BUNYI

BUNYI

A. Karakteristik gelombang bunyi

Bunyi merupakan gelombang mekanik yang dalam perambatannya arahnya sejajar dengan arah getarnya (gelombang longitudinal). Bunyi yang dihasilkan oleh getaran mekanis dan merupakan bentuk hasil perambatan energi. Sumber bunyi sebagai sumber getar memancarkan gelombang-gelombang longitudinal ke segala arah melalui medium baik padat, cair maupun gas. Sumber getar tersebut dapat berasal dari dawai, pipa organa, bahkan ombak di pantai.

1. Syarat terdengarnya bunyi ada 3 macam:

• Ada sumber bunyi
• Ada medium (udara)
• Ada pendengar

2. Karakteristik Bunyi ada beberapa macam antara lain:

• Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur.
• Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
• Warna bunyi adalah bunyi yang frekuensinya sama tetapi terdengar berbeda.
• Dentum adalah bunyi yang amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak

3. Bunyi berdasarkan frekuensinya dibedakan menjadi 3 macam yaitu

Bunyi memiliki karakteristik (identitas) yang di tampilkan dalam nilai frekuensinya. Variasi frekuensi bunyi sering di sebut juga dengan warna nada. Ada tiga kelompok bunyi berdasarkan nilai frekuensinya :

• Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz. Makhluk yang bisa mendengar bunyi infrasonik adalah jangkrik, anjing, kucing, tikus.
• Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz. atau bunyi yang dapat didengar manusia.
• Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya lebih dari 20 kHz. makhluk yang dapat mendengar ultrasonik adalah lumba-lumba, kelelawar, anjing.






Sumber gambar: www.amazine.com, www.merdeka.com

Diadram Bunyi berdasarkan frekuensi

4. Sifat-sifat Gelombang Bunyi

Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan. Marilah kita bahas satu persatu tentang sifat-sifat gelombang bunyi :

a. Gelombang bunyi memerlukan medium dalam perambatannya
Karena gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam perambatannya bunyi memerlukan medium. Hal ini dapat dibuktikan saat dua orang astronout berada jauh dari bumi dan keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara, astronout tersebut tidak dapat bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat komunikasi seperti telepon. Meskipun dua orang astronout tersebut berada dalam satu pesawat.

Gambar : astronot yang berada di luar angkasa
Sumber:www.blt.co.uk

b. Pemantulan Gelombang Bunyi
Bunyi pantul dibedakan menjadi 3 macam yaitu :

• Bunyi pantul memperkuat bunyi asli yaitu bunyi pantul yang dapat memperkuat bunyi asli. Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10 meter)
• Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter.
  Untuk menghindari terjadinya gaung maka dalam bioskop, studio radio dan televisi, dan gedung konser musik dindingnya dilapisi zat peredam suara yang biasanya terbuat dari kain wol, kapas, gelas, karet, atau besi.
• Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak lebih dari 20 meter.

  

Peristiwa gema
Sumber:www.sensorwiki.org

c. Pembiasan Gelombang Bunyi
Contohnya :
Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari.
Hal ini disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas lebih dingin daripada di lapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara atas lebih kecil daripada dilapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas ke lapisan udara bawah.

Gambar a : halilintar terjadi pada siang hari,  b : halilintar terjadi pada malam hari
Sumber:www.fisikon.com

d. Difraksi Gelombang Bunyi
Kita dapat mendengar bunyi di tikungan meskipun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang tembok yang tinggi/di jalan yang berbelok-belok.

e. Interferensi Gelombang Bunyi adalah perpaduan dua/lebih sumber bunyi
Dua pengeras suara yang dihubungkan pada pembangkit frekuensi audio dapat berfungsi  sebagai 2 sumber bunyi yang koheren. yaitu dua gelombang dengan frekuensi sama, amplitudo sama, dan beda fase tetap. Sehingga pada posisi tertentu kadang terdengar kuat, sedang pada posisi lain terdengar lemah.

f. Dapat Beresonansi
Ketika ada suara petir seringkali kaca jendela di rumah ikut bergetar. Mengapa hal ini terjadi ? bergetarnya kaca jendela ketika terdengar suara petir terjadinya karena adanya peristiwa resonansi bunyi. nah apa itu resonansi ? untuk memahami konsep resonansi simak uraian berikut !
Resonansi adalah peristiwa turut bergetarnya suatu benda akibat benda lain yang bergetar karena keduanya memiliki frekuensi yang sama atau memiliki frekuensi yang merupakan bilangan bulat dari frekuensi salah satu benda bergetar. Resonansi bunyi pada kolom udara dimanfaatkan untuk menghasilkan bunyi pada alat musik. Alat- alat musik memiliki lubang udara sehingga terjadi resonansi udara dan menghasilkan suara yang merdu.

Dua buah garputala yang beresonansi
Sumber:www.fisikon.com

Jika kalian ingin mengetahui lebih dalam lagi tentang resonansi, maka kalian bisa menyaksikan video”bermain musik yang unik dan sederhana” di https://youtu.be/N7xMbbflhlU



g. Cepat rambat gelombang bunyi
Karena bunyi merupakan gelombang  maka bunyi mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu :

• Kerapatan 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..

Cepat rambat bunyi dapat dihitung dengan menggunakan persamaan  :




Berdasarkan hukum Boyle dan Laplace, 
Cepat rambat bunyi dalam gas memenuhi persamaan :


Cepat rambat bunyi dalam zat cair memenuhi persamaan :


Cepat rambat bunyi dalam zat padat memenuhi persamaan :


h. Efek Doppler
Jika sumber bunyi relatif mendekati pendengar, frekuensi bunyi yang didengar lebih tinggi daripada frekuensi sumber  bunyi sebenarnya. Sebaliknya jika sumber bunyi relatif menjauhi pendengar maka frekuensi bunyi yang didengar lebih rendah.

Perbedaan frekuensi bunyi akibat pergerakan sumber bunyi atau pendengar ini disebut efek doppler yang diamati oleh fisikawan Australia bernama Christian Johann Doppler (1803-1855), yang dapat dituliskan dengan persamaan :

dengan :


Jika P adalah pendengar dan S adalah sumber bunyi.

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

i. Fenomena dawai dan pipa organa

• Dawai

Content on this page requires a newer version of Adobe Flash Player.

• Pipa Organa terbuka

Gelombang stasioner dalam pipa organa terbuka terjadi dari interferensi gelombang bunyi datang dan pantul yang menimbulkan :

• Pipa Organa tertutup

Untuk memahami lebih lanjut tentang  pipa organa, marilah kita menyaksikan percobaan berikut di alamat  ini http://youtube.com/watch?v=oUmRFZAPQf4

  

j. Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi

• Intensitas bunyi

Tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh frekuensi sedangkan intensitas atau kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo.
Intensitas bunyi didefinisikan sebagai energi  yang dipindahkan persatuan luas persatuan waktu atau daya persatuan luas dinyatakan dengan persamaan :

Intensitas gelombang bunyi pada suatu titik yang berjarak r1 dan r2 dari sumber bunyi adalah:

Batas intensitas bunyi yang dapat didengar oleh manusia adalah antara 1 watt/m² sampai dengan 10^-12 watt/m². Intensitas terkecil ini disebut intensitas ambang pendengaran.

Gambar pendengar 1 dan 2 dengan jarak R1 dan R2
Sumber gambar:www.fisikajuga.blogspot.com

Gambar di atas menjelaskan bahwa pendengar 1 mempunyai jarak R1 dan pendengar 2 dengan jarak R2, intensitas masing-masing dipengaruhi oleh jarak masing-masing pendengar

• Taraf intensitas bunyi

Taraf Intensitas bunyi didefinisikan sebagai nilai logaritma dari perbandingan antara intensitas suatu bunyi dengan intensitas standar ( intensitas ambang pendengaran ).
Taraf intensitas bunyi (TI) dinyatakan dengan persamaan :

Ambang pendengaran didefinisikan sebagai intensitas bunyi terkecil yang masih dapat didengar oleh telinga normal. (I₀ = 10^-12 w/m² )
Ambang perasaan didefinisikan sebagai intensitas bunyi terbesar yang masih dapat didengar oleh telinga normal tanpa rasa sakit (I = 1 w/m² )
Di bawah ini adalah  taraf intensitas dari beberapa sumber bunyi

Apabila terdapat n sumber bunyi dengan taraf intensitas yang sama (TI) maka taraf intensitas total adalah:


Jika taraf intensitas di suatu titik yang berjarak r1 adalah TI1 dan yang berjarak r2 adalah TI2, maka hubungan antara kedua besaran dapat dinyatakan dengan hubungan matematis sebagai berikut:


dengan :

SUMBER :https://sumberbelajar.belajar.kemdikbud.go.id/sumberbelajar/tampil/Gelombang-Bunyi-/konten5.html