BUNYI

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Gelombang BunyiGelombang Bunyi: Kita anggap Sembarang Gelombang Longitudinal sebagai gelombang bunyiGelombang Mekanik, baik transversal maupun longitudinal, berjalan dalam sebuah medium.Medium gelombang bunyi umumnya adalah udara.Udara adalah fluida.

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Istilah dan terminologiSumber titik (Point source): ukuran sumber emisi kecil dibandingkan jarak antara sumber dan pengamat.Muka gelombang (Wave front): permukaan dengan fasa sama.Sinar (Rays): tegak lurus terhadap wave front, arah penjalaran.Pada radius besar (jauh dari sumber titik):Muka gelombang sferis muka gelombang planar

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sumber Monopol Stasioner

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sumber Dipol

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sumber Kuadrupol Lateral

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sumber Kuadrupol Linier(Garpu Tala)Near FieldFar Field

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Fungsi Gelombangy(x,t) = ymsin(kx-wt)Gelombang TransversalFungsi sin dan cos identik untuk fungsi gelombang, berbeda hanya pada konstanta fasa. Kita menggunakan cos untuk perpindahan.sin(q+90)=cosqs(x,t) = smcos(kx-wt)s: perpindahan (displacement) dari posisi setimbangGelombang Longitudinal

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Contoh gelombang menjalar

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Amplitudo Tekananp(x,t) = pmsin(kx-wt)p: perubahan tekanan dalam medium karena kompresi (p >0) atau ekspansi (p

Bunyi - Fisika Dasar 2**Laju GelombangGelombang Bunyi (Longitudinal):Modulus BulkDensitas VolumeelastikinersialModulus BulkTeganganDensitas Linier

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**IntensitasGelombang Bunyi (Longitudinal):P: dayaA: luas area yang meng-intercept bunyiHubungan Tekanan dan Amplitudo Perpindahan pm = ()Sm

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Intensitas Bunnyi Sumber TitikLuas Wavefront pada jarak r dari sumber: A = 4pr2

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Skala DecibelLevel bunyi dapat berubah beberapa besaran orde (orders of magnitude).Karena iti, tingkat bunyi b didefinisikan sebagai: Bagaimana mengukur ke-nyaring-an bunyi?Catatan: Jika I berubah jadi 10 kali, bertambah 1.

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**InterferensiDua gelombang identik dari dua sumber titik berbeda memiliki perbedaan fasa pada sembarang titik yang bergantung pada PERBEDAAN PANJANG LINTASAN LJika L1 = L2, maka terjadi interferensi konstruktif. Jika tidak, kita harus pelajari situasinya.

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Interferensif = 0: konstruktiff = p: destruktiflainnya: diantaranyax x+lPerubahan lintasan Perubahan fasa 2

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**f = 0: konstruktiff = p: destruktiflainnya: diantaranyaf = m(2p),m=0,1,2, ...f = (m+1/2)(2p),m=0,1,2, ...Interferensi

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Batang aluminum panjang dipukul pada salah satu ujungnya. Seorang pengamat mendekatkan telinganya pada ujung lainnya dan mendengar suara pukulan dua kali (sekali melalui udara, dan satu kali melalui batang), dengan jeda 0.120 s. Laju bunyi di udara 343m/s dan laju bunyi di batang 15 kalinya. Berapa panjang batang tersebut?Misal panjang batang l, laju bunyi di udara v1, dan laju bunyi di batang v2.Soal

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Soal

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Tekanan dalam gelombang bunyi diberikan oleh persamaan p = (1.5 Pa) sin p[(1.00 m-1)x - (330 s-1)t].

Tentukan (a) amplitudo tekanan, (b) frekuensi, (c) panjang gelombang, dan (d) laju gelombang.SoalGelombang tekanan dan gelombang perpindahan diberikan oleh

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**(a) pm = 1.5 Pa(b) f = pw/2p=(330 s-1)/2=165 Hz(c) l=2p/k= 2p /(1.00 m-1) p=2 m(d) v = lf=330 m/sSoal

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Dua sumber titik dari gelombang bunyi dengan panjang gelombang dan amplitudo yang identik terpisah oleh jarak d = 2.0. Kedua sumber sefasa. (a) Berapa banyak titik maksimum yang terletak pada lingkaran besar di sekeliling sumber? (b) Berapa banyak titik minimum?Contoh

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**(a) Maksimum: =2msin = m/2(m=0, 1, 2, )

Delapan: 0, 30, 90, 150, 180, 210, 270, 330(b) Delapan, di antara maksimum.Contoh Jika kedua sumber adalah loud speakers, pada titik mana pendengar akan mendengar sinyal maksimum? Apakah hal tersebut bergantung pada frekuensi?

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Bunyi Musik Instrumen senar (gitar, biola):Sebuah senar diikat pada dua titik ujung. Gelombang bunyi akan direfleksikan pada titik-titik ujung senar dan saling berinterferensi satu sama lainnya.Untuk panjang gelombang tertentu, akan dihasilkan gelombang tegak (standing wave), yaitu resonansi.Anda mendengar gelombang tegak. Panjang gelombang lainnya hilang karena interferensi destruktif.

Bagaimana dg instrumen angin (flute, oboe ):

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Pipa : Gel Berdiri dalam TabungSYARAT BATAS:Ujung Tertutup: s = 0, harus jadi node utk sp=pm, antinode utk pUjung Terbuka: s = sm, harus jadi antinode untuk s p=0, node untuk p

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Resonansi BunyiTinjau pipa dengan panjang L, satu ujungnya terbuka, ujung lainnya tertutup.Pada resonansi, perpindahan antinode pada ujung terbuka, dan perpindahan node pada ujung tertutup.

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Ujung Terbuka: antinodeUjung Tertutup: nodePanjang gelombang terpanjang yang memenuhi syaratFrekuensi resonansi fundamentalResonansi Bunyi

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Resonansi Bunyi Pipa terbuka pada kedua ujungnya: perpindahan antinode pada kedua ujungnya. Pipe tertutup pada kedua ujungnya: perpindahan nodes pada kedua ujungnya. Untuk kedua kasus tsb:Ekspresi yang sama seperti tali dengan kedua ujungnya terikat.

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Ketinggian air dalam tabung gelas vertikal yang panjangnya 1.00 m dapat diubah-ubah. Sebuah garpu tala dengan frekuensi 686 Hz dibunyikan di tepi atas tabung. Tentukan ketinggian air agar terjadi resonansi.Misal L adalah panjang kolom udara. Maka kondisi untuk terjadinya resonansi adalah:Soal

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Pelayangan (Beats)Dua gelombang bunyi dengan frekuensi yang berbeda tapi dekat menghasilkan PELAYANGAN yang terdengar.TinjauSangat Kecil

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Pada persamaan di atas, amplitudo bergantung t. Amplitudo menjadi maksimum dua kali dalam satu siklus: coswt = 1 dan -1: PelayanganFrekuensi pelayangan fbeat:Contoh: Pelayangan digunakan untuk menyetem instrumen musik.Pelayangan

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Pelayangan

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sebuah garpu tala dengan frekuensi yang tidak diketahui menghasilkan tiga pelayangan per detik jika dibunyikan bersama garpu tala standar dengan frekuensi 384 Hz. Frekuensi pelayangan berkurang saat sepotong lilin ditempelkan pada salah satu kaki garpu tala pertama. Berapa frekuensi dari garpu tala tersebut?fbeat = 3 Hz f1 = 381 or 387 HzMass increases f1 decreasesTherefore, f1 = 387 HzResonant frequencyfbeat decreases f1 becomes closer to 384 HzSoal

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Garpu talaPlot kontur medan tekanan yang dihasilkan kuadrupol longitudinal Merah: tekanan tinggi Biru: tekanan rendahSumber DipolSumber Silinder

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Efek DopplerEfek Doppler: perubahan frekuensi (bertambah atau berkurang) yang disebabkan oleh gerak dari sumber dan/atau detektorUntuk pembahasan berikut, laju diukur relatif terhadap udara, medium tempat menjalarnya gelombang bunyiEfek Doppler terjadi saat terdapat gerak relatif antara sumber dan detektor/pengamat.Klakson mobil:

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Detektor Bergerak, Sumber DiamContoh: Dua mobil bergerak dengan laju v1 dan v2 Bagi orang yang duduk di mobil 1, dia melihat laju mobil 2 relatif terhadapnya v2 - v1. Frekuensi yang terdeteksi oleh telinga adalah frekuensi (rate) detektor mengintercept gelombang. Frekuensi (rate) tersebut berubah jika detektor bergerak relatif terhadap sumber.

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Jika detektor diam :Dibagi dengan l untuk mendapatkan jumlah perioda dalam waktu tPerioda dalam satu satuan waktu: frekuensiJika detektor bergerak mendekati sumber: jumlah perioda yang mencapai detektor bertambah. Atau:Detektor Bergerak, Sumber Diam

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**vD adalah LAJU, selalu positifJika detektor bergerak mendekati sumber:Secara umum:+ : mendekati S-: menjauhi SDetektor Bergerak, Sumber Diam

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sumber Bergerak, Detektor DiamJika sumber bergerak mendekati detektor : gelombang termampatkan. Atau:

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sumber Bergerak, Detektor Diam

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Sumber Bergerak, Detektor Diam

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Secara umum+: menjauhi D-: mendekati D + : mendekati S-: menjauhi SSemua laju diukur relatif terhadap medium propagasi: udaraEfek Doppler secara umum

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Jika vS>v, persamaan Doppler tidak lagi berlaku: Laju SupersonikGelombang Kejut (Shock Wave) akan dihasilkan: perubahan besar (abrupt) dari tekanan udaraWavefront berbentuk Kerucut Mach (Mach Cone)Laju Supersonik

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**SupersonikLaju sumber > Laju bunyi(Mach 1.4 - supersonik ) Laju sumber = Laju bunyi(Mach 1 - sound barrier )

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Peluru dengan Mach 1.01

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Menembus Sound BarrierF-18 tepat saat mencapai supersonik

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Menembus Sound Barrier

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Peluru (Mach 2.45)

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Gelombang KejutSonic Boom:T-38 Talon twin-engine, high-altitude, supersonic jet trainer

Bunyi - Fisika Dasar 2

Bunyi - Fisika Dasar 2**Gelombang Kejut dan Sonic Boom

Bunyi - Fisika Dasar 2

********************************In the movie above two waves with slightly different frequencies are travelling to the right. The resulting wave travels in the same direction and with the same speed as the two component waves. The "beat" wave oscillates with the average frequency, and its amplitude envelope varies according to the difference frequency. ******************