Gelombang Bunyi Bunyi merupakan getaran di dalam medium elastis pada frekuensi dan intensitas yang dapat didengar oleh telinga manusia. Tiga syarat agar terjadi bunyi : 1 Sumber BunyiSumber Bunyi 2 MediumMedium 3 PendengarPendengar

A. Bunyi Merupakan Gelombang Longitudinal Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang terdiri atas partikel-partikel yang berosilasi searah dengan gerak gelombang tersebut, membentuk daerah bertekanan tinggi dan rendah (rapatan dan renggangan). B. Bunyi Tidak Dapat Merambat Melalui Vakum Gelombang bunyi dapat bergerak melalui zat padat, zat cair, dan gas, tetapi tidak bisa melalui vakum, karena di tempat vakum tidak ada partikel zat yang akan mentransmisikan getaran.

123

Tinggi rendah bunyi adalah kondisi gelombang bunyi yang diterima oleh telinga manusia berdasarkan frekuensi (jumlah getaran per detik). Tinggi suara (pitch) menunjukkan sifat bunyi yang mencirikan ketinggian atau kerendahannya terhadap seorang pengamat.

Kuat lemah atau intensitas bunyi adalah kondisi gelombang bunyi yang diterima oleh telinga manusia berdasarkan amplitudo dari gelombang tersebut. Amplitudo adalah simpangan maksimum, yaitu simpangan terjauh gelombang dari titik setimbangnya. Intensitas menunjukkan sejauh mana bunyi dapat terdengar. Jika intensitasnya kecil, bunyi akan melemah dan tidak dapat terdengar. Namun, apabila intensitasnya besar, bunyi menjadi semakin kuat, sehingga berbahaya bagi alat pendengaran.

Warna bunyi adalah bunyi yang diterima oleh alat pendengaran berdasarkan sumber getarannya. Sumber getaran yang berbeda akan menghasilkan bentuk gelombang bunyi yang berbeda pula. Hal ini menyebabkan nada yang sama dari dua sumber getaran yang berbeda pada telinga manusia.

Infrasonik yaitu bunyi dengan frekuensi di bawah 20 Hz, Contoh : Jangkrik. 1. Infrasonik Audiosonik yaitu bunyi dalam jangkauan frekuensi antara Hz, Contoh : manusia. 2. Audiosonik Ultrasonik yaitu bunyi dengan frekuensi di atas Hz, Contoh : lumba-lumba dan anjing. 3. Ultrasonik

Bunyi dipantulkan jika mengenai medium yang keras, jenis pemantulan bunyi ada dua, yaitu gema dan gaung. prinsip pemantulan dimanfaatkan manusia untuk mengukur jarak suatu benda dengan sumber bunyi. Jarak suatu benda dapat ditentukan dengan persamaan : keterangan : d = jarak sumber bunyi dengan tempat pemantulan bunyi (m) v = laju bunyi (m/s) t = selang waktu antara gelombang bunyi dipancarkan hingga diterima kembali (s) d =

Bunyi akan mengalami pembelokan arah rambat jika melewati dua medium yang berbeda kerapatannya. Contohnya pembelokan bunyi pada daerah bersuhu dingin ke suhu yang lebih panas. Pembelokan ini terjadi akibat perbedaan kerapatan udara karena perbedaan suhu.

Peristiwa difraksi dapat dipahami ketika kita dapat mendengar suara orang di ruangan berbeda dan tertutup karena gelombang bunyi mampu melewati celah-celah sempit.gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang bunyi di udara memiliki panjang gelombang dalam rentang cm sampai meter.

Interferensi sendiri merupakan istilah yang digunakan untuk menjelaskan ketika dua gelombang atau lebih saling bersuperposisi. Gejala interferensi gelombang bunyi dapat dengan mudah dipahami ketika kita berada di antara dua buah loud speaker dengan frekuensi dan amplitudo yang sama atau hampir sama, kita akan mendengar bunyi keras-lemah secara bergantian.

 Perubahan frekuensi gerak gelombang yang disebabkan gerak relatif antara sumber dan pengamat disebut sebagai efek Doppler. Frekuensi ( f ) dari bunyi yang dihasilkan sebagai akibat gerak relatif dari sumber dan pengamat dinyatakan oleh :

Keterangan : f P adalah frekuensi yang didengar oleh pendengar. f S adalah frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi. v P adalah kecepatan pendengar. v S adalah kecepatan sumber bunyi. v adalah kecepatan bunyi di udara.

(a)Suara sepeda motor yang bergerak mendekat terdengar lebih keras (b)Suara sepeda motor yang bergerak menjauh terdengar lebih pelan (a)Suara sepeda motor yang bergerak mendekat terdengar lebih keras (b)Suara sepeda motor yang bergerak menjauh terdengar lebih pelan

1. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Padat 2. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Cair 3. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Gas

Sumber bunyi adalah sesuatu yang bergetar. Bunyi termasuk gelombang longitudinal. Alat-alat musik seperti gitar, biola, harmonika, dan seruling termasuk sumber bunyi. Pada dasarnya sumber getaran semua alat-alat musik itu adalah dawai dan kolom udara.

Sebuah gitar merupakan suatu alat musik yang menggunakan dawai/senar sebagai sumber bunyinya. Gitar dapat menghasilkan nada-nada yang berbeda dengan jalan menekan bagian tertentu pada senar itu, saat dipetik. Getaran pada senar gitar yang dipetik itu akan menghasilkan gelombang stasioner pada ujung terikat. Satu senar pada gitar akan menghasilkan berbagai frekuensi resonansi dari pola gelombang paling sederhana sampai majemuk. nada yang dihasilkan dengan pola paling sederhana disebut nada dasar, kemudian secara berturut-turut pola gelombang yang terbentuk menghasilkan nada atas ke-1, nada atas ke-2, nada atas ke-3... dan seterusnya.

Jika sepanjang dawai terbentuk ½ gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada dasar. Pada gambar terjadi 2 simpul dan satu perut, dan panjang senar sama dengan /2 ( jarak antara dua simpul ). Dengan demikian : Dan frekuensi nada dasar ini adalah :

Persamaan di atas pertama kali didapatkan oleh Marsene sehingga persamaan ini dikenal sebagai hukum Marsene, yang berbunyi sebagai berikut; Frekuensi senar dengan kedua ujung terikat adalah: a)berbanding terbalik dengan panjang senar, b)berbanding lurus dengan akar kuadrat dari gaya tegangan senar, c)berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari massa jenis bahan senar, dan d)berbanding terbalik dengan akar kuadrat dari luas penampang senar.

Jika sepanjang dawai terbentuk 1 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 1. Untuk nada atas pertama terjadi 3 simpul dan 2 perut, dan panjang senar sama dengan. Dengan demikian : maka frekuensi nada atas pertama ini adalah :

Jika sepanjang dawai terbentuk 1,5 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 2. Untuk nada atas kedua terjadi 4 simpul dan 3 perut, dan panjang senar sama dengan 3/2. Dengan demikian : maka frekuensi nada atas kedua ini adalah :

Secara umum, frekuensi – frekuensi alami senar ditulis dengan persamaan: Frekuensi resonansi senar dengan n = 1, 2, 3, …..Dengan kata lain, frekuensi nada – nada atas senar adalah kelipatan bulat dari frekuensi nada dasarnya. Frekuensi – frekuensi dan seterusnya membentuk deret harmonik.

Tabung yang terbuka di kedua ujungnya pada sebuah alat musik tiup disebut pipa organa terbuka. Sebuah pipa organa jika ditiup juga akan menghasilkan frekuensi nada dengan pola-pola gelombang sebagai berikut : a. Nada Dasar Jika sepanjang pipa organa terbentuk 1/2 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada dasar. Panjang pipa (kolom udara) sama dengan ½ jarak (jarak antara 2 perut berdekatan). Dengan demikian :

b. Nada Atas 1 Jika sepanjang pipa organa terbentuk 1 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 1. Jadi frekuensi nada atas satu yaitu : b. Nada Atas 2 Jika sepanjang pipa organa terbentuk 3/2 gelombang, maka nada yang dihasilkan disebut nada atas 2. Jadi frekuensi nada atas satu yaitu :

Secara umum, persamaan frekuensi – frekuensi alami pipa organa terbuka yaitu: dengan v = cepat rambat bunyi dalam kolom udara dan n = 1, 2, 3, …...Jadi, pada pipa organa terbuka semua harmonik (ganjil dan genap) muncul, dan frekuensi harmonic merupakan kelipatan bulat dari harmonik kesatunya.

Bila ujung pipa organa tertutup, maka pipa organa itu disebut pipa organa tertutup. Pada ujung pipa tertutup, udara tidak bisa bebas bergerak, sehingga pada ujung pipa selalu terjadi simpul. Tiga keadaan resonansi di dalam pipa organa tertutup, sebagai berikut: a. Nada Dasar Pada gelombang nada dasar ditunjukkan pada gambar, yaitu terjadi 1 perut dan 1 simpul. Panjang pipa sama dengan ¼ (jarak antara perut dan simpul berdekatan). Dengan demikian, dan frekuensi nada dasar :

b. Nada Atas 1 Pola resonansi nada atas pertama, terjadi 2 perut dan 2 simpul. Panjang pipa sama dengan ¾ gelombang. Dengan demikian : Jadi frekuensi nada atas 1 yaitu : c. Nada Atas 2 Pola resonansi nada atas pertama, terjadi 3 perut dan 3 simpul. Panjang pipa sama dengan 5/4. Dengan demikian : Jadi frekuensi nada atas satu yaitu :

pada pipa organa tertutup hanya harmonik – harmonik ganjil yang muncul. Harmonik kesatu =, harmonik ketiga, harmonik kelima, dan seterusnya. Secara umum frekuensi – frekuensi alami pipa organa tertutup ini dinyatakan sebagai: Frekuensi alamiah pipa organa tertutup Dari data tersebut dapat dikatakan bahwa perbandingan frekuensi nada- nada yang dihasilkan oleh pipa organa tertutup dengan frekuensi nada dasarnya merupakan perbandingan bilangan ganjil

Energi gelombang bunyi yang menembus permukaan bidang tiap satu satuan luas tiap detiknya disebut intensitas bunyi. Apabila suatu sumber bunyi mempunyai daya sebesar P watt, maka besarnya intensitas bunyi di suatu tempat yang berjarak r dari sumber bunyi dapat dinyatakan : Jika titik A berjarak r1 dan titik B berjarak r dari sumber bunyi, maka perbandingan intensitas bunyi antara titik A dan B dapat dinyatakan dalam persamaan :

 Intensitas ambang pendengaran (Io) yaitu intensitas bunyi terkecil yang masih mampu didengar oleh telinga, sedangkan  Intensitas ambang perasaan yaitu intensitas bunyi yang terbesar yang masih dapat didengar telinga tanpa menimbulkan rasa sakit.  Besarnya ambang pendengaran berkisar pada watt/m 2 dan besarnya ambang perasaan berkisar pada 1 watt/m 2.  Berdasarkan hasil penelitian para ahli ternyata bahwa daya pendengaran telinga manusia terhadap gelombang bunyi bersifat logaritmis, sehingga para ilmuwan menyatakan mengukur intensitas bunyi tidak dalam watt/m2 melainkan dalam satuan dB (desi bell) yang menyatakan Taraf Intensitas bunyi (TI).

Taraf intensitas bunyi merupakan perbandingan nilai logaritma antara intensitas bunyi yang diukur dengan intensitas ambang pendengaran ( I 0 ) yang dituliskan dalam persamaan :

 Terjadinya pengerasan bunyi dan pelemahan bunyi adalah efek dari interferensi gelombang bunyi yang disebut dengan istilah layangan bunyi atau pelayangan bunyi.  Kuat dan lemahnya bunyi yang terdengar tergantung pada besar kecil amplitudo gelombang bunyi. Demikian juga kuat dan lemahnya pelayangan bunyi bergantung pada amplitudo gelombang bunyi yang berinterferensi.  Banyaknya pelemahan dan penguatan bunyi yang terjadi dalam satu detik disebut frekuensi layangan bunyi yang besarnya sama dengan selisih antara dua gelombang bunyi yang berinterferensi tersebut. Besarnya frekuensi layangan bunyi dapat dinyatakan dalam persamaan :

1.Dibidang Kelautan Untuk mengukur kedalaman laut. 2.Dibidang Industri Untuk mengetahui cacat yang terjadi pada benda-benda hasil produksinya. 3.Dibidang Pertanian Untuk meningkatkan kualitas hasil pertanian. 4.Dibidang Kedokteran Digunakan untuk terapi adanya penyakit dalam organ tubuh. Untuk keperluan tersebut digunakan suatu alat yang bekerja berdasarkan prinsip pemantulan gelombang bunyi yang disebut SONAR (Sound Navigation Ranging).

Pada mesin cuci, getaran utrasonik yang kuat dapat menggugurkan ikatan antarpartikel kotoran dan menggetarkan debu yang melekat pada pakaian sehingga lepas. Di sekitar lapangan udara (bandara), getaran gelombang ultrasonik yang kuat dapat membuyarkan kabut. Dalam bidang kedokteran, getaran gelombang ultrasonik yang berenergi rendah dapat digunakan untuk mendeteksi/ menemukan penyakit yang berbahaya di dalam organ tubuh, misalnya di jantung, payudara, hati, otak, ginjal, dan beberapa organ lain. Pengamatan ultrasonik pada wanita hamil untuk melihat perkembangan janin dalam uterus dengan menggunakan ultrasonografi. Dengan menggunakan ultrasonik yang berenergi tinggi dapat digunakan sebagai pisau bedah, yang pada umumnya untuk melakukan pembedahan dalam neurologi dan otologi.