A. PENGERTIAN
GELOMBANG BUNYI
Bunyi
adalah salah satu gelombang, yaitu gelombang longitudinal. Gelombang
longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar atau berimpit dengan
arah getarnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinki dan
gelombang bunyi di udara. Dalam perambatannya gelombang bunyi berbentuk rapatan
dan renggangan yang dibentuk oleh partikel-partikel perantara bunyi. Apabila
gelombang bunyi merambat di udara, perantaranya adalah partikel-partikel udara.
Gelombang bunyi tidak dapat merambat di dalam ruang hampa udara karena dalam
ruang udara tidak ada partikel-partikel udara.
B. SUMBER
GELOMBANG BUNYI
Yang
akan kita pelajari ada 3 yaitu :
1. Pipa organa terbuka
merupakan
sebuah kolom udara atau tabung yang kedua ujung penampangnya terbuka. Kedua
ujungnya berfungsi sebagai perut gelombang karena bebas bergerak dan ditengahya
ada simpul. 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 udara pun 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.
2. Pipa Organa Tertutup
Pipa organa tertutup merupakan
sebuah kolom udara atau tabung yang salah satu ujung penampangnya tertutup (
menjadi simpul karena tidak bebas bergerak ) dan ujung lainnya terbuka (
menjadi perut ). 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.
3. Dawai
Cepat rambat bunyi pada dawai (senar)
Menurut percobaan mersene diperoleh bahwa cepat rambat bunyi yang dihasilkan oleh sebuah senar (dawai) dapat dirumuskan sbb :
Cepat rambat bunyi pada dawai (senar)
Menurut percobaan mersene diperoleh bahwa cepat rambat bunyi yang dihasilkan oleh sebuah senar (dawai) dapat dirumuskan sbb :
Frekwensi nada yang dihasilkan oleh
sebuah senar (dawai) dan pipa organa Didalam pembahasan gelombang sudah
diketahui bahwa hubungan antara cepat rambat gelombang (V) dengan panjang
gelombang (λ) dinyatakan dengan rumus :
V = f . λ
Maka frekwensi yang dihasilkan oleh
sebuah senar(dawai) dan pipa organa dapat dirumuskan sbb :
Keterangan
:
V = Cepat rambat gelombang .................. (m/s)
F = Tegangan tali dawai .......................... (N)
f = Frekwensi nada (bunyi) .................... (Hz)
λ = Panjang gelombang ........................... (meter)
m = Massa dawai ..................................... (Kg)
l = Panjang tali dawai ............................... (meter)
Catatan :
1. Nada-nada yang dihasilkan oleh sebuah senar (dawai) :
Nada dasar jika ............................. l = (½) λ
Nada atas pertama jika ................. l = λ
Nada atas kedua jika ................... l = (3/2)λ dst
2. Nada dasar yang dihasilkan oleh pipa organa :
a. Pipa Organa Terbuka :
Nada dasar jika ............................. l = (½) λ
Nada atas pertama jika ................. l = λ
Nada atas kedua jika .................. l = (3/2)λ dst
b. Pipa organa tertutup :
Nada dasar jika ............................. l = (1/4) λ
Nada atas pertama jika ................. l = (3/4) λ
Nada atas kedua jika ................... l = (5/4) λ dst
V = Cepat rambat gelombang .................. (m/s)
F = Tegangan tali dawai .......................... (N)
f = Frekwensi nada (bunyi) .................... (Hz)
λ = Panjang gelombang ........................... (meter)
m = Massa dawai ..................................... (Kg)
l = Panjang tali dawai ............................... (meter)
Catatan :
1. Nada-nada yang dihasilkan oleh sebuah senar (dawai) :
Nada dasar jika ............................. l = (½) λ
Nada atas pertama jika ................. l = λ
Nada atas kedua jika ................... l = (3/2)λ dst
2. Nada dasar yang dihasilkan oleh pipa organa :
a. Pipa Organa Terbuka :
Nada dasar jika ............................. l = (½) λ
Nada atas pertama jika ................. l = λ
Nada atas kedua jika .................. l = (3/2)λ dst
b. Pipa organa tertutup :
Nada dasar jika ............................. l = (1/4) λ
Nada atas pertama jika ................. l = (3/4) λ
Nada atas kedua jika ................... l = (5/4) λ dst
Intensitas dan Taraf Intensitas
bunyi
1. Intensitas bunyi adalah besarnya
energi bunyi setiap satuan luas setiap detik
Secara Matematika Intensitas bunyi
dirumuskan :
.jpg)
Keterangan :
I = Intensitas bunyi .................. (watt.m-2)
W = Energi bunyi ....................... (Joule)
P = Daya .................................. (watt)
A = Luas ................................... (m2) A = 4 π r2 (r = jarak ke sumber bunyi)
t = waktu ................................ (sekon)
2. Taraf Intensitas bunyi adalah merupakan hasil perbandingan antara logaritma Intensitas bunyi dengan Intensitas bunyi ambang. Secara mataematika Taraf ntensitas bunyi dapat dirumuskan :
I = Intensitas bunyi .................. (watt.m-2)
W = Energi bunyi ....................... (Joule)
P = Daya .................................. (watt)
A = Luas ................................... (m2) A = 4 π r2 (r = jarak ke sumber bunyi)
t = waktu ................................ (sekon)
2. Taraf Intensitas bunyi adalah merupakan hasil perbandingan antara logaritma Intensitas bunyi dengan Intensitas bunyi ambang. Secara mataematika Taraf ntensitas bunyi dapat dirumuskan :
Keterangan :
TI = Taraf Intensitas bunyi ................. (dB)
I = Intensitas bunyi ........................... (watt.m-2)
Io = Intensitas bunyi ambang ( Io = 1x10-12 watt.m-2)
Efek Dopller
Efek dopller adlah peristiwa naiknya atau turunnya frekwensi bunyi yang terdengar pengamat ketika sumber atau pengamat mendekati atau menjauhi. Besarnya frekwensi bunyi yang terdengar pengamat dirumuskan sbb:
Keterangan :
fp = frekwensi bunyi yang terdengar pengamat ....... (Hz)
fs = frekwensi bunyi sumber .................................... (Hz)
Vp= kecepatan pengamat ......................................... (m.s-1)
Vs= kecepatan sumber bunyi .................................... (m.s-1)
V = kecepatan bunyi ................................................. (m.s-1) Catatan :
Vp : positif jika pengamat mendekati sumber bunyi
Vp : negatif jika pengamat menjauhi sumber bunyi
Vs : positif jika sumber bunyi menjauhi pengamat
Vs : negatif jika sumber bunyi mendekati pengamat
TI = Taraf Intensitas bunyi ................. (dB)
I = Intensitas bunyi ........................... (watt.m-2)
Io = Intensitas bunyi ambang ( Io = 1x10-12 watt.m-2)
Efek Dopller
Efek dopller adlah peristiwa naiknya atau turunnya frekwensi bunyi yang terdengar pengamat ketika sumber atau pengamat mendekati atau menjauhi. Besarnya frekwensi bunyi yang terdengar pengamat dirumuskan sbb:
Keterangan :
fp = frekwensi bunyi yang terdengar pengamat ....... (Hz)
fs = frekwensi bunyi sumber .................................... (Hz)
Vp= kecepatan pengamat ......................................... (m.s-1)
Vs= kecepatan sumber bunyi .................................... (m.s-1)
V = kecepatan bunyi ................................................. (m.s-1) Catatan :
Vp : positif jika pengamat mendekati sumber bunyi
Vp : negatif jika pengamat menjauhi sumber bunyi
Vs : positif jika sumber bunyi menjauhi pengamat
Vs : negatif jika sumber bunyi mendekati pengamat
0 komentar:
Posting Komentar