Bab vi getaran, gelombang, dan bunyi
- 1. Standar Kompetensi : 6. Memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang, dan optika dalam produk teknologi sehari-hari Kompetensi Dasar : 6.1. Mendeskripsikan konsep getaran dan gelombang serta parameter- parameternya 6.2. Mendeskripsikan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari 155 BAB 6 GETARAN, GELOMBANG, DAN BUNYI
- 2. A. GETARAN Getaran adalah gerak bolak-balik secara periodik melalui titik keseimbangan Contoh peristiwa getaran: senar gitar yang dipetik gendang yang dipukul pita suara ketika kita berbicara ayunan bandul Perhatikan getaran bandul pada gambar berikut ini! Satu getaran adalah gerak dari c melintasi titik a, b , a kemudian kembali ke c 156 b c aA
- 3. Jadi, gerak : dari c ke a = 村 getaran dari c ke a ke b = 遜 getaran a c - a = 遜 getaran a c a - b = 他 getaran b a c a b = 1 getaran a c a b - a = 1 getaran Periode, Frekuensi, dan Amplitudo Periode ( T ) adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran penuh Frekuensi ( f ) adalah banyaknya getaran tiap detik 157 T = n t f = n t T = periode (s) n = jumlah getaran t = waktu (s) f = frekuensi (Hertz) n = jumlah getaran t = waktu (s)
- 4. Jadi, hubungan antara frekuensi dan periode : atau Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum atau jarak terjauh diukur dari titik keseimbangan ( cm) Resonansi adalah peristiwa Ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran benda lain Syarat terjadinya resonansi adalah : frekuensi alamiah kedua benda sama Frekuensi getaran bandul hanya bergantung pada panjang talinya dan tidak bergantung pada amplitudo maupun berat beban, Bandul yang memiliki panjang tali yang sama akan memiliki frekuensi alamiah yang sama 158 f = 1 T T = 1 f
- 5. Perhatikan susunan bandul berikut ini: Bila A digetarkan maka D ikut bergetar/ resonansi, sedangkan bila B yang digetarkan, maka hanya E yang akan ikut bergetar/resonansi. B. GELOMBANG Gelombang dapat dipandang sebagai getaran yang merambat . Dalam peristiwa gelombang terjadi perambatan energi. Berdasarkan arah rambatannya, gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal Gelombang Transversal memiliki arah rambatan tegak lurus arah getaran. 159 A D B E C
- 6. Beberapa istilah pada gelombang transversal : a. puncak gelombang = titik b dan f b. bukit gelombang = lengkungan abc, efg c. lembah gelombang = lengkungan cde d. dasar gelombang = titik d e. simpul gelombang = titik a, c, e, dan g f. amplitudo (A) = simpangan terjauh diukur dari titik seimbang g. panjang gelombang ( 了 ) = jarak antara dua puncak yang berdekatan h. satu gelombang ( 1 了 ) = terdiri dari satu bukit dan satu lembah 160 a 了 d A b 了 c f e g getaran rambatan
- 7. Contoh gelombang transversal misalnya gelombang pada tali/senar dan gelombang permukaan air. Gelombang Longitudinal memiliki arah rambatan berihimpit dengan arah getar. Panjang gelombang longitudinal ( 了 ) adalah sama dengan jarak antara dua rapatan atau dua regangan yang berdekatan 1 了 gelombang longitudinal terdiri dari satu rapatan dan satu regangan Contoh gelombang longitudinal misalnya gelombang pada slinki dan gelombang bunyi. 161 getaran dan ambatan regangan rapatan 了 了
- 8. Berdasarkan mediumnya gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik seperti gelombang bunyi, tsunami, dan gelombang pada tali memerlukan medium untuk merambat, sedangkan gelombang elektromagnetik seperti cahaya, gelombang radio, dan gelombang tv tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Hubungan antara f. T, 了, dan v atau : v = cepat rambat gelombang (m/s) 了 = panjang gelombang (m) T = periode (s) f = frekuensi (Hz) s = jarak tempuh gelombang (m) t = waktu (sekon) 162 v = 了 T 了 x f=v
- 9. C. BUNYI Sumber bunyi adalah benda yang bergetar Misalnya ; senar yang dipetik, gong yang dipukul, dan seruling yang ditiup. Tidak semua bunyi yang dihasilkan oleh sumber bunyi dapat kita dengar. Perhatikan tabel berikut ini: No. Frekuensi bunyi Nama Gelombang Dapat didengar Oleh 1. Kurang dari 20 Hz Infrasonik anjing dan jangkrik 2. 20 Hz 20.000 Hz Audiosonic manusia 163
- 10. 3. Lebih dari 20.000 Hz Ultrasonic Kalelawar, paus, dan lumba- lumba Tinggi Bunyi Tinggi bunyi atau tinggi nada (pitch) yang kita dengar ditentukan oleh frekuensi getaran .sumber bunyi, sedangkan keras atau lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Warna Bunyi (Timbre) Nada do pada piano terdengar berbeda dengan nada do pada organ, demikian juga suara nyanyian dari dua orang yang berbeda akan terdengar berbeda meskipun dinyanyikan dengan frekuensi dan amplitudo yang sama. Warna bunyi ini disebabkan karena keadaan dan bentuk sumber bunyi yang berbeda-beda. 164
- 11. Nada Bunyi dengan frekuensi yang tidak beraturan seperti suara angin atau suara kaleng yang dipukul disebut derau sedangkan bunyi yang memiliki frekuensi yang teratur disebut nada. Frekuensi Nada Dawai atau Senar Frekuensi nada dawai (senar) dipengaruhi oleh faktor-faktor berikut : a. tegangan dawai (senar) b. panjang dawai c. massa jenis dawai d. luas penampang dawai Hal ini dinyatakan oleh hukum Mersenne sebagai berikut : f = frekuensi (Hz) L = panjang senar (m) 165 1 2 L F A =f
- 12. F = tegangan senar (N) A = luas penampang senar (m2 ) = massa jenis senar (kg/m3 ) Cepat rambat bunyi Bunyi memerlukan medium untuk merambat (gel. Mekanik). Bunyi dapat merambat melalui gas (udara), zat padat, maupun zat cair. Cepat rambat bunyi : v = cepat rambat bunyi (m/s) s = jarak yang ditempuh (m) t = waktu (s) Pemantulan Bunyi Bunyi pantul dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut atau untuk mengukur jarak (kedalaman) dinding lorong gua. 166 v = S t
- 13. Karena bunyi pantul menempuh jarak bolak- balik, maka untuk bunyi pantul, rumus jarak tempuhnya dapat ditulis : 2 S = v x t atau Bunyi pantul dapat dibedakan menjadi : a. bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli. Ini terjadi jika jarak antara bidang pantul dan pendengar sangat dekat. b. gaung atau kerdam : sebagian bunyi pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi terdengar tidak jelas. c. Gema : bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli sehingga bunyi terdengar dua kali secara berurutan. Pemantulan bunyi banyak dimanfaatkan dalam teknologi, misalnya untuk keperluan: 167 S = v x t 2
- 14. mengukur krdalaman laut, untuk survey geofisika, dan untuk pemeriksaan janin dalam kandungan (USG). Manfaat Resonansi Bunyi Resonansi bunyi sangat penting dalam kehidupan sehari-hari. Telinga kita dapat mendengar bunyi karena adanya resonansi pada selaput pendengaran kita. Pada alat- alat musik seperti gitar, suling, gong, piano, dan lainnya memanfaatkan resonansi kolom udara untuk menghasilkan bunyi. 168