suara mereka terdengar sama? Alat-alat yang
Gambar 17. Paduan Suara Merupakan Fenomena Timbre Sumber : http://news.blog.gustavus .edu
bergetar pada pita suara yang berbeda akan menyebabkan suara yang terdengar juga berbeda. Keadaan ini disebut dengan warna bunyi (timbre). Warna bunyi juga terjadi pada alat-alat musik. Nada do pada piano terdengar berbeda dengan nada do pada organ. Hukum Mersenne Mengapa sebuah
gitar
nada
yang
berbeda-beda?
dihasilkan Menurut
hukum mersenne, tinggi nada suatu senar atau tali gitar: a. Gambar 18. Orang Memetikan Gitar Sumber : Penulis (2013)
berbanding terbalik dengan panjang
senar
b. berbanding terbalik dengan akar luas penampang senar c. berbanding terbalik dengan akar massa jenis bahan senar d. berbanding lurus dengan akar tegangan senar Hukum mersenne dapat dituliskan dalam bentuk rumus sebagai berikut! f= Keterangan : f l
21
= frekuensi nada (Hz) = panjang senar (m)
1 2l
F
2Aρ
= Luas penampang senar (m 2) = Tegangan senar (N) = massa jenis senar (kg/m3)
A F ρ
Contoh Soal Sebuah senar gitar memiliki panjang 1 m, tegangan senar tersebut 27 N, luas penampang senar 1 m 2 dan massa jenis senar 1,5 kg/m3. Hitung frekuensi senar tersebut….. Diketahui :
l F A ρ Ditanya : f…..? Jawab : f=
f=
f= f= f=
1
√ 9 x
2l
F
2Aρ
1
2.1 1 2 1 2 1 2
1,5
2.1.
27 3
3
f = 1,5 Hz
22
27
=1m = 27 N = 1 m2 = 1,5 kg/m 2
C. Resonansi Pernahkah kamu memperhatikan kaca jendela yang bergetar ketika ada suara petir, padahal kaca jendela yang lain tidak bergetar? Gejala ikut bergetarnya suatu benda karena getaran benda lain disebut resonansi. Dalam kehidupan sehari-hari, resonansi memegang peranan sangat penting. Suara dawai gitar dan beruk (sejenis kera) terdengar keras karena adanya peristiwa resonansi.
Resonansi sebuah benda akan terjadi jika benda
tersebut memiliki frekuensi sama dengan benda yang sedang bergetar. Untuk mempermudah mempelajari resonansi, silahkan lakukan praktikum dibawah ini! LEMBAR KERJA SISWA (LKS) A. Tujuan Mengamati resonansi pada bandul B. Landasan Teori Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena getaran benda lain. Syarat terjadinya resonansi adalah frekuensi yang sama dengan sumber getarnya. C. Alat dan bahan Benang, lima buah bandul yang massanya sama, dan dua buah tiang yang sejajar D. Cara kerja 1. Siapkan alat dan bahan. 2. Hubungkan kedua tiang dengan benang. 3. Gantungkan bandul-badul tersebut pada benang tadi. Panjang tali tiap bandul dibuat berbeda seperti pada Gambar 4. Ayunkan bandul A, lalu amati bandul-bandul yang lain. Bandul manakah yang mengikuti gerakan bandul A? 5. Ulangi langkah 3 dengan mengayunkan bandul B.
23
6. Hasil pembahasan dan kesimpulan dipresentasikan pada diskusi kelas.
A
C B
D E
A B
E. Pertanyaan 1. Pada saat bandul A kamu ayunkan, bandul manakah yang ikut bergetar bersama-sama bandul A? 2. Pada saat bandul B kamu ayunkan, bandul manakah yang ikut bergetar bersama-sama bandul B? 3. Mengapa demikian? F. Jawaban Pertanyaan
G. Pembahasan
H. Kesimpulan
24
1. Resonansi Udara Coba dengarkan bunyi garpu tala yang digetarkan di atas tabung udara. Jika getaran yang didengar lebih kuat, ini menunjukan adanya resonansi dari udara didalam tabung. Untuk menghitung resonansi pada kolom udara ketika diberi getaran garpu tala adalah ln=
2n-1 4
Gambar 19. Garputala Sumber : http://fisikon.com/
λ
l = panjang kolom udara di atas permukaan air dalam tabung (m) n = resonansi ke-n (n = 1, 2, 3, …) λ = panjang gelombang (m) Contoh Soal Sebuah garputala digetarkan diatas kolom udara dan mengalami resonansi. Berapa tinggi kolom udara ketika terjadi resonansi kedua jika panjang gelombang 120 m…… Diketahui:
λ n
Ditanya: l2…..? Jawab: ln = l2 = l2 =
2n-1 λ 4 2.2-1 4
3 4
x 120
l2 = 90 m
25
x 120
= 120 m =2
2. Resonansi selaput tipis
Jelajah Internet Mari kita jelajahi website-website berikut untuk menambah wawasan akan materi ini. htttp://free.vism.li pi.go.id
Bagian yang sangat penting pada telinga kita adalah gendang pendengaran. Bagaimana jika gendang pendengaran kita rusak? Selaput gendang sangat mudah beresonansi. Jika ada bunyi dari luar
yang masuk lewat lubang
telinga maka selaput gendang pendengaran akan bergetar. Dengan adanya getaran ini, terjadilah resonansi.
Akibat resonansi, kita
dapat mendengar bunyi-bunyi di sekitar kita. Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa syarat terjadinya resonansi adalah a. frekuensinya sama. b. ada selaput tipis. c. ada ruang udara yang panjangnya sama dengan bilangan ganjil ¼
kali
panjang gelombang. 3. Resonansi dapat memperkuat bunyi asli Bunyi yang dihasilkan garpu tala sebenarnya tidak terlalu keras. Namun, ketika terjadi resonansi dengan kolom udara, suara garpu tala menjadi cukup nyaring terdengar. Di sekitar selaput suara manusia terdapat udara. Ketika selaput suara bergetar, udara ini akan ikut bergetar. Getaran udara ini akan mengakibatkan suara manusia terdengar nyaring. Didalam kehidupan sehari-hari banyak aplikasi resonansi antara lain pada alat-alat gamelan.Di bawah ini beberapa alat musik yang menggunakan prinsip resonansi.
a. Kendang
b. Gitar
c. Biola
Gambar 20. Alat-Alat Yang Bekerja Atas Prinsip Resonansi Sumber gambar : http://www.google.co.id/image/biola; Penulis (2013); http://www.indonetwork.co.id
26
Dengan mengetahui prinsip resonansi dan nada, diharapkan
kamu
dapat
membuat
alat
musik
sederhana menggunakan bambu atau bahan lain misalnya angklung, sehingga dapat menjadi nilai tambah bagi kamu. Gambar 21. Angklung Sumber : Penulis (2013)
Robert Moog lahir di New York, 1934. Pada masa kecilnya, dia diarahkan sang ayah untuk menggali dunia elektronik dengan mempelajari piano.
Moog adalah
penemu papan tuts yang secara elektronik dapat meniru beraneka ragam bunyi musik, termasuk terompet dan dawai. Alat ini dikenalkan kepada publik pada tahun 1964 Gambar 22. Robert Moog Sumber : http://i4.mirror. co.uk
dengan nama synthesizers. Pada usia 71 tahun, Moog meninggal dunia di Asheville.
4. Kerugian akibat resonansi Tidak selamanya resonansi menguntungkan. bom yang
Bunyi
ledakan
sangat keras dapat
menimbulkan getaran yang dapat meruntuhkan Gambar 23. Ledakan Bom Mengakibatkan Bangunan Disekitar Rusak Sumber : http://www.mediaindonesia.com /
gedung-gedung.
Getaran kereta api yang lewat menyebabkan
bagian-bagian
rumah yang ada di pinggir rel ikut bergetar. Jika hal ini terjadi
terus-menerus dan dalam waktu yang lama
maka rumah akan cepat rusak. Gelas piala bertangkai bisa pecah bila diletakkan didekat penyanyi yang sedang menyanyi. Hal ini terjadi karena
27
gelas memiliki frekuensi alami yang sama dengan suara penyanyi sehingga gelas mengalami resonansi dan mengakibatkan pecahnya gelas tersebut. Peristiwa resonansi juga dapat menyebabkan runtuhnya jembatan gantung jika frekuensi hentakan kaki serentak orang yang berbaris di atas jembatan gantung sama dengan frekuensi alami jembatan sehingga jembatan akan berayun hebat dan dapat menyebabkan runtuhnya jembatan.
D. Pemantulan Bunyi Jika kamu berteriak menghadap bukit berdinding terjal, apa yang kamu dengar? Ketika kamu mendengar suara petir, mungkin kamu juga akan mendengar suara susulan
yang
merupakan gema suara aslinya. Suara susulan ini terjadi akibat adanya bunyi yang menumbuk Gambar 24. Pemantulan Bunyi Sumber : http://www.google.co.id/
dinding penumbuk, kemudian dipantulkan oleh dinding itu.
Tidak semua bunyi yang mengenai dinding pemantul akan dipantulkan. Ada sebagian bunyi tersebut yang diserap dinding pemantul. Kemampuan suatu permukaan dalam memantulkan bunyi tergantung pada keras lunaknya permukaan.
Gambar 25. Curug Benowo, Semarang Sebagai Salah Satu Dinding Pantul Alami. Sumber : Penulis (2013)
28
1. Hukum pemantulan bunyi Pemantulan bunyi mengikuti suatu aturan hukum pemantulan bunyi sebagai berikut. “Bunyi datang, garis normal, dan bunyi pantul terletak dalam satu bidang datar. Sudut datang sama besar dengan Gambar 26. Hukum Pemantulan Bunyi Sumber : http://www.google.co.id /
sudut pantul”. Sudut datang adalah sudut antara bunyi datang dengan garis normal. Sudut pantul adalah sudut antara bunyi
pantul dengan garis normal. Garis normal adalah garis tegak lurus bidang pantul melalui titik jatuh bunyi datang. Bunyi pantul dapat memperkuat bunyi asli jika jarak dinding pantul tidak jauh dari sumber bunyi. Misalnya, bunyi kereta api ketika masuk terowongan akan terdengar semakin kuat. Dari uraian itu dapat disimpulkan bahwa Gambar 27. Terowongan Kereta di Kebumen Sumber : Penulis (2013)
kuat bunyi yang didengar tergantung pada
a. amplitudo sumber bunyi. b. jarak antara sumber bunyi dengan pendengar. c. resonansi yang terjadi. d. serta adanya dinding pemantul yang sesuai. 2. Macam-macam bunyi pantul a. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli Suara gurumu di dalam kelas akan lebih keras dibandingkan dengan suara guru olah ragamu di lapangan. Itu dikarenakan suara di dalam ruangan akan dipantulkan oleh dindingdinding ruangan. 29
Tahukah Anda
Kelelawar menggunakan gema untuk mencari jalan dan untuk berburu. Kelelawar menghasilkan suara lalu mendengar gema tersebut yang dihasilkan pantulan suara disekitar obyek disekelilingnya.
b. Gaung atau kerdam Bunyi pantul yang datangnya hanya sebagian yang bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas disebut gaung atau kerdam. Gaung atau kerdam dapat terjadi di gedung bioskop, gedung pertunjukan, gedung pertemuan, studio radio, dan lain-lain. Untuk menghindari terjadinya gaung, pada dinding gedung-gedung tersebut biasanya dilapisi bahan yang dapat meredam bunyi disebut bahan akustik. Misalnya, kain wol, kapas, karton, papan karton, gabus, dan karet busa. c. Gema Bunyi pantul dapat terdengar dengan jelas seperti bunyi aslinya karena antara bunyi pantul dengan bunyi asli tidak saling mengganggu. Hal ini dimungkinkan jika jarak antara dinding pemantul dengan sumber bunyi jauh. Karena jarak yang jauh, bunyi akan berjalan menempuh jarak yang jauh. Waktu yang digunakan untuk memantul juga lama. Ketika bunyi asli sudah selesai diucapkan, bunyi pantul mungkin masih di perjalanan. Akibatnya, bunyi pantul terdengar jelas setelah bunyi asli. Bunyi pantul yang terdengar jelas setelah bunyi asli disebut gema. Gema dapat terjadi di lereng-lereng gunung atau di lembah-lembah.
Gambar 28. Kontur yang dapat Menimbulkan Gema di Lereng Gunung Ungaran, Semarang Sumber : Penulis (2013)
30
Marin Mersenne (1588-1648) Seorang ahli matematika, filsafat, dan teologi dari Prancis. Di bidang fisika, dia mencoba mengukur kecepatan-kecepatan bunyi dengan menggunakan echo (gema). Selain itu, dia juga mengukur frekuensi gelombang pada dawai.
Gambar 29. Marin Mersenne Sumber : http://1.bp.blogspot.com
3. Manfaat bunyi pantul a. Pengukuran jarak dengan gema
Gambar 30. Pengukuran Jarak Menggunakan Gema Sumber:http://1.bp.blogspot.com/
Dalam satu sekon biasanya dapat diucapkan lima suku kata. Berapa waktu yang diperlukan untuk mengucapkan satu suku kata? Untuk mendapatkan gema dari satu suku kata, bunyi pantul harus datang secepat-
cepatnya setelah sekon, yaitu setelah suku kata tersebut selesai diucapkan.
Dengan demikian, selama sekon bunyi telah menempuh jarak dua kali jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul. Jadi, untuk 1 suku kata, jarak dinding pemantul adalah
31
vx d=
=
1 5
2 1
v
10
Untuk n suku kata, jarak dinding pemantul adalah d=
Jelajah Internet Mari kita jelajahi website-website berikut untuk menambah wawasan akan materi ini. http://id.wikipedia. org/wiki/Gema www.geocities.com
nv
Waktu terdengar gema, artinya bunyi telah menempuh jarak tersebut
pergi-pulang. Jika
jarak d dan waktu yang dibutuhkan t maka kecepatan bunyinya adalah v=
2d t
atau
d=
vt 2
Soal Dalam suatu pertandingan sepak bola, bunyi gema teriakan gol terdengar 2 detik setelah penonton bersorak. Jika cepat rambat bunyi pada saat itu adalah 320 m/s, berapa jarak antara penonton dengan dinding pemantul? Pembahasan Diketahui: gema v = 320 m/s t=2s Ditanya: d = …? Jawab: d=
vxt
=
2 320
m s
2
x 2s = 320 m
Jadi, jarak antara penonton dengan dinding pemantul adalah 320
32
b. Pengukuran kedalaman laut dengan pemantulan bunyi Bagaimana mengukur kedalaman laut? Sebuah sumber getar yang disebut osilator dipasang pada dinding kapal bagian bawah. Di dekat osilator dipasang hidrofon, yaitu alat yang dapat menangkap getaran. Untuk mengukur kedalaman laut, osilator digetarkan. Getaran ultrasonik yang dihasilkannya diarahkan
ke dasar laut. Oleh dasar
laut,
getaran ini dipantulkan dan diterima hidrofon. Sebuah alat pencatat akan mencatat selang waktu antara getaran dikirim dan getaran pantul yang diterima. Jika cepat rambat bunyi di air laut diketahui maka kedalaman laut dapat dihitung.
Gambar 31. Mengukur Kedalaman Laut Sumber : http://1.bp.blogspot.com/
33
Soal Pantulan dari getaran yang dipancarkan osilator diterima setelah
menempuh waktu sekon. Berapa kedalaman laut di tempat itu jika cepat rambat bunyi di air laut adalah 1.400 m/s? Pembahasan Diketahui :
t = sekon
d = 1400 m/s Ditanya : v = .......? Jawab =
v= d=
2d t vxt 2 m s
1400 x =
2
1 s 4
= 175 m
Jadi, kedalaman laut di tempat itu adalah 175 m.
E. Asas Doppler Asas Doppler adalah peristiwa perubahan terdengarnya frekuensi sumber bunyi karena sumber bunyi atau pendengar dalam keadaan bergerak. Pernahkah kamu berada di stasiun kereta? masinis membunyikan sirine ketika kereta akan berhenti. Hal itu merupakan salah satu fenomena efek Doppler. Kemungkinan terjadi asas doppler yaitu: 1. pendengar bergerak sumber bunyi juga bergerak misalnya orang sedang berjalan kemudian bertemu dengan mobil polisi yang sedang patrol mengawal para pejabat. 2. Pendengar bergerak, sumber bunyi diam. Misalnya orang sedang berjalan menuju ke panggung pertunjukan musik 3. Pendengar diam, sumber bunyi bergerak. Misalnya orang sedang berdiri dipinggir jalanraya, ada mobil ambulan yang lewat sambil membunyikan sirine.
34
Gambar 32. Pendengar Bergerak Sumber Bunyi Bergerak Sumber: http://arif-nma.com/
Gambar 33. Pendengar Bergerak Dan Sumber Bunyi Diam Sumber: http://3.bp.blogspot.com/
Gambar 34. Pendengar Diam Sumber Bunyi Bergerak Sumber:http://smanepus.sch.id/
Christian Doppler adalah seorang matematikawan Austria. Ia terkenal karena prinsip yang pertama kali diajukannya, yaitu mengenai warna cahaya pada bintang ganda di tahun 1842. Prinsip ini sekarang dikenal sebagai Efek Doppler. Gambar 35. Christian Doppler Sumber : http://4.bp.blogspot.com/
35
TINDAK LANJUT Carilah informasi dari internet, buku, atau surat kabar tentang Efek doppler tersebut, kemudian tuliskan pada bukumu.
Latihan 2 Bacaan untuk soal no 1-5 Afid akan merayakan ulang tahun di rumah, Afid bermain gitar saat pembukaan ulang tahunya. Afid bermain lagu separuh aku dengan menggunakan accord (kunci) g dan a yang memiliki frekuensi 36 dan 40. Tetapi ketika afid ingin mencari informasi di internet frekuensi nada a dalam SI 440 Hz, sehingga Afid harus latihan lagi. Untuk menyamakan frekuensi agar mencapai 440Hz afid membeli senar gitar dengan panjang 1,2 m, massa jenis 0,0625 kg/m 3 dan luas penampangnya 2 m 2 kemudian menyetem senar hingga mencapai tegangan 160 N. agar suaranya tidak mengganggu tetangganya dan agar tidak terjadi kerdam Afid merayakan ulang tahunya di studio musik miliknya. Perayaanpun dilakukan dengan mengundang teman-teman bermainya. 1. Berapa frekuensi nada g dalam SI? 2. Jelaskan perbedaan kuat bunyi dan tinggi bunyi? 3. Hitung frekuensi senar yang dibeli Afid? 4. Apa yang dimaksud dengan kerdam? 5. Mengapa tetangga tidak dapat mendengar gitar yang dimainkan Afid? 6. Apa yang dimaksud dengan resonansi? 7. Sebuah garputala digetarkan di atas kolom udara. Berapa tinggi kolom udara ketika terjadi resonansi ketiga, jika diketahui panjang gelombang 120 m? 8. Mengapa alat-alat musik pada gamelan sering terdapat rongga didalamnya? 9. Sebutkan 3 contoh penggunaan prinsip resonansi didalam kehidupan sehari-hari? 10. Seorang nahkoda ingin mengukur kedalaman laut dengan mengirim bunyi kedasar laut dan diterima kembali oleh hidrofon sesaat setelah 20 s. hitunglah kedalaman laut tersebut jika cepat rambat gelombang di air 1400 m/s? 36
RANGKUMAN
1. Infrasonik adalah gelombang bunyi dengan frekuensi <20 Hz 2. Audiosonik adalah gelombang bunyi dengan frekuensi 2020.000 Hz 3. Ultrasonik
adalah
gelombang
bunyi
dengan
frekuensi
>20.000 Hz 4. Bagian telinga terdiri atas: Telinga luar
:Daun
telinga
dan
saluran
telinga
luar/lubang telinga Telinga tengah : Gendang telinga, tulang martil, sanggurdi dan landasan. Telinga dalam
: Koklea, tiga saluran setengah lingkaran
5. Kelainan dan penyakit pada alat indra antara lain, tuli, radang, motion sickness, labirintas 6. Karakteristik gelombang bunyi meliputi nada, tinggi dan kuat bunyi. 7. Resonansi
didalam
kehidupan
sehari-hari
antara
lain
pemanfaatannya pada alat-alat musik dan gamelan. Tetapi resonansi dapat merugikan antara lain ledakan bom dapat menyebabkan gedung runtuh, kereta api yang lewat menyebabkan rumah yang dipinggir rel ikut bergetar. 8. Pemanfaatan pemantulan bunyi antara lain untuk mengukur kedalaman laut, kedalaman gua.
37
SOAL-SOAL UJI KOMPETENSI A. Untuk mengasah pemahamanmu akan bab ini, coba kamu jawab pertanyaan berikut ini dengan memilih jawaban yang benar. 1. Ketika
kamu
memegang
karena
masih
dapat
tenggorokan pada saat berbicara,
mendengar langkah Arif , dan “dorr”
kamu merasakan adanya getaran.
Ervian
Hal ini membuktikan ….
dibutuhkan Arif sampai ke Ervian 1
a. sumber
bunyi
adalah
tenggorokan b. otot
kaget.
tenggorokan
selalu
frekuensi
d. sumber bunyi adalah getaran
b. 20.000 Hz
merupakan
syarat-
syarat terjadinya bunyi, kecuali…. a. ada pendengar
d. 20-20.000 Hz
a. 0,13
d. tidak melalui medium
b. 0,14
Bacaan untuk no 3-4
Arif
lari
pagi
melihat Ervian di lapangan, Arif
dengan jangkrik
yang
jarak
d. 0,16 Bacaan untuk no 5-6 Heri
bersama
menebang
pohon
pamanya di
hutan
dengan
menggunakan kampak, alex yang
Ervian ±10 m. Ia
berada di luar hutan mendengar
mengaggetkan
jalan
kecepatan
c. 0,15
Suatu pagi Ervian bermain bola di Ketika
kira-kira
langkah arif….m/s
c. ada sumber bunyi
bermaksud
dapat
c. >20.000 Hz
4. Berapa
b. ada zat perantara
lapangan.
yang
dapat mendengar langkah Arif? a. <20 Hz
ini
yang
didengar jangkrik sehingga tetap
c. berbicara memerlukan energi
2. Berikut
Waktu
menit. 3. Berapa
bergetar
38
berlarian
pelan-pelan, ada
Ervian
beradu kapaknya seolah-olah ada 2
tetapi
orang
dilapangan
yang
sedang
menebang.
Tertera di jam alex kecepatan udara
ditempat itu 360 m/s, dan panjang
memancarkan bunyi ke dalam
gelombangnya 25 m/s.
dasar laut. Bunyi pantul terdengar
5. Kenapa
alex
mendengar
½ sekon sesudah bunyi asli. Jika
beradunya kapak seolah-olah 2
cepat rambat bunyi dalam air
orang?
1.500 m/s, maka kedalaman laut
a. perambatan
bunyi
memerlukan
waktu,
a. 375 meter
perambatan
b. 750 meter
sedangkan cahaya tidak
adalah ….
c. 1500 meter
b. kecepatan bunyi lebih kecil dari kecepatan cahaya
d. 3000 meter 8. Pesawat supersonik adalah ….
c. perambatan bunyi
a. pesawat
memerlukan waktu
memancarkan
d. pengaruh gema yang terjadi 6. Berapa
frekuensi
suara
terbang
kapak
yang
frekuensi
di
atas 20.000 Hz b. pesawat
tersebut….
terbang
memancarkan
a. 90 Hz
yang
frekuensi
di
bawah 20.000 Hz
b. 14,4 Hz
c. pesawat
terbang
yang
c. 1.440 Hz
memiliki kelajuan di atas 340
d. 9.000 Hz
m/s
7. Perhatikan gambar dibawah ini!
d. pesawat
terbang
yang
memiliki kelajuan di bawah 340 m/s 9. Gaung dapat diatasi dengan cara …. a. menurunkan tinggi nada b. menyesuaikan
frekuensi
sumber bunyi Pada
gambar
diatas
untuk
mengukur kedalaman laut masinis
39
c. melapisi dinding dengan zat pemantul yang baik
d. melapisi dinding dengan zat 13.Heri merupakan seorang Dokter yang dapat meredam bunyi 10. Resonansi hanya dapat terjadi
spesialis Heri
system
akan
pendengaran.
memeriksa lingkaran
tulang
apabila ....
setengah
karena
a. frekuensinya sama
terdapat benjolan yang harus di
b. amplitudonya sama
buang.
c. frekuensinya berbeda d. amplitudonya berbeda 11. Dibawah didalam
ini
gejala
kehidupan
resonansi sehari-hari,
Kecuali
….
a. Bergetarnya
atap
rumah
ketika atap sedang dibetulkan. b. Ledakan bom menyebabkan gedung
disamping
ledakan
runtuh
Di bagian nomor berapa Dokter Heri memeriksa? a. 1
c. Pembuatan gendang dengan
b. 2
bagian bawah gendang diberi
c. 3
lubang
d. 4
d. Kereta yang melintas dipinggir 14.Ledakan
terdengar
4
rumah menyebabkan getaran
sekon setelah terlihat percikan
pada jendela rumah.
api. Berapa cepat rambat bunyi
12. Sumber
40
petasan
bunyi
beresonansi
diudara saat itu, jika jarak antara
pertama pada tinggi kolom udara
petasan dengan pengamat 1,2
25 cm. Panjang gelombang kolom
Km?
udara ketika beresonansi yang ke-
a. 100 m/s
2 kali adalah . . . .
b. 200 m/s
a. b. c. d.
c. 300 m/s
37,5 cm 75 cm 66,7 cm 166,7 cm
d. 400 m/s
15. Dibawah ini termasuk karakteristik 18.Sel-sel didalam saluran telinga gelombang bunyi, kecuali....
disebut lilin telinga. Lilin telinga
a. Nada
berfungsi.....
b. Amplitudo
a. Menghasilkan zat kimia
c. Kuat bunyi
b. Mempertahankan
d. Tinggi bunyi
keseimbangan
16. Frekuensi nada c dibandingkan dengan nada a adalah 24 : 40, Jika dalam SI frekuensi nada a adalah
440
Hz,
berapakah
frekuensi nada c ?
c. Menyalurkan gelombang suara ke telinga tengah d. Membantu
mengeluarkan
serangga dan materi asing 19.Perhatikan gambar dibawah ini!
a. 246 Hz b. 264 Hz c. 642 Hz d. 462 Hz 17. Perhatikan gambar dibawah ini!
Pada gambar di atas merupakan Bagian
pada
no.
1
berfungsi
untuk.... a. Menghasilkan zat kimia b. Mempertahankan keseimbangan c. Menyalurkan gelombang suara ke telinga tengah d. Membantu mengeluarkan serangga dan materi asing 41
kelainan/penyakit
pada
pendengaran yang disebut.... a. Radang telinga b. Presbiopi c. Labirintis d. Tuli
indra
20. Tuli
atau
kehilangan
tuna
rungu
kemampuan
Mendengar
yang
ialah untuk
disebabkan
karena.... a. rangsangan
yang
terus
menerus oleh gerakan atau getaran-getaran b. kerusakan
syaraf
pendengaran atau kerusakan pada koklea c. menumpuknya kotoran telinga di saluran pendengaran d. infeksi, gegar otak, dan alergi
B. Jawablah pertanyaan berikut dengan singkat! Bacaan soal no 1-3 Suatu hari Vian dan Akma berniat mancing bersama di kolam. Hal pertama yang dilakukan adalah memasang umpan di kait pancing. Umpanpun di lemparkan lurus ke Kolam, terdengar bunyi “Plung”. Sambil menunggu umpan di makan ikan, mereka mencari jangkrik untuk cadangan umpan. Kira-kira 5 meter dari tempat mereka berdiri terlihat jangkrik, dengan langkah pelan mencoba mendekati, tetapi dengan cepat jangkrik tersebut lari. Belum mendapat ikan, tiba-tiba rintik-rintik hujan turun dan mereka memutuskan untuk pulang kerumah masing-masing. 1. Apa yang menyebabkan kita dapat mendengar bunyi “plung”…. 2. Jangkrik dapat mendengar langkah pelan Vian dan Akma karena memiliki frekuensi sebesar….
42
3. Rintik-rintik hujan merupakan contoh….
Bacaan soal no 4-8 Ervi adalah seorang anak yang dibesarkan di suatu kampung terpencil yang jauh dari kota. Rumahnya terletak di dekat rel kereta Api. Jadi setiap ada kereta api yang lewat, kaca-kaca rumah Ervi bergetar. Kejadian tersebut kadang-kadang membuat telinga Ervi sakit karena kerasnya suara kereta yang lewat. Walaupun demikian, Ervi sering menggunakan kereta api untuk bepergian keluar kota. Hal itu karena Ervi mabok perjalanan ketika menggunakan transportasi lain. Hal yang selalu menjadi pertanyaannya adalah ketika dia naik kereta api melewati terowongan, suara kereta api itu menjadi lebih keras?. Untuk mencari jawaban tersebut pada suatu hari dia mengajak gurunya untuk menunggu di Stasiun untuk diajaknya naik kereta bersama, Saat itu Ervi sudah naik kereta terlebih dahulu sehingga gurunya dapat mendengar kereta api yang ditumpangi Ervi datang menjemputnya. 4. Ikut bergetarnya rumah Ervi merupakan fenomena bunyi yang disebut…. 5. Bergetarnya rumah Ervi karena bunyi merambat melalui medium…. 6. Bagian telinga Ervi, yang menangkap bunyi pertama kali adalah bagian.… 7. Mabok perjalanan yang dihindari Ervi merupakan salah satu gangguan pada telinga yang disebut…. 8. peristiwa guru Ervi mendengar kereta yang datang menjemputnya merupakan contoh…. 9. Bunyi yang getaranya lebih dari 20.000 Hz disebut… 10. Bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi aslinya disebut… C. Jawablah uraian berikut ini! Bacaan soal no 1-3 Suatu hari Rizki bermain ayunan di Sekolahnya. Dia bermain ayunan dengan kecepatan 0,5 m/s. Dia membutuhkan waktu 2 s untuk melakukan sekali
43
ayunan. Rizki melihat Arif sedang berdiri di gedung didepanya pada jarak 100 m. Rizki berteriak memanggilnya untuk mengajaknya bermain bersama. Tetapi Rizki mendengar suaranya sendiri seolah-olah menjawabnya. Kecepatan udara di tempat tersebut adalah 340 m/s. Arif mendengar Rizki memanggilnya dengan cepat ia berlari menuju ketempat Rizki memanggil. 1. Arif dapat mendengar suara rizki. Sebutkan syarat terjadi dan terdengarnya bunyi! 2. Berapa frekuensi dan periode ayunan Rizki? 3. Jelaskan mengapa Rizki seolah-olah mendengar suaranya sendiri?
Bacaan soal no 4-5 Seorang nahkoda bersama dengan timnya berlayar ke laut karimun jawa. Dia diberi tugas untuk mengukur kedalaman laut karimun jawa. Untuk mengukurnya sonar pada kapal mengirim gelombang bunyi kedalam dasar laut dengan kecepatan 1.440 m/s dan frekuensi 170 Hz, selang waktu 0,2 sekon bunyi ditangakap kembali. Salah satu timnya oleh nahkoda disuruh menghitung kedalaman laut tersebut. 4. Berapa kedalaman laut Karimun Jawa? 5. Berapa panjang gelombang yang dipancarkan sonar tersebut?
44
KUNCI JAWABAN A. Latihan 1. Latihan 1 1. Ada sumber bunyi. Ada medium (zat perantara) perambatan bunyi, Ada alat penerima bunyi 2. Karena Kelelawar dapat mendengar bunyi ultrasonic yang dipantulkan dari benda-benda disekitarnya sekaligus mampu menangkap pantulanya. 3. 140 s 4. >20.000 Hz 5. Terjadi gangguan pada system keseimbangan pada telinga. 6. Virus atau bakteri 7. a. telinga luar : daun telinga, saluran telinga b. telinga dalam: gendang telinga, tulang martil, landasan, sanggu c. telinga dalam: koklea, tiga saluran setengah lingkaran 8. 976 Km 9. Ada sumber bunyi. Ada medium (zat perantara) perambatan bunyi, Ada alat penerima bunyi 10. Bunyi tidak dapat merambat pada ruang hampa udara. 2. Latihan 2 1. 396 Hz 2. Kuat bunyi adalah tingkat nyaring tidaknya suatu bunyi, tinggi bunyi adalah tinggi rendahnya bunyi yang keluar. 3. 26,6 Hz 4. Bunyi pantul yang datangnya hanya sebagian yang bersamaan degan bunyi asli menjadi tidak jelas. 5. Karena dinding studio dilapisi dengan bahan yang dapat meredam bunyi. 6. Gejala ikut bergetarnya suatu benda karena getaran benda lain. 7. 150 cm 8. Agar dapat berbunyi lebih keras karena beresonansi 9. kendang, gitar dan biola. 10. 7000 m
45
B. Soal-soal Uji kompetensi 1) Pilihan ganda 1. D 2. D 3. A 4. D 5. A 6. B 7. C 8. A 9. D 10. A 11. A 12. A 13. A 14.C 15.B 16.B 17.B 18.D 19. A 20. A
46
2) Isian singkat 1. Getaran 2. ≤ 20Hz 3. Desah 4. Resonansi 5. Padat 6. Daun telinga 7. Motion sickness 8. Efek Doppler 9. Ultrasonik 10. Gaung
3) Uraian 1. Ada sumber bunyi. Ada medium (zat perantara) perambatan bunyi, Ada alat penerima bunyi 2. Periode 2, Frekuensi 0,5 3. Karena suara Rizki dipantulkan oleh gedung yang ada di depanya dan suara pantulannya datang beberapa waktu kemudian. 4. 144 m 5. 8,4 m
47
DAFTAR PUSTAKA Abdullah, M. 2011. IPA Fisika 2 . Jakarta: Esis Barus, PK. 1994. Fisika 2 untuk SLTP 2 . Jakarta: Balai Pustaka Depdikbud Purwanto, B. 2012. Semesta Fenomena Fisika 2 untuk Kelas VIII SMP dan MTs . Jakarta: Erlangga Daroji & Haryati. 2012. Jelajah Fakta Biologi untuk Kelas VIII SMP dan MTs . Jakarta: Erlangga Krisno, M.A. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam Untuk SMP/MTs Kelas VIII. Jakarta: Depdiknas Sulistyo & Nanik, D.H. 2006. IPA Terpadu untuk SMP/MTs Semester 2 . Solo: CV. Sindonata Sumarwan,dkk. 2007. IPA SMP untuk Kelas XI . Jakarta: Erlangga Wijaya, A dkk. 2009. Cerdas Belajar IPA untuk SMP/MTs Kelas VIII . Jakarta: Depdiknas Website dan sumber lain: http://1.bp.blogspot.com/oa_U_W_j9K0/UIU2yuN4tlI/AAAAAAAAALg/99xMplRr81Q/s1600/ce pat+rambat+bunyi.jpg http://3.bp.blogspot.com/-aAI1niFAuj4/T_A_IhJxjZI /AAAAAAAAAg8/ 8S6sSCAsdO8/ s1600/Suara+sampai+gendang+telinnga.jpg http://3.bp.blogspot.com/NjY62snRiBk/T8HfkTWxKbI/AAAAAAAAAGc/B_VxmEeeoyg/s1600/I MG_0206.JPG http://4.bp.blogspot.com/OG4L2lazSW4/T1scvJPGAcI/AAAAAAAAATE/5IY6Bz7IxuY/s1600/do ppler.jpg http://arif-nma.com/wp-content/uploads/2011/12/Sumber-bunyi-dan-pendengar-salingmendekati.jpg http://arsiparmansyah.files.wordpress.com/2011/12/banyucampak.jpg http://cae2k.com/kathryn-erbe-photos-0/otitis-media-image.html http://fisikon.comkelas3/garputala.jpg http://google.com/image/dufan-tornado http://google.com/teli-nga.jpg http://miac.unibas.ch/PMI/04-BasicsOfUltrasound-media/figs/bat-ultrasound.jpg http://news.blog.gustavus.edu/files/2011/01/G-Choir-2011.jpg
48
