GETARAN GELOMBANG DAN BUNYI

Getaran, Gelombang & Bunyi Disusun Oleh: SUSANTI SIHONO, S.PdNIP.197001261992012001SMK NEGERI 13 BANDUNG

Materi:

Getaran Hukum HookeGetaran Harmonik Pada PegasGetaran Harmonik Pada BandulSifat-sifat Umum GelombangBunyiIntensitas BunyiTaraf Intensitas Bunyi Efek Doppler

Getaran

Getaran adalah gerak bolak balik di sekitar titik seimbang. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran disebut periode (s).Banyaknya getaran tiap satu detik adalah frekuensi (hertz).Hubungan antara periode dan frekuensi adalah:T = 1/f atau f = 1/T

. Amplitudo adalah simpangan maksimum.Panjang gelombang adalah jarak antara dua gelombang. Hubungan anatara kecepatan, panjang gelombang dan frekuensi adalah: v= f

Hukum Hooke

dimana k adalah konstanta pegas, x adalah simpangan . Tanda minus menunjukan bahwa pegas selalu berlawanan dengan arah simpangan.

Getaran Harmonik Sederhana

Gaya yang arahnya selalu menuju ke satu titik dan besarnya sebanding dengan simpangannya. F = -kx disebut getaran harmonik sederhana. Getaran Harmonik Pada Pegas

Menunjukkan sebuah benda dipasang pada ujung sebuah pegasJika benda ditarik dengan simpangan tertentu lalu dilepas maka selanjutnya benda akan melakukan getaran di sekitar kedudukan seimbngnya. Getaran seperti itu disebut getaran harmonik pada pegas.

Getaran Harmonik Pada Ayunan BandulPivotmgLlsTensionGaya yang mempengaruhi gerak pada bandul adalah.F = mg sin F= mas sehingga mas = mg sin mg cosmg sin

9Maka

Menurut Hukum II Newton

Periode (T)

10Getaran Harmonik Pada Bandul

Periode pada getaran harmonik sederhana:

atau

Simpangan,kecepatan dan percepatan getaran harmonikSimpangan harmonik

RyatauKecepatan harmonikPercepatan getaran harmonik22GelombangDefinisi Gelombang Energi suatu benda yang bergetar dapat pindah atau merambat ke tempat lain dengan cara melalui gelombang. Dalam perambatan energi melalui gelombang ini hanya energinya saja yang berpindah tidak disertai perpindahan materi-materi dalam medium. Medium hanya dilewati saja tidak ikut merambat.

Macam-macam Gelombang

Gelombang di alam ini dapat dibedakan berdasarkan sifat fisisnya sebagai berikut:

Mechanical WavesGelombang memerlukan medium dalam perambatannya. Gelombang elektromagnetik dapat merambat melalui hampa udara.Berdasarkan amplitudonya gelombang dibedakan menjadi: gelombang berjalan dan gelombang diam. Berdasarkan arah getarnya, gelombang dibedakan menjadi: (a) Gelombang Transversal; (b) Gelombang Longitudinal.Gelombang

Amplitude Wavelength ()Frequency (f)Period (T)Wave velocity (v)

amplitude adalah simpangan mximum .Panjang gelombang () adalah jarak satu gelombang.frequensi () adalah banyaknya getaran dalam satu detik. Satuan frekuensi : Hz periode (T) adalah waktu yang dibutuhkan untuk satu getaran penuh.Hubungan periode dengan frekuensi T = 1/satuan : s

Persamaan GelombangHubungan cepat rambat gelombang , frekuensi dan panjang gelombang adalah: v = Pemantulan (Refleksi)Pembiasan (Refracsi)Pelenturan (Diffraksi)Penggabungan (Interferensi) Sifat-sifat Umum Gelombang Bila gelombang datang mengenai penghalang di dalam perambatannya maka gelombang akan mengalami pemantulan.

Pemantulan GelombangReflectedwavesPembiasan GelombangBila dalam perambatannya sebuah gelombang melewati bidang batas dua medium, maka arah gelombang datang akan mengalami pembelokan gelombang.

Pelenturan Gelombangaksi Peristiwa pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya celah sempit disebut difraksi atau pelenturan gelombang.

The wavelength of the wave is not changed in diffraction.

Interferensi GelombangPeristiwa saling berpadu dan saling mempengaruhi dua atau lebih gelombang disebut interferensi gelombang.

Persamaan Gelombang BerjalanGelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudonya tetap (serba sama). Ketika amplitudo A, frekuensi f, dan panjang gelombang menjalar ke arah+x maka berlaku:y = A sin (2ft 2f x/v)y = A sin (2ft 2/ . x)y = A sin (2ft k . x)

Cepat Rambat Bunyi

Cepat rambat bunyi dalam gas memenuhi persamaan:

v =

dengan: = cp/cv tetapan Laplace R = konstanta Boltzman T = suhu mutlak (Kelvin) m = massa 1 mol gas.

Cepat Rambat Bunyi dalam Zat Cair v =

dengan B adalah modulus bulk zat cair dan adalah massa jenis .Cepat Rambat Bunyi dalam Zat Padat. v = dengan: E = modulus young (N/m)

INTENSITAS BUNYIIntensitas Bunyi adalah jumlah energi bunyi yang tiap detiknya menembus tegak lurus suatu bidang per satu satuan luas. I =

Satuan intensitas bunyi dalam SI adalah watt/m2.Batas intensitas bunyi yang dapat didengan telinga manusia 1x10-12 watt/m2 sampai dengan 1 kHz.

Bunyi tersebar merata ke seluruh ruang sehingga muka gelombang bunyi berbentuk bola. Maka besarnya intensitas bunyi pada jarak r dari sumber bunyi dinyatakan:

I =

TARAF INTENSITAS BUNYI

Taraf intensitas bunyi adalah perbedaan antara logaritma intensitas bunyi I dengan logaritma harga ambang intensitas bunyi Io dinyatakan dengan persamaan:B = 10 log I/Io Doppler EffectLATAR BELAKANGBila sebuah mobil lewat di depan kita sambil membunyikan klakson,maka nada bunyi klakson itu terdengar lebih tinggi ketika mobil itu mendekati kita.Sebaliknya ketika bunyi itu menjauhi kita,bunyi klakson terdengar lebih rendah.

Tinggi rendahnya nada bunyi bergantung pada frekuensi gelombang bunyi.Berarti bila sumber bunyi relatif mendekati pendengar,frekuensi bunyi yang didengar lebih tinggi daripada frekuensi sumber bunyi yang sebenarnya.Sebaliknya bila sumber bunyi relatif menjauhi pendengar,maka frekuensi yang didengar lebih rendah

Efek DopplerJadi,bila sumber bunyi bergerak relatif satu sama lain maka frekuensi yang didengar oleh pendengar tidak sama dengan frekuensi sumber sebenarnya.Gejala ini disebut dengan Efek Doppler,yang pertama diamati oleh seorang Australia bernama Christian Johann Doppler(1803-1855).

EFEK DOPPLER

Bila sumber bunyi dan pendengar bergerak relatif satu sama lain maka frekuensi yang didengar oleh pendengar tidak sama dengan frekuensi sumber bunyi yang sebenarnya. Gejala ini disebut efek Doppler.Hubungan antara frekuensi yang didengar fp dengan frekuensi sumber bunyi fs.

=

Dengan:Fp= Frekuensi yang didengar oleh pendengar(Hz)fs = Frekuensi dari sumber bunyi (Hz)v = kecepatan gelombang bunyi di udara (ms-1)vs= kecepatan gerak sumber bunyi (ms-1)vp= kecepatan gerak pendengar (ms-1)

Misalkan p=pendengar dan s=sumber bunyi :

Jika p bergerak mendekati s, +vp fp > fs-Jika p bergerak menjauhi s, -vp fp < fs-Jika s bergerak mendekati p, -vs fp > fs-Jika s bergerak menjauhi p, +vs fp < fs-Jika s dan p sama sama diam, vs = 0 dan vp= 0 fp = fs.

PSCONTOH SOALSebuah mobil membunyikan klakson dan bergerak menjauhi pendengar yang diam. Kecepatan mobil itu 72 km/jam danfrekuensi klaksonnya 150 Hz. Bila cepat rambat bunyi udara 340 m/s, berapakah frekuensi yang terdengar oleh pendengar?

PENYELESAIANDik : vp= 0 (diam) vs= 72000 m/3600 s = 20 m/s v= 340 m/s fs= 150 HzDit :fp= ?Jawab :

fp= (v fp) fs (v vs)

= 340 + 0 . 150 340 + 20

= 142 Hz

Thats all folks!