BUNYIDafid Kurniawan, S. Si, MM

• Standar KompetensiMemahami konsep dan penerapan getaran, gelombang dan optika dalam produk teknologi sehari-hari

•Kompetensi DasarMenerapkan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari

Tujuan Pembelajaran

Setelah melakukan kegiatan pembelajaran, siswa dapat:

1.Memahami sumber-sumber bunyi;2.Membedakan Infrasonik, Ultrasonik dan Audiosonik3.Memaparkan karakteristik gelombang bunyi 4.Memahami perambatan bunyi di udara;5.Memahami perambatan bunyi melalui zat padat;6.Memahami peristiwa resonansi;7.Memahami pemantulan bunyi dan dampak

pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari – hari.

Gambar – gambar ini menunjukkan berbagai jenis alat musik yang dapat menimbulkan bunyi.

Perpaduan di antara mereka dapat membuat alunan musik yang indah.

Bagaimana Alat – alat musik ini dapat mengeluarkan bunyi ?

Mengapa dapat terdengar bunyi dari alat musik tersebut ?

Apakah sebenarnya bunyi itu ?

Bagaimana bunyi sampai

terdengar oleh telinga kita?

Bunyi adalah gelombang longitudinal yang merambat

dari sumber bunyi ke telinga pendengar lewat suatu

medium. Oleh karena itu bunyi termasuk gelombang

mekanik.

Sumber bunyi adalah sesuatu

yang bergetar.

Gelombang yang merambat pada frekuensi tertentu akan

menggetarkan gendang telingamu lalu memberikan

informasi ke otak sebagai suara atau bunyi tertentu.

Ketika suatu sumber bunyi bergetar maka molekul – molekul

udara disekitar sumber bunyi tersebut akan bergetar

membentuk rapatan & renggangan sehingga gelombang

longitudinal.

Syarat – syarat terjadinya bunyi :

1. Ada sumber bunyi ( benda yang bergetar )

2. Ada medium yang digunakan untuk merambat.

3. Adanya penerima atau pendengar di dalam

jangkauan sumber bunyi.

Cepat Rambat Gelombang Bunyi Bunyi yang terdengar bergantung pada jarak antara sumber bunyi dan pendengar. Jarak yang ditempuh bunyi tiap satuan waktu disebut cepat rambat bunyi (v). Secara matematis, hal itu dituliskan sebagai berikut.

Oleh karena bunyi merupakan suatu bentuk gelombang, dapat dituliskan:

dengan : v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s), s = jarak sumber bunyi dengan pengamat (m), t = waktu tempuh (s).

SOAL1. Seorang anak berteriak ke dalam sumur yang

kosong, selang waktu 0,2 s dia mendengar bunyi pantulnya. Jika dasar sumur ke arah tersebut 32 m, cepat rambat bunyi saat itu adalah .... (UN 2007)

a. 160 m/sb. 320 m/sc. 550 m/sd. 1.500 m/s

2. Gelombang bunyi merambat di udara dengan kecepatan 300 m/s. Jika panjang gelombangnya 25 cm, berapakah frekuensi gelombang tersebut?

Mengapa bunyi petir pada malam hari terdengar lebih keras daripada siang hari ?

Pada siang hari tanah menyerap panas. Panas ini akan diradiasikan kelingkungannya. Akibatnya udara dekat tanah lebih panas dibandingkan dengan udara di atasnya.

Bunyi lebih cepat merambat di suhu tinggi dibandingkan suhu rendah, akibatnya bunyi akan dibiaskan menjauhi kita sehingga kita mendengar bunyi petir lebih lemah. Sebaliknya pada malam hari, udara bawah lebih dingin daripada udara atas. Sehingga bunyi petir dibiaskan mendekati kita dan terdengar lebih keras.

Pernahkah kamu mendengarkan bunyi rel kereta api pada saat kereta api mau lewat? Ketika kereta api akan tiba, terdengar suara gemuruh dari kereta, walaupun keretanya belum terlihat. Suara kereta yang belum kelihatan juga dapat kamu dengar melalui rel kereta api.

Bunyi Kereta Api yang Melintas

Cepat rambat bunyi di udara berbeda dengan cepat rambat bunyi pada rel kereta api (zat padat). Manakah yang lebih cepat?

Faktor – faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi antara lain :

1.Suhu,Makin tinggi suhu medium, pada umumnya makin

besar cepat rambat bunyi dalam medium tersebut.

2.Kekerasan mediummakin keras medium umumnya makin besar cepat

rambat bunyi dalam medium tersebut.

Berdasarkan frekuensinya, bunyi dikelompokkan menjadi:

1. Infrasonik, frekuensi < 20 Hz

2. Ultrasonik, frekuensi > 20.000 Hz

3. Audiosonik, frekuensi 20 – 20.000 Hz

Contoh hewan yang dapat mendengar bunyi Infrasonik adalah :

*) Jangkrik *) Anjing*) Kucing *) Tikus*) Katak Cina *) Lumba – lumba *) Kelelawar *) Kuda Nil

Mengapa kelelawar bisa terbang dimalam hari tanpa menabrak padahal penglihatan kelelawar sangat lemah ?

Manfaat Gelombang Ultrasonik

1. Sistem PertahananUltrasonik dimanfaatkan dalam alat sonar (sound navigation and ranging), yaitu sebagai alat detektor di bawah air. misalnya ultrasonik dipasang pada kapal pemburu untuk mengetahui posisi kapal selam atau sebaliknya dipasang pada kapal selam untuk mengetahui kedudukan kapal di permukaan laut.

2. KesehatanFungsi ultrasonik hampir menyerupai sinar-X, yaitu untuk melihat organ-organ tubuh bagian dalam, khususnya organ tubuh yang tidak boleh dilihat dengan sinar-X, misalnya janin dalam rahim. Alat kesehatan itu dinamakan Ultrasonography (USG).

Manfaat Gelombang Ultrasonik

3. IndustriDalam industri ultrasonik digunakan untuk meratakan campuran susu agar homogen, membersihkan benda yang halus, meratakan campuran besi dan timah yang dilebur dalam industri logam, untuk sterilisasi pada pengawetan makanan dalam kaleng dan sebagainya

Karakteristik Gelombang Bunyi

Desah: Frekuensi bunyi yang tidak teratur, misalnya suara banyak orang di pasar.

Nada: Frekuensi bunyi yang teratur.

Dentum :bunyi desah yang sangat keras dan bisa mengagetkan pendengaran kita. Contohnya kayak bunyi bom, ledakan, atau halilintar.

Karakteristik Gelombang Bunyi

Tinggi rendahnya bunyi dipengaruhi oleh tinggi rendahnya frekuensi. Makin tinggi frekuensinya maka makin tinggi nadanya (melengking)

Kuat lemahnya bunyi dipengaruhi oleh Amplitudonya. Semakin besar amplitudonya maka makin keras bunyi terdengar.

Warna Bunyi atau Timbre :Karakteristik yang dimiliki oleh sumber bunyi

Karakteristik Gelombang BunyiTinggi-rendahnya nada itu dihasilkan oleh senar (dawai) dan

ditentukan dalam hukum Mersenne, yaitu:1. Tinggi nada yang dihasilkan berbanding terbalik dengan panjang senar.2.  Tinggi nada yang dihasilkan berbanding lurus dengan akar tegangan senar.3.  Tinggi nada yang dihasilkan berbanding terbalik dengan akar luas penampang senar.

4. Tinggi nada yang dihasilkan berbanding terbalik dengan akar massa jenis senar.

Secara matematis dapat ditulis sebagai berikut :

Dimana :T = Tegangan senarL = Panjang senarA = Luas Penampang senarρ = massa jenis senar

Resonansi Bunyi

Ketika dua garputala A dan B yang frekuensinya sama dipukul, getaran mengusik udara di sekitar sehingga garputala yang frekuensinya sama dan jaraknya dekat bergetar dan berbunyi.

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi itu

Garputala yang berbeda frekuensinya tidak akan bergetar dan berbunyi.

Masalah yang di timbulkan karena Resonansi Bunyi

Dalam kehidupan sehari – hari, resonansi kadang – kadang diredam, sebab jika tidak diredam dapat menimbulkan bahaya atau bencana.

1. Bunyi ledakan bom dapat memecahkan kaca walaupun kaca tidak terkena langsung pecahan bom.

2. Amplitudo resonansi yang besar yang dihasilkan dari sumber getar, misalnya getaran mesin pabrik dan kereta api, dapat meruntuhkan bangunan.

3. Sepasukan prajurit tidak boleh melintasi jembatan dengan cara berbaris dengan langkah yang bersamaan sebab amplitudo resonansi yang ditimbulkannya menjadi bertambah besar sehingga dapat meruntuhkan jembatan.

Contoh Masalah yang di timbulkan karena Resonansi Bunyi

1. Runtuhnya Jembatan Gantung di Selat Tacoma2. Pecahnya gelas kaca karena lengkingan suara yang

tinggi.

3. Runtuhnya tembok Yerikho

Persamaan umum efek Doppler dapat dinyatakan dalam bentuk :

)( SS

PP f

VV

VVf

V = Kec.rambat bunyi di udara ( m/s )

VP= Kec. pendengar ( m/s )

VS= Kec. Sumber bunyi ( m/s )

fS = Frekuensi Sumber bunyi ( Hz )

fP = Frekuensi yang diterima pendengar ( Hz )

Effek Doppler adalah peristiwa berubahnya harga frekuensi bunyi yang diterima oleh pendengar (P) dari frekuensi suatu sumber bunyi (S) apabila terjadi gerakan relatif antara P dan S.

Trick

Untuk memahami persamaan efek doppler, gambarlah pengamat disebelah kiri dan sumber disebelah kanan

vsvp +_ +_

Sumber maupun pengamat bergerak ke kanan kecepatannya positif, dan sebaliknya

Sumber maupun pengamat bergerak ke kiri kecepatannya negatif

Hukum Pemantulan BunyiBunyi datang, bunyi

pantul, dan garis normal terletak pada bidang yang sama;

Besar sudut datang () sama dengan besar sudut pantul ().

Jenis Pemantulan Bunyi

Gaung (kerdam): bunyi pantul yang hanya terdengar sebagian bersamaan dengan bunyi asli. Contoh ketika berteriak di gedung

Bunyi asli : mer - de - ka Bunyi pantul : mer - de - kaGema: bunyi pantul akan terdengar beberapa saat setelah

bunyi asli. Bunyi asli : mer - de - ka Bunyi pantul : mer - de - kaBunyi pantul yang memperkuat bunyi asli

Jika jarak dinding pantul sangat dekat dengan sumber bunyi sehingga waktu yang diperlukan bunyi pantul untuk kembali sangat singkat

Manfaat pemantulan Bunyi

1. Menentukan cepat rambat bunyi di udara2. Survei Geofisika (mendeteksi lapisan –

lapisana batuan)3. Kacamata tunanetra4. Mengukur kedalaman laut5. USG6. Mendeteksi cacat atau retak pada logam7. Mengukur ketebalan logam

Pemantulan Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari

Sifat pemantulan bunyi sangat penting bagi beberapa hewan, seperti kelelawar.

Pemantulan gelombang bunyi ultrasonik digunakan manusia untuk mengukur panjang gua dan kedalaman lautan atau danau.

Bunyi pantul yang diterima telah menempuh dua kali perjalanan, yaitu dari sumber bunyi ke pemantul dan dari pemantul ke penerima atau pendengar. Waktu yang dibutuhkan untuk sampai ke pemantul adalah ½ t .Oleh karena itu, jarak yang ditempuh oleh bunyi yang dipantulkan dapat ditulis sebagai berikut.

CONTOH SOAL dapat dipelajari di Buku Paket halaman 229

SOAL1. Prinsip pemantulan bunyi digunakan

untuk mengukur kedalaman laut. Bunyi pantul terdengar 0,2 sekon setelah bunyi aslinya. Jika cepat rambat bunyi dalam air laut 1.500 m/s, hitunglah kedalaman air laut tersebut.

Hukum Marsenne (hal. 225)Faktor-faktor yang mempengaruhi

frekuensi nada alamiah sebuah senar/ dawai:

1.Panjang senar;2.Luas penampang;3.Tegangan senar;4.Massa jenis senar.

ReferensiTeks dan Gambar:Karim, S., et al. 2008. Belajar IPA Membuka

Cakrawala Alam Sekitar. Jakarta: Pusat Perbukuan.

Wasis dan Irianto, S. 2008. Ilmu Pengetahuan Alam SMP dan MTs Kelas VIII. Jakarta: Pusat Perbukuan.

Videohttp://www.youtube.com