Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

Presentasi sedang didownload. Silahkan tunggu

BUNYI Bunyi - Fisika Dasar 2 2 4/12/2015 Gelombang Bunyi Gelombang Bunyi: Kita anggap Sembarang Gelombang Longitudinal sebagai gelombang bunyi Gelombang.

Presentasi serupa


Presentasi berjudul: "BUNYI Bunyi - Fisika Dasar 2 2 4/12/2015 Gelombang Bunyi Gelombang Bunyi: Kita anggap Sembarang Gelombang Longitudinal sebagai gelombang bunyi Gelombang."— Transcript presentasi:

1

2 BUNYI

3 Bunyi - Fisika Dasar 2 2 4/12/2015 Gelombang Bunyi Gelombang Bunyi: Kita anggap Sembarang Gelombang Longitudinal sebagai gelombang bunyi Gelombang Mekanik, baik transversal maupun longitudinal, berjalan dalam sebuah medium. Medium gelombang bunyi umumnya adalah udara. Udara adalah fluida.

4 Bunyi - Fisika Dasar 2 3 4/12/2015 Istilah dan terminologi Sumber 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

5 Bunyi - Fisika Dasar 2 4 4/12/2015 Fungsi Gelombang y(x,t) = y m sin(kx-  t) Gelombang Transversal Fungsi sin dan cos identik untuk fungsi gelombang, berbeda hanya pada konstanta fasa. Kita menggunakan cos untuk perpindahan. sin(  +90˚)=cos  s(x,t) = s m cos(kx-  t) s: perpindahan (displacement) dari posisi setimbang Gelombang Longitudinal

6 Bunyi - Fisika Dasar 2 5 4/12/2015 Contoh gelombang menjalar

7 Bunyi - Fisika Dasar 2 6 4/12/2015 Amplitudo Tekanan ∆p(x,t) = ∆p m sin(kx-  t) ∆p: perubahan tekanan dalam medium karena kompresi (∆p >0) atau ekspansi (∆p <0) ∆p(x,t) dan s(x,t) berbeda fasa 90˚ Artinya jika  s maksimum,  p adalah 0

8 Bunyi - Fisika Dasar 2 7 4/12/2015 Laju Gelombang Gelombang Bunyi (Longitudinal): Modulus Bulk Densitas Volume elastik inersial Modulus Bulk Tegangan Densitas Linier elastisitas inersial Gelombang Transversal (Tali):

9 Bunyi - Fisika Dasar 2 8 4/12/2015 Intensitas Gelombang Transversal (Tali): Gelombang Bunyi (Longitudinal): P: daya A: luas area yang meng-intercept bunyi Hubungan Tekanan dan Amplitudo Perpindahan ∆p m = (  )S m

10 Bunyi - Fisika Dasar 2 9 4/12/2015 Intensitas Bunyi Sumber Titik Luas Wavefront pada jarak r dari sumber: A = 4  r 2

11 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Skala Decibel Level bunyi dapat berubah beberapa besaran orde. Karena iti, tingkat bunyi  didefinisikan sebagai: decibel W/m 2, ambang pendengaran manusia Bagaimana mengukur ke-nyaring-an bunyi? Catatan: Jika I berubah jadi 10 kali,  bertambah 1.

12 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Interferensi Dua gelombang identik dari dua sumber titik berbeda memiliki perbedaan fasa pada sembarang titik yang bergantung pada PERBEDAAN PANJANG LINTASAN ∆L Jika L 1 = L 2, maka terjadi interferensi konstruktif. Jika tidak, kita harus pelajari situasinya.

13 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Interferensi  = 0: konstruktif  =  : destruktif lainnya: diantaranya x  x+ kx  kx+2  Perubahan lintasan Perubahan fasa 2 

14 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015  = 0: konstruktif  =  : destruktif lainnya: diantaranya  = m(2  ),m=0,1,2,...  = (m+1/2)(2  ),m=0,1,2,... Destruktif: Konstruktif: m=0,1,2,... Interferensi

15 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 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 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 v 1, dan laju bunyi di batang v 2. Interval waktu antara dua bunyi tersebut: Soal

16 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Pecahkan untuk l: Soal …

17 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 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. s(x,t) = s m cos(kx-  t) ∆p(x,t) = ∆p m sin(kx-  t) Soal Gelombang tekanan dan gelombang perpindahan diberikan oleh

18 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 (a) ∆p m = 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/s Soal … s(x,t) = s m cos(kx-  t) ∆p(x,t) = ∆p m sin(kx-  t)

19 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 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? Beda fasa pada titik P: Contoh

20 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 (a) Maksimum: ∆  =2m  sin  = 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?

21 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 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 …):

22 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Pipa : Gel Berdiri dalam Tabung SYARAT BATAS: Ujung Tertutup: s = 0, harus jadi node utk s ∆p=∆p m, antinode utk ∆p Ujung Terbuka: s = s m, harus jadi antinode untuk s ∆p=0, node untuk ∆p

23 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Resonansi Bunyi Tinjau pipa dengan panjang L, satu ujungnya terbuka, ujung lainnya tertutup. Pada resonansi, perpindahan antinode pada ujung terbuka, dan perpindahan node pada ujung tertutup.

24 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Ujung Terbuka: antinode Ujung Tertutup: node Panjang gelombang terpanjang yang memenuhi syarat Frekuensi resonansi fundamental Harmonik: Resonansi Bunyi …

25 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 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.

26 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 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

27 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Pelayangan (Beats) Dua gelombang bunyi dengan frekuensi yang berbeda tapi dekat menghasilkan PELAYANGAN yang terdengar. Tinjau Sangat Kecil ≈1≈2≈1≈2

28 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Pada persamaan di atas, amplitudo bergantung t. Amplitudo menjadi maksimum dua kali dalam satu siklus: cos  ’t = 1 dan -1: Pelayangan Frekuensi pelayangan f beat : Contoh: Pelayangan digunakan untuk menyetem instrumen musik. Pelayangan

29 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Pelayangan

30 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 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? f beat = 3 Hz  f 1 = 381 or 387 Hz Mass increases  f 1 decreases Therefore, f 1 = 387 Hz Resonant frequency f beat decreases  f 1 becomes closer to 384 Hz Soal

31 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Efek Doppler Efek Doppler: perubahan frekuensi (bertambah atau berkurang) yang disebabkan oleh gerak dari sumber dan/atau detektor Untuk pembahasan berikut, laju diukur relatif terhadap udara, medium tempat menjalarnya gelombang bunyi Efek Doppler terjadi saat terdapat gerak relatif antara sumber dan detektor/pengamat. Klakson mobil:

32 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Detektor Bergerak, Sumber Diam Contoh: Dua mobil bergerak dengan laju v 1 dan v 2 Bagi orang yang duduk di mobil 1, dia melihat laju mobil 2 relatif terhadapnya v 2 - v 1. Frekuensi yang terdeteksi oleh telinga adalah frekuensi (rate) detektor mengintercept gelombang. Frekuensi (rate) tersebut berubah jika detektor bergerak relatif terhadap sumber.

33 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Jika detektor diam : Jarak tempuh bunyi dalam waktu t Dibagi dengan untuk mendapatkan jumlah perioda dalam waktu t Perioda dalam satu satuan waktu: frekuensi Jika detektor bergerak mendekati sumber: jumlah perioda yang mencapai detektor bertambah. Atau: Detektor Bergerak, Sumber Diam

34 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 v D adalah LAJU, selalu positif Jika detektor bergerak mendekati sumber: Secara umum: + : mendekati S -: menjauhi S Detektor Bergerak, Sumber Diam

35 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Sumber Bergerak, Detektor Diam Sumber diam: Jarak antara dua wavefront dengan perioda T Jika sumber bergerak mendekati detektor : gelombang termampatkan. Atau:

36 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Sumber Bergerak, Detektor Diam

37 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 v S adalah LAJU, selalu positif Jika sumber bergerak mendekati detektor : Secara umum: -: mendekati D +: menjauhi D  Sumber Bergerak, Detektor Diam

38 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Secara umum +: menjauhi D-: mendekati D + : mendekati S -: menjauhi S Semua laju diukur relatif terhadap medium propagasi: udara  Efek Doppler secara umum

39 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Jika v S >v, persamaan Doppler tidak lagi berlaku: Laju Supersonik Gelombang Kejut (Shock Wave) akan dihasilkan: perubahan besar (abrupt) dari tekanan udara Wavefront berbentuk Kerucut Mach (Mach Cone) Laju Supersonik

40 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Supersonik Laju sumber > Laju bunyi (Mach supersonik ) Laju sumber = Laju bunyi (Mach 1 - sound barrier )

41 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Peluru dengan Mach 1.01

42 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Menembus Sound Barrier F-18 – tepat saat mencapai supersonik

43 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Menembus Sound Barrier

44 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Peluru (Mach 2.45)

45 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Gelombang Kejut Sonic Boom: T-38 Talon twin-engine, high-altitude, supersonic jet trainer

46 Bunyi - Fisika Dasar /12/2015 Gelombang Kejut dan Sonic Boom


Download ppt "BUNYI Bunyi - Fisika Dasar 2 2 4/12/2015 Gelombang Bunyi Gelombang Bunyi: Kita anggap Sembarang Gelombang Longitudinal sebagai gelombang bunyi Gelombang."

Presentasi serupa


Iklan oleh Google