Download - Fisika Sekolah 3 "BUNYI"
FISIKA SEKOLAH 3oleh :• Okti Farriha (0805341)• Whisnu Trie Seno Ajie (0802628)
Gelombang Bunyi dan Penerapannya dalam
Teknologi Standar Kompetensi :
1. Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah.
Kompetensi dasar :
A. Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyi serta menerapkan konsep dan prinsipnya dalam teknologi.
Indikator :
1.A.1 Menjelaskan proses perambatan bunyi.
1.A.2 Menjelaskan faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi.
1.A.3 Menjelaskan faktor yang mempengaruhi kuat dan tinggi bunyi.
1.A.4 Membedakan audiosonik, infrasonik, dan ultrasonik.
1.A.5 Membedakan bunyi pada pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup.
1.A.6Menjelaskan gejala pemantulan bunyi.
1.A.7 Menghitung besaran-besaran gelombang bunyi yang dihasilkan oleh pipa organa tertutup, pipa organa terbuka, dan dawai.
1.A.8 Membedakan gaung, gema, dan bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli.
• Konsep Prasyarat
Gelombang
• Konsep Esensial
Gelombang bunyi
Pemantulan bunyi
Resonansi
Interferensi
Efek Doppler
Peta Konsep
Gelombang Bunyi
Pemantulan
Interferensi
Resonansi
Efek Doppler
Bagan Materi
gelombang bunyi
pengertian
cepat rambat
daya & intensitas
gejala & ciri-ciri
pemantulan
resonansi
sonic boom
interferensi
efek doppler
penerapandalam
teknologi
sumber bunyi
Tabel Aspek Kognitif, Afektif dan PsikomotorNo
Konsep Esensial
Penerapan Aspek Contoh
1Gelombang
bunyi
Suara yang dikeluarkan oleh senar gitar yang di petik.
Kognitif Menjelaskan bahwa gelombang dihasilkan dari getaran yang merambat.
Afektif Memperhatikan getaran pada senar gitar.
Psikomotor Mempraktikan memetik senar gitar.
2.Pemantulan
Bunyi
Misalnya di dalam ruangan yang luas seorang siswa berteriak kencang kemudian terdengar suara yang seolah-olah meniru teriakannya.
Kognitif Membedakan fenomena gaung dan gema.
Afektif Psikomotor
3. Resonansi
Ketika tuts piano di pijit, maka akan terjadi rambatan gelombang dalam kolom udara.
Kognitif Menentukan nada dasar, nada atas 1, nada atas 2, dst.
Afektif Psikomotor
4. Interferensi
Misalnya ketika berada di antara dua loud-speaker maka akan mendengar bunyi kuat dan lemah secara bergantian.
Kognitif Membedakan interferensi konstruktif dan interferensi destruktif.
Afektif Psikomotor
5. Efek Doppler
Membandingkan suara guru yang terdengar oleh siswa yang duduk paling depan dengan siswa yang duduk paling belakang.
Kognitif Menjelaskan pengaruh jarak pada cepat rambat bunyi.
Afektif Psikomotor 3 orang siswa secara bergantian
beralih tempat duduk.
Analisis Uraian Materi Gelombang Bunyi• Pengertian Gelombang Bunyi
Bunyi merupakan gelombang longitudinal
Gelombang tersebut dihasilkan ketika sebuah benda yang digetarkan dan menyebabkan gangguan kerapatan
medium
• Sumber Bunyi
Gelombang bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, benda yang bergetar disebut sumber bunyi
kuat kerasnya bunyi tergantung pada amplitudo getarannya
Gelombang bunyi berdasarkan daya pendengaran manusia dibedakan menjadi menjadi tiga, yaitu infrasonik, audiosonik dan ultrasonik.
Infra sonik di bawah 20 Hz
Audiosonik 20 hingga 20.000 Hz
Ultrasonik di atas 20.000 Hz
• Cepat Rambat Gelombang Bunyi
a. Cepat ramabat bunyi pada zat padat
dengan E adalah modulus Young (N/m2) dan ρ menyatakan massa jenis zat padat (kg/m3).
b. Cepat rambat bunyi pada zat cair
dengan ρ adalah massa jenis zat cair, dan β adalah modulus curah, yang menyatakan perbandingan tekanan pada sebuah
benda terhadap fraksi penurunan volume (N/m2).
c. Cepat rambat bunyi pada gas
dengan P adalah tekanan gas dan γ adalah rasio kapasitas terminal molar. Ini setara dengan:
dengan:
R = tetapan molar gas (J/mol K)
M= massa satu mol gas
T = suhu termodinamika (K)
v = cepat rambat bunyi (m/s)
• Pemantulan Bunyi
Karena bunyi merupakan gelombang, salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan maka bunyi
memiliki sifat dapat dipantulkan.
Dalam pemantulan bunyi dikenal istilah gema dan gaung
Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi pertama dari sumber berhenti.
Sedangkan gaung adalah bunyi pantul yang hanya sebagian yang terdengar bersama-sama dengan bunyi asli sehingga menyebabkan bunyi asli menjadi tidak jelas.
• Sonic Boom
kecepatan benda melebihi kecepatan gelombang bunyi di udara?
SONIC BOOM
• Resonansi
pada kolom udara timbul gelombang stasioner dan frekuensi getaran udara sama dengan frekuensi
garputala. Peristiwa inilah yang disebut resonansi.
• Getaran Kolom Udara
a. Pipa Organa Terbuka
a). Nada dasar
Jika sepanjang pipa organa terbentuk ½ gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada dasar.
ℓ = ½λ0 atau λ0 = 2ℓ bila frekuensi nada dasar dilambangkan f0 maka besarnya :
f0 =
b). Nada atas 1
Jika sepanjang pipa organa terbentuk 1 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 1.
ℓ = λ1 atau λ1 = ℓ bila frekuensi nada atas 1 dilambangkan f0 maka besarnya :
f1 =
c). Nada atas 2
Jika sepanjang pipa organa terbentuk gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 2.
ℓ = λ2 atau λ2 = ℓ bila frekuensi nada atas 2 dilambangkan f2 maka besarnya :
f2 =
d). Nada atas 3
Jika sepanjang pipa organa terbentuk 2 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 3.
ℓ = 2λ3 atau λ3 = ½ℓ bila frekuensi nada atas 3 dilambangkan f3 maka besarnya :
f3 = … dan seterusnya.
Kesimpulan
fo : f1 : f2 : f3 : … = : :
= 1 : 2 : 3 : 4: …
Getaran Kolom Udara
b. Pipa Organa Tertutup
a). Nada dasar
Jika sepanjang pipa organa terbentuk ¼ gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada dasar.
ℓ = ¼λ0 atau λ0 = 4ℓ bila frekuensi nada dasar dilambangkan f0 maka
besarnya :
f0 =
b). Nada atas 1
Jika sepanjang pipa organa terbentuk ¾ gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada
atas 1.
ℓ = ¾λ1 atau λ1= bila frekuensi nada dasar dilambangkan f1 maka besarnya :
f1 =
c). Nada atas 2
Jika sepanjang pipa organa terbentuk gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 2.
ℓ = λ2 atau λ2 = ℓ bila frekuensi nada dasar dilambangkan f2 maka besarnya :
f2 =
d). Nada atas 3
Jika sepanjang pipa organa terbentuk gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 3.
ℓ = λ3 atau λ3 = ℓ bila frekuensi nada atas 3 dilambangkan f3 maka besarnya :
f3 = … dan seterusnya.
Kesimpulan
f0 : f1 : f2 : f3 : … = : : :
= 1 : 3 : 5 : 7 : …
• Getaran Dawai
b. Pipa Organa Tertutup
1). Nada dasar
Jika sepanjang dawai terbentuk ½ gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada dasar.
ℓ atau λ0 = 2ℓ bila frekuensi nada dasar dilambangkan f0 maka besarnya
f0 =
2). Nada atas 1
Jika sepanjang dawai terbentuk 1 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 1.
ℓ = λ1 atau λ1 = ℓ bila frekuensi nada atas 1 dilambangkan f1 maka besarnya :
f1 =
3). Nada atas 2
Jika sepanjang dawai terbentuk 1½ gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 2.
ℓ = λ atau λ2 = ℓ bila frekuensi nada atas 2 dilambangkan f2 maka besarnya :
f2 = dan seterusnya.
Kesimpulan
f0 : f1 : f2 : … = ; :
= 1 : 2 : 3
• Interferensi Gelombang BunyiInterferensi gelombang bunyi terjadi jika dua atau lebih
gelombang bunyi melewati tempat yang sama
bunyi kuat (keras) jika terjadi interferensi konstruktif
bunyi lemah jika terjadi interferensi destruktif
• Efek Doppler
Christian Johann Doppler pada tahun 1942
secara eksperimen dilakukan oleh Buys Ballot pada tahun 1945
Bunyi sumber yang terdengar akan makin keras saat kita bergerak saling mendekati dan akan semakin lemah pada saat
kita bergerak saling menjauhinya
dengan :
fp = frekuensi bunyi yang diterima pendengar (Hz)
fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)
v = cepat rambat bunyi di udara (ms-1)
vp = kecepatan pendengar (ms-1)
vs = kecepatan sumber bunyi (ms-1)
• Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi
Energi gelombang bunyi yang menembus permukaan bidang tiap satu satuan luas tiap detiknya
I = = ... (1.2)
dengan :
I = intensitas bunyi (watt/m2)
P = daya sumber bunyi (watt, joule/s)
A = luas permukaan yang ditembus gelombang bunyi (m2)
R = jarak tempat dari sumber bunyi (m)
Jika titik A berjarak R1 dan titik B berjarak R2 dari sumber bunyi, maka perbandingan intensitas bunyi
antara titik A dan B dapat dinyatakan dalam persamaan :
... (1.3)
Intensitas ambang pendengaran (Io) yaitu intensitas bunyi terkecil yang masih mampu didengar oleh telinga
intensitas ambang perasaan yaitu intensitas bunyi yang terbesar yang masih dapat didengar telinga tanpa menimbulkan rasa sakit
Besarnya ambang pendengaran berkisar pada 10-12 watt/m2
Besarnya ambang perasaan berkisar pada 1 watt/m2
Taraf Intensitas bunyi (TI) memiliki satuan dB (desi bell)
... (1.4)
dengan :
TI = taraf intensitas bunyi (dB = desi bell)
I = intesitas bunyi (watt.m-2)
Io = intensitas ambang pendengaran (Io = 10-12 watt.m-2)
• Penerapan Gelombang Bunyi dalam Teknologi
1. Menentukan kedalaman laut
2. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
3. Alat Kedokteran
Menentukan kedalaman lautPada dinding kapal bagian bawah dipasang sebuah sumber getaran
(osilator). Di dekat osilator dipasang alat penerima getaran (hidrofon). Jika waktu getaran (bunyi) merambat (t) sekonuntuk menempuh jarak bolak-balik yaiu 2 L meter, maka cepat rambat dapat dihitung sebagai
berikut.
dengan :
v = cepat rambat bunyi (m/s)
L = dalamnya laut (m)
t = waktu (t)
Terimakasih ........