Standar Kompetensi :
6. Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang, dan optika dalam produk teknologi sehari-hari Kompetensi Dasar :
6.1. Mendeskripsikan konsep getaran dan gelombang serta parameter-parameternya 6.2. Mendeskripsikan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari
A. GETARA Getaran
adalah
gerak
bolak-balik
se!ara
periodik
melalui
titik
keseimbangan
"ontoh peristi#a getaran$
•
senar gitar yang dipetik
•
gendang yang dipukul
•
pita suara ketika kita berbi!ara
•
ayunan bandul
%erhatikan getaran bandul pada gambar berikut ini&
b
c A
a
'atu getaran adalah gerak dari ! melintasi titik a, b , a kemudian kembali ke ! (adi, gerak $ dari ! ke a
) * getaran
dari ! ke a ke b
) + getaran
a!-a
) + getaran
a!a-b
) getaran
b a ! a b
) 1 getaran
a!ab-a
) 1 getaran
Dina Catur Kusuma Dewi|Get, Dewi|Get, Gel & Bunyi | 1
%eriode, rekuensi, dan Amplitudo Periode ( T ) adalah #aktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali
T
T = periode (s) n = jumlah getaran t = waktu (s)
t
=
getaran penuh
n
Frekuensi ( f ) adalah banyaknya getaran tiap detik f
n =
f = frekuensi (Hertz) n = jumlah getaran t = waktu (s)
t
(adi, hubungan antara /rekuensi dan periode $ f
=
1 T
T
atau
=
1 f
Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum atau 0arak ter0auh diukur dari titik
keseimbangan !m Resonansi adalah peristi#a 3kut bergetarnya suatu benda akibat getaran benda lain
'yarat ter0adinya resonansi adalah $ /rekuensi alamiah kedua benda sama rekuensi getaran bandul hanya bergantung pada pan0ang talinya dan tidak bergantung pada amplitudo maupun berat beban, 4andul yang memiliki pan0ang tali yang sama akan memiliki /rekuensi alamiah yang sama %erhatikan susunan bandul berikut ini$
C B
E
D A 4ila A digetarkan maka 5 ikut bergetar resonansi, sedangkan bila 4 yang digetarkan, maka
hanya E yang akan ikut bergetarresonansi.
B. GE!"BA#G
Gelombang dapat dipandang sebagai getaran yang merambat . 5alam peristi#a gelombang ter0adi perambatan energi. 4erdasarkan arah rambatannya, gelombang dibedakan men0adi $elom%an$ trans&ersa l dan $elom%an$ lon$itudinal
Dina Catur Kusuma Dewi|Get, Gel & Bunyi | 2
Gelombang Trans7ersal memiliki arah rambatan tegak lurus arah getaran.
λ
!
a
f
getaran
A
e
g
rambatan
d
λ 4eberapa istilah pada gelombang trans7ersal $ a. pun!ak gelombang ) titik b dan / b. bukit gelombang ) lengkungan ab!, e/g !. lembah gelombang ) lengkungan !de d. dasar gelombang
) titik d
e. simpul gelombang ) titik a, !, e, dan g /. amplitudo A ) simpangan ter0auh diukur dari titik seimbang g. pan0ang gelombang
) 0arak antara dua pun!ak yang berdekatan
h. satu gelombang
) terdiri dari satu bukit dan satu lembah
"ontoh gelombang trans7ersal misalnya gelombang pada talisenar dan
gelombang
permukaan air. Gelombang 8ongitudinal memiliki arah rambatan berihimpit dengan arah getar. regangan
rapatan
λ
λ
getaran dan amatan
%an0ang gelombang longitudinal 99 adalah sama dengan 0arak antara dua rapatan atau dua regangan yang berdekatan 1 gelombang longitudinal terdiri dari satu rapatan dan satu regangan "ontoh gelombang longitudinal misalnya gelombang pada slinki dan gelombang bunyi.
4erdasarkan mediumnya gelombang dibedakan men0adi
$elom%an$ mekanik
dan
$elom%an$ elektroma$netik .
Gelombang mekanik seperti gelombang bunyi, tsunami, dan gelombang pada tali memerlukan medium untuk merambat, sedangkan gelombang elektromagnetik seperti !ahaya,
gelombang
perambatannya.
radio,
dan
gelombang
t7
tidak
memerlukan
medium
dalam
:ubungan antara /. T, ;, dan 7 " =
λ T
atau $
" = λ # f
7 ) !epat rambat gelombang ms ; ) pan0ang gelombang m T ) periode s /
) /rekuensi :<
s ) 0arak tempuh gelombang m t
) #aktu sekon
'. B#*
'umber bunyi adalah benda yang bergetar Misalnya = senar yang dipetik, gong yang dipukul, dan seruling yang ditiup. Tidak semua bunyi yang dihasilkan oleh sumber bunyi dapat kita dengar. %erhatikan tabel berikut ini$ ama
o.
rekuensi bunyi
1.
?urang dari 2@ :<
3n/rasonik
an0ing dan 0angkrik
2.
2@ :< 2@.@@@ :<
Audiosoni!
manusia
Gelombang
5apat didengar >leh
?alela#ar, paus, dan lumba.
8ebih dari 2@.@@@ :<
Bltrasoni!
lumba
Tin$$i Bun+i
Tinggi bunyi atau tinggi nada pit!h yang kita dengar ditentukan oleh /rekuensi getaran .sumber bunyi, sedangkan keras atau lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. ,arna Bun+i (Tim%re)
ada do pada piano terdengar berbeda dengan nada do pada organ, demikian 0uga suara nyanyian dari dua orang yang berbeda akan terdengar berbeda meskipun dinyanyikan dengan
/rekuensi dan amplitudo yang sama. Carna bunyi ini disebabkan karena keadaan dan bentuk sumber bunyi yang berbeda-beda. #ada
4unyi dengan /rekuensi yang tidak beraturan seperti suara angin atau suara kaleng yang dipukul disebut derau sedangkan bunyi yang memiliki /rekuensi yang teratur disebut nada. Frekuensi #ada Da-ai atau Senar
rekuensi nada da#ai senar dipengaruhi oleh /aktor-/aktor berikut $ a. tegangan da#ai senar b. pan0ang da#ai !. massa 0enis da#ai d. luas penampang da#ai :al ini dinyatakan oleh hukum Mersenne sebagai berikut $ f
=
$ %&
F A
/
) /rekuensi :<
8
) pan0ang senar m
) tegangan senar
A
) luas penampang senar m
D
ρ
2
) massa 0enis senar kgm
'epat ram%at %un+i
4unyi memerlukan medium untuk merambat gel. Mekanik. 4unyi dapat merambat melalui gas udara,
" =
' t
7 ) !epat rambat bunyi ms s ) 0arak yang ditempuh m t ) #aktu s
Pemantulan Bun+i
4unyi pantul dapat diman/aatkan untuk mengukur kedalaman laut atau untuk mengukur 0arak kedalaman dinding lorong gua. ?arena bunyi pantul menempuh 0arak bolak-balik, maka untuk bunyi pantul, rumus 0arak tempuhnya dapat ditulis $
2' )7t
s =
" # t %
4unyi pantul dapat dibedakan men0adi $ a. bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli. 3ni ter0adi 0ika 0arak antara bidang pantul dan pendengar sangat dekat. b. $aun$ atau kerdam $ sebagian bunyi pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi terdengar tidak 0elas. !. Gema $ bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli sehingga bunyi terdengar dua kali se!ara berurutan. %emantulan bunyi banyak diman/aatkan dalam teknologi, misalnya untuk keperluan$ mengukur krdalaman laut, untuk sur7ey geo/isika, dan untuk pemeriksaan 0anin dalam kandungan B'G. "anfaat Resonansi Bun+i
Resonansi bunyi sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Telinga kita dapat mendengar bunyi karena adanya resonansi pada selaput pendengaran kita. %ada alat-alat musik seperti gitar, suling, gong, piano, dan lainnya meman/aatka n resonansi kolom udara untuk menghasilkan bunyi.
