Gelombang Bunyi – Salah satu pokok bahasan Fisika SMA
yang cukup menarik adalah tentang bunyi. Sobat kan mendapatkan materi
ini di kelas XII SMA atau dikelas 9 SMP. Buat merefresh pengetahuan kita
dan tambahan bahan materi belajar sobat, berikut ini kami sajikan
rangkuman singkat tentang gelombang bunyi fisika.
Apa Pengertian Bunyi?
Yang dinamakan bunyi atau suara adalah
gelombang mekanik yang dihasilkan dari gerakan bolak balik dari suatu
partikel yang merambat mulai dari partikel tersebut menuju ke medium
yang lain. Jika bunyi merambat dari kiri ke kenan melalui udara maka
yang terjadi adalah partikel udara dipindahkan secara teratur dari dari
kanan ke kiri.
Ketika sebuah garpu tala bergetar maka
akan menciptakan gelombang bunyi longitudinal. Ujung garpu tala yang
bergetar bolak-balik menghasilkan tenaga yang mendorong partikel udara
di sekitarnya. Ketika ujung garpu tala bergerak maju akan mendorong
udara ke kanan (misalnya) dan ketika ujung garpu tala bergerak mundur
maka udara akan tertari ke sebelah kiri (lawan dari kanan). Proses ini
terjadi terus menerus sehingga ada saat dimana partikel udara dikompresi
bersama-sama dan ada saat udara tidak mengalami kompresi sama sekali
(mengalami refraksi). Daerah yang mengalami kompresi tekanan udara
tinggi dan pada daerah yang mengalami refraksi tenakan udara rendah.
Itulah yang mengakibatkan gelombang bunyi berbentuk longitudinal seperti
tampak gambar di bawah ini
Medium Perambatan Bunyi
Medium yang bisa digunakan untuk perambatan bunyi bisa berwujud gas, cair, dan padat.
Gelombang bunyi dalam medium tersebut bentuknya masih berupa gelombang
longitudinal. Kecepatan rambat bunyi pada setiap medium berbeda
tergantung dari jenis mediumnya. Untuk di udara, bunyi dapat merambat
dengan kecepatan 340 m/s. Semakin besar kerapatan medium maka semakin
tinggi kecepatan merambattnya.Pada medium berwujud padat seperti besi,
bunyi dapat merambat hingga 5 km per detik.
Rumus Cepat Rambat Bunyi
Macam-Macam Gelombang Bunyi Berdasarkan Frekuensinya
Menurut rentang frekuensinya dan juga keterdengarannya oleh manusia bunyi bisa dibedakan menjadi 3 jenis
1. Gelombang Bunyi Infrasonik
Gelombang bunyi ini punya frekuensi
maksimal 20 Hertz. Karena frekuensinya yang kecil (bunyi terlalu pelan)
manusia tidak dapat mendengarnya. Bunyi ini hanya bisa didengar oleh
binatang tertentu seperti anjing dan beberapa jenis serangga seperti
jangkrik.
2. Gelombang Bunyi Audiosonik
Gelombang ini punya frekuensi antara 20
Hz hingga 20.000 Hz.Pada rentang frekuensi inilah bunyi dapat terdengar
oleh telingan manusia normal.
3. Gelombang Bunyi Ultrasonik
Kalau soba tlihat namanya saja ultra
yang artinya “teramat sangat”. Gelombang ini punya frekuensi yang sangat
tinggi yaitu di atas 20.000 Hz. Karena terlalu tinggi gelombang
ultrasonik tidak dapat didengar oleh telinga manusia tapi bisa didegnar
oleh hewan seperti lumba-lumba dan kelelawar. Asal sobat hitung tahu
gelombang ultrasonik punya banyak manfaat seperti untuk keperluan USG,
mengukur kedalaman laut, menemukan sumber bahan bakar fosil baru,
mendeteksi kerusakan pada logam, dan sebagainya.
Intensitas Gelombang (Bunyi)
Intensitas gelombang adalah sebuah
besaran yang menyatakan besar energi yang dipindahkan oleh sebuah
gelombang. Intensitas gelombang (I) diartikan sebagai daya gelombang (P)
yand dipindahkan persatuan luas bidang yang ditembus dengan arah tegak
lurus oleh gelombang tersebut.
Secara Matematis dirumuskan
P = daya gelombang (watt)
A = luas bidang yang ditembus gelombang (m2)
Pada gelombang bunyi yang memancar dari
sebuah sumber bunyi, bentuk bidang yang ditembus oleh gelombang seperti
bola. Intensitas gelombang yang sampai pada bidang permukaan dalam bola yang mempunyai jari-jari r dirumuskan
Contoh Soal
Sebuah sumber bunyi mengirim bunyi dengan daya 160 π watt. Jika
dianggap muka gelmombang bunyi berbentuk bola maka berapa besar
intensitas bunyi pada jarak 8 m dari sumber bunyi tersebut?
P = 160 π watt dan r = 8 m .. kita masukkan saja ke rumus
I = 160 π/ 4 π 64 = 40/64 = 5/8 watt/m2
Taraf Intensitas Bunyi
Sobat pernah dengar istilah decibel? Misalnya sobat pernah membaca artikel bahwa pemegang rekor sendawa terkeras samapai sekian decibel. Decibel adalah satuan dari taraf intensitas bunyi. Telinga nomal manusia hanya dapat mendengar bunyi mulai dari intensitas 10-12 watt/m2 yang sering disebut intensitas ambang pendengaran. Yang dimaksud dengan taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran. Secara matematis dirumuskan:
I = intensitas bunyi (watt/m2)
Io = intensitas ambang pendengaran (Io= 10-12 wattm-2)
Misal sebuah sumber bunyi mampu
menghasilkan taraf intensitas TI1 dan n buah sumber bunyi dapat
menghasilkan taraf intensitas TI2 maka sobat dapat membuat persamaan
sebagai berikut
dan kita telahh ketahui
maka dapat sobat buat persamaan
Untuk lebih paham berikut rumushitung berikan contoh seoal UMPTN tentang taraf intensitas
:: Taraf Intensitas bunyi sebuah diesel
adalah 30 dB. Apabila ada 100 mesin diesel dihidupkan bersamaan berapat
taraf intensitas bunyi dari semua mesin tersebut?
TI1= 30 dB
n = 100
TI2 = TI1 + 10 log n
TI2 = 30 + 10 log 100
TI2 = 30 + 20
TI2 = 50 desibel
n = 100
TI2 = TI1 + 10 log n
TI2 = 30 + 10 log 100
TI2 = 30 + 20
TI2 = 50 desibel
:: Pada jarak 2 meter dari sumber
ledakan terdengar bunyi dengan inttensitas 40 dB. Pada jarak 20 m dari
sumber ledakan itu, berapa besar intensitas gelombang bunyinya?TI1 = 40
dB
r1 = 2 m
r2 = 20 m
TI2 = TI1 + 10 log (r1/r2)^2r1 = 2 m
r2 = 20 m
TI2 = 40 + 10 log -100
TI2 = 40 – 20 = 20 dB
0 komentar: