A.

Gejala Getaran

Misalnya: getaran pada sinar gitar saat dipetik, getaran beduk saat dipukul, getaran pada pita suara, getaran pada bandul yang diayun, getaran pada mistar yang ditarik dll. Getaran adalah gerak periodik dengan menempuh lintasan yang sama Gerak periodik adalah gerak benda secara berulang-ulang dalam selang waktu yang sama Misalkan benda bergerak dari 1-2-3 -2 merupakan kedudukan seimbang, posisi benda ketika dalam keadaan diam -1-3-1 merupakan satu getaran, gerak bolak-balik dari a-c kembali ke -a lagi -1-2/2-3 merupakan amplitudo getaran, simpangan terjauh dari titik seimbang/ simpangan maksimum 1. Periode dan frekuensi getaran -Periode (T): waktu yang diperlukan benda untuk melakuka satu kali getaran, satuannya sekon (s) -Frekuensi (f): banyaknya getaran tiap satu satuan waktu/sekon, satuannya getaran/sekon (Herzt/ Hz) 2. Hubungan periode dan frekuensi getaran -Antara periode dan frekuensi getaran mempunyai hubungan sebagai berikut: f=1/T -Hubungan ini juga berlaku pada gelombang -Jika benda bergetar n kali dalam waktu t sekon, maka frekuensinya adalah f=n/T Gejala getaran banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Getaran bandul jam dinding, senar gitar yang dipetik, dan pita suara yang bergetar hingga menimbulkan bunyi, merupakan beberapa contoh benda yang melakukan getaran.

B. Pengertian Getaran Jarum jam bergerak akibat adanya gerak bolak-balik bandul. Gerakan bandul itu disebut getaran. Jadi, getaran adalah gerak bolak-balik melalui titik setimbang. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali bergetar penuh, yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut. Satu kali getaran adalah ketika benda bergerak dari titik A-B-C-B-A atau dari titik B-C-B-A-B. Bandul tidak pernah melewati lebih dari titik A atau titik C karena titik tersebut merupakan simpangan terjauh.

Simpangan terjauh itu disebut amplitudo. Di titik A atau titik C benda akan berhenti sesaat sebelum kembali bergerak. Contoh amplitudo adalah jarak BA atau jarak BC. Jarak dari titik setimbang pada suatu saat disebut simpangan.

C. Ciri-Ciri Suatu Getaran Getaran merupakan jenis gerak yang mudah kamu jumpai dalam kehidupan sehari-hari, baik gerak alamiah maupun buatan manusia. Semua getaran memiliki ciri-ciri tertentu.

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali getaran disebut periode getar yang dilambangkan dengan (T). Banyaknya getaran dalam satu sekon disebut frekuensi (f). Suatu getaran akan bergerak dengan frekuensi alamiah sendiri. Hubungan frekuensi dan periode secara matematis ditulis sebagai berikut:

dengan: T = periode (s) f = banyaknya getaran per sekon (Hz)

Satuan periode adalah sekon dan satuan frekuensi adalah getaran per sekon atau disebut juga dengan hertz (Hz), untuk menghormati seorang fisikawan Jerman yang berjasa di bidang gelombang, Hendrich Rudolf Hertz. Jadi, satu hertz sama dengan satu getaran per sekon.

D. Getaran Kolom Udara a. PIPA ORGANA TERBUKA. Kolom udara dapat beresonansi, artinya dapat bergetar. Kenyataan ini digunakan pada alat musik yang dinamakan Organa, baik organa dengan pipa tertutup maupun pipa terbuka. Dibawah ini adalah gambar penampang pipa organa terbuka. Jika Udara dihembuskan kuat-kuat melalui lobang A dan diarahkan ke celah C, sehingga menyebabkan bibir B bergetar, maka udarapun bergetar. Gelombang getaran udara merambat ke atas dan oleh lubang sebelah atas gelombang bunyi dipantulkan ke bawah dan bertemu dengan gelombang bunyi yang datang dari bawah berikutnya, sehingga terjadilah interferensi. Maka dalam kolom udara dalam pipa organa timbul pola gelombang longitudinal stasioner. Karena bagian atas pipa terbuka, demikian pula celah C, maka tekanan udara di empat tersebut tentulah sama dan sama dengan tekanan udara luar, jadi tekanan di tempat tersebut timbulah perut. Pada gambar (b) di atas terlihat 1 simpul diantara 2 perut. Ini berarti pipa organa bergetar dengan nada terendah yang disebut nada dasar organa. Frekwensi nada dasar dilambangkan fo, jadi L = o atauo = 2L, sehingga fo= . Pada gambar (c) memperlihatkan dua simpul dan satu perut diantara kedua perut, dikatakan udara dalam pipa organa bergetar dengan nada atas pertama dan dilambangkan dengan f1.Pada pola tersebut sepanjang kolom udara dalam pipa terjadi 1 gelombang. Jadi :1=

L f1 . l1 = f1 . L = v f1 = = Pada gambar (d) memperlihatkan 3 simpul dan dua perut di antara kedua perut, dan bunyi yang ditimbulkan merupakan nada atas kedua dilambangkan f2. Pada pola tersebut dalam pipa organa terbuka tersebut terjadi 1gelombang, jadi : L = l2 atau l2 = L f2 . l2 = f2 . L = v f2 = Secara berturut-turut peristiwa di atas dapat kita amati sebagai berikut : ( 2 perut dan 1 simpul ) ( 3 perut dan 2 simpul ) ( 4 perut dan 2 simpul ) ( 5 perut dan 4 simpul )

Pada nada atas ke-n terdapat : ( n+2 ) perut dan ( n+1 ) simpul sehingga secara umum dapat dirumuskan sebagai :

Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa : fo : f1 : f2 : f3 : . . . = 1 : 2 : 3 : 4 : . . . Ungkapan tersebut dinamakan Hukum Bernoulli ke I, yaitu : Frekwensi nada-nada yang dihasilkan oleh pipa organa terbuka berbanding sebagai bilangan asli.

b. PIPA ORGANA TERTUTUP Apabila pada ujung atas pipa organa tertutup, maka dinamakan pipa organa tertutup, sehingga gelombang longitudinal stasioner yang terjadi pada bagian ujung tertutup merupakan simpul dan pada bagian ujung terbuka terjadi perut. Gambar berikut menunjukkan berbagi pola getaran yang terjadi pada pipa organa tertutup. Pada (a) memberikan nada dasar dengan frekwensi fo. Pada panjang kolom udara L terjadi 1/4 gelombang, karena hanya terdapat 1 simpul dan 1 perut. Jadi : L = o ; o = 4L f0 . l0 = f0. 4L = v f0 = Pada pola ( b ) memberikan nada atas pertama dengan Frekwensi f1. Sepanjang kolom udara pipa organa tertutup terjadi 2 simpul dan 2 perut, sehingga panjang pipa = panjang gelombang. Jadi : L =1 atau 1 = L f1 . l1 = f1 . L = v f1 = Pada pola ( c ) memberikan nada atas kedua dengan dengan frekwensi f2 pada panjang kolom udara pipa organa tertutup terjadi 3 simpul dan 3 perut, sehinga panjang pipa = panjang gelombang. Jadi : L = l2 atau l2 = L f2 . l2 = f2 . L = v f2 =

Dari keterangan di atas dapat disimpulkan : Pada nada atas ke-n terdapat ( n+1 ) simpul dan ( n+1 ) perut. fo : f1 : f2 : f3 : . . . = 1 : 3 : 5 : 7 : . . . Ungkapan ini dinamakan Hukum Bernoulli ke II : Frekwensi nada pipa organa tertutup berbanding sebagai bilangan-bilangan ganjil.

GelombangA. Pengertian Gelombang Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menhitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik.

B.

Gelombang Mekanik Memerlukan Medium untuk Merambat Sebagai makhluk yang paling pandai, manusia memiliki kewajiban untuk selalu mempelajari gejala alam ciptaan Tuhan untuk mengambil manfaat bagi kehidupan manusia. Kita dapat berkomunikasi dengan orang lain sebagian besar dengan memanfaatkan gelombang suara atau gelombang bunyi. Kita dapat mendengarkan radio atau menonton televisi karena adanya gelombang radio. Berdasarkan medium perambatnya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, misalnya gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa medium, misalnya gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar. Dari kedua jenis gelombang tersebut, yang akan kamu pelajari adalah gelombang mekanik. Apakah yang dirambatkan oleh gelombang tersebut? C. Jenis-Jenis Gelombang : 1. Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Satu gelombang terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya seperti riak gelombang air, benang yang digetarkan, dsb. 2. Gelombang Longitudinal Gelombang logitudinal adalah gelombang yang merambat dalam arah yang berimpitan dengan arah getaran pada tiap bagian yang ada. Gelombang yang terjadi berupa rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal seperti slingki / pegas yang ditarik ke samping lalu dilepas.

D. Panjang Gelombang pola gelombang transversal berbentuk bukit dan lembah gelombang, sedangkan pola gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan renggangan. Panjang satu bukit dan satu lembah atau satu rapatan dan satu renggangan didefinisikan sebagai panjang satu gelombang.

Besaran tersebut identik dengan periode gelombang. Periode gelombang adalah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu panjang gelombang. Jadi, satu gelombang dapat didefinisikan sebagai yang ditempuh panjang satu periode. Panjang gelombang dilambangkan dengan lamda. Satuan panjang gelombang dalam SI adalah meter (m)..

1. Panjang Gelombang Transversal Bukit gelombang adalah lengkungan a-b-c sedangkan lembah gelombang adalah lengkungan c-d-e. Titik b disebut puncak gelombang dan titik d disebut dasar gelombang. Kedua titik ini disebut juga perut gelombang.

Adapun titik a, c, atau e disebut simpul gelombang. Satu panjang gelombang transversal terdiri atas satu bukit dan satu lembah gelombang. Jadi, satu gelombang adalah lengkungan a-b-c-d-e atau b-c-d-e-f. Satu gelombang sama dengan jarak dari a ke e atau jarak b ke f. Amplitudo gelombang adalah jarak b-b atau jarak d-d. Kamu

dapat menyebutkan panjang gelombang yang lain, yaitu jarak f-j atau jarak i-m.

2. Panjang Gelombang Longitudinal Satu panjang gelombang adalah jarak antara satu rapatan dan satu renggangan atau jarak dari ujung renggangan sampai ke ujung renggangan berikutnya.

E. Cepat Rambat Gelombang Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung yang lain memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh jarak tertentu dalam waktu tertentu pula. Dengan demikian, secara matematis, hal itu dituliskan sebagai berikut.

F. Pemantulan Gelombang sifat gelombang adalah dapat dipantulkan. Dapat diterimanya gelombang radio dari stasiun pemancar yang sedemikian jauh juga menunjukkan bahwa gelombang radio dapat dipantulkan atmosfer bumi.

Sebuah gelombang merambat pada tali, jika ujung tali diikat pada suatu penopang, gelombang yang mencapai ujung tetap tersebut memberikan gaya ke atas pada penopang. Penopang memberikan gaya yang sama tetapi berlawanan arah ke bawah pada tali. Gaya ke bawah pada tali inilah yang membangkitkan gelombang pantulan yang terbalik. Ujung yang bebas tidak ditahan oleh sebuh penopang. Gelombang cenderung melampaui batas. Ujung yang melampaui batas memberikan tarikan ke atas pada tali dan inilah yang membangkitan gelombang pantulan yang tidak terbalik.

BunyiA. Pengertian Dan Arti Definisi Bunyi

Bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran. Apabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. Jika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang. B. Kecepatan Bunyi / Cepat Rambat Bunyi Di Udara Pada suhu udara 15 derajat selsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 meter per detik. Rumus cepat rambat bunyi adalah v = S/t yaitu jarak tempuh dibagi waktu tempuh. Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin memengaruhi kecepatan bunyi di udara. Semakin rendah suhu udara makan cepat rambat bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak. Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan zat perantara untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas. GETARAN BUNYI Sehelai dawai ditegangkan dengan beban variabel. Jika dawai dipetik di tengahtengahnya, maka seluruh dawai akan bergetar membentuk setengah panjang gelombang. Gelombang yang terjadi adalah gelombang stasioner, pada bagian ujung terjadi simpul dan di bagain tengah terjadi perut. jadi panjang kawat L = atau = lo = 2L. Nada yang

ditimbulkan adalah nada dasar, Jika frekwensinya dilambangkan dengan fo maka : fo . lo = fo . 2L = v fo =

Jika tepat ditengah dawai dijepit, kemudian senar digetarkan maka getaran yang terjadi dalam senar digambar sebagai berikut :

Senar digetarkan pada jarak

L dari salah satu ujung senar. Gelombang yang terjadi

menunjukkan bahwa pada seluruh panjang tali erjadi 1 gelombang. Jadi L = l1 dan nada yang ditimbulkannya merupakan nada atas pertama., dengan frekwensi f1. Maka f1 . l1 = f1 . L = v f1 = =

Dawai juga dapat digetarkan sedemikian sehingga antara kedua ujungnya terdapat dua buah simpul, yaitu dengan cara pada jarak panjang dawai dari salah satu ujungnya L, maka pola gelombang yang

dijepit dengan penumpu dan dawai digetarkan pada jarak terjadi dapat digambar sebagai berikut :

Seluruh panjang dawai akan menggetar dengan membentuk 1 Jadi L = 1 Jadi : L= l2 atau l2 = L=v L

gelombang.

l2 Nada yang ditimbulkan adalah nada atas kedua dengan frekwensi f2.

f2 . l2 = f2 . f2 =

dari data di atas dapat disimpulkan : fo : f1 : f2 : . . . = 1 : 2 : 3 : . . . Yang disebut nada selaras (nada harmonis) atau juga dinamakan nada flageolet. Rumus umum dari pada frekwensi nada-nada tersebut di atas adalah :

karena v adalah kecepatan rambat gelombang transversal, maka

dari persamaan di atas dapat disimpulkan dalam hukum Mersenne berikut ini : 1. 2. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan panjang dawai. Frekwensi nada dasar dawai berbanding lurus ( berbanding senilai ) dengan

akar kuadrat tegangan tali. 3. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan akar kudrat penampang

dawai. 4. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan akar kuadrat masa jenis

bahan dawai.

Pada nada atas ke-n terdapat ( n+2 ) simpul dan ( n+1 ) perut