DASAR-DASAR FISIKA BUNYI OLEH Dr. Hj.Lili Irawati,M.Biomed
BUNYI Bunyi : adalah energi gel. bunyi yg b`asal dr sumber bunyi, yaitu benda yg bergetar/vibrasi Bunyi berasal dr alam dan berasal dr perbuatan manusia Gel. bunyi → gel. mekanik yang dapat merambat mll medium padat,cair,& gas. Gel. bunyi menjalar scr: longitudinal
Gelombang dapat mengakibatkan benda lain ikut bergetar, misalnya gelombang suara yang mengakibatkan getaran pada gendang telinga
Gelombang Tranversal: arah getar tegak lurus arah rambatnya. eg. gel tali, gel permukaan air Gelombang Longitudinal: arah getar sejajar arah rambatnya. eg. gel pegas, gel bunyi.
Rambatan gel. bunyi yg tjd di udara dpt m`akibatkan: - p ↓ tek Rambatan gel. bunyi yg tjd di udara dpt m`akibatkan: - p ↓ tek.(rarefraksi) - p ↑ tek.(kompressi) pd atmosfir GEL.BUNYI dan KEC. Hubungan kecepatan, frekuensi dan dapat dinyatakan dengan persamaan V = f.
Tiga aspek bunyi: 1. Sumber bunyi → sumber gel.bunyi mrpk benda yg bergetar. 2. Energi Energi dipindahkan dr sumber dlm bentuk gel.bunyi longitudinal. 3. Bunyi dideteksi oleh telinga/sebuah alat
Pembagian frekuensi bunyi: 0 – 16 Hz (20 Hz): daerah infra sonik termasuk → getaran tanah, truk mobil, gempa bumi. 16 – 20.000 Hz: daerah sonik yaitu daerah frekuensi yg dpt didengar (audiofrekuansi) > 20.000 Hz: daerah ultrasonik, dpt digunakan utk: - pengobatan - destruktif/penghancuran - diagnosis
atau E = A.t.I INTENSITAS BUNYI Tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh frekuensi sedangkan intensitas/ kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Intensitas bunyi dinyatakan dengan persamaan : dimana: I = intensitas bunyi ( watt/m2) E = Energi bunyi ( Joull atau watt.dt) A = Luas penampang yang terpapar (m2) t = lamanya waktu paparan ( dt) atau E = A.t.I
Intensitas gel.bunyi(I) yi: energi yg melewati medium 1 m2/dtk (watt/m2) maka: Dimana: ρ= density medium v = kec. Bunyi F = frek A = amplitudo ρv = disebut jg impendansi bunyi yg disimbolkan dg z
A(2f) = P adalah selisih P max. yg ditimbulkan ol gel,sehingga: I = P2/2z Contoh soal: Hitung energi yang diserap oleh gendang telinga seluas 3.10-4 m2 selama 5 detik dari sebuah sumber bunyi yang berintensitas sebesar 10-6 watt/m2 ?
TARAF INTENSITAS Telinga manusia mempunyai batas kemampuan untuk mendengar suatu bunyi. Min. pada I = 10-16 W/cm2 atau 10-12 W/m2 Mak. pada I = 10-4 watt/cm2 atau 1 watt/m2 Batas minimum adalah batas ambang intensitas bunyi terlemah yang dapat didengar sedangkan batas maksimum adalah batas ambang rasa sakit yang masih dapat ditahan oleh telinga.
Taraf Intensitas Bunyi ( I ) didefinisikan sebagai nilai logaritma dari perbandingan antara intensitas suatu bunyi dengan intensitas standar ( intensitas ambang pendengaran ) Besarnya Taraf Intensitas bunyi dinyatakan dgn persamaan : I TI = 10 log ------- Io TI = Taraf intensitas bunyi (dB) I = intensitas bunyi ( w/m2 ) Io = intensitas ambang pendengaran.
CONTOH SOAL Intensitas bunyi di suatu tempat adalah 10-5 w/m2. Tentukanlah Taraf intensitas bunyi di tempat tersebut, jika diketahui intensitas ambang pendengaran Io = 10-12 w/m2 ! Hitung Intensitas suara suatu alat musik yang dihasilkan jika pada labelnya tertulis taraf intensitasnya max. = 110 d
SIFAT GEL. BUNYI Sifat memantul, diteruskan dan diserap oleh benda. Bila gel.suara mengenai tubuh manusia/ dinding → bgn gel.akan di pantulkan & bgn lain akan diteruskan/ditransmisikan ke dlm tubuh.
Medium 1 Medium 2 (tubuh) Ao = Amplitudo gel.bunyi yg mula-mula R Ao = Amplitudo gel.bunyi yg mula-mula R = Amplitudo gel.bunyi yg dipantulkan T = Amplitudo suara yg diteruskan ke dlm jaringan
Efek Doppler Jika sumber bunyi relatif mendekati pendengar, frekuensi bunyi yg didengar lebih ↑ dr pd frek sumber bunyi sebenarnya. Sebaliknya jika sumber bunyi relatif menjauhi pendengar → frek bunyi yg didengar lbh ↓. Perbedaan frek bunyi akibat pergerakan sumber bunyi/ pendengar ini disebut efek doppler yg diamati oleh fisikawan Australia: Christian Johann Doppler (1803-1855).
Persamaan efek Doppler: dengan : fp = frekuensi sumber bunyi yang didengar oleh pendengar (Hz) fs = frekuensi sumber bunyi sebenarnya (Hz) v = kecepatan gelombang bunyi di udara (m/s) vp = kecepatan gerak pendengar (m/s) vs = kecepatan gerak sumber bunyi (m/s)
Tanda vp dan vs : Jika P adalah pendengar dan S adalah sumber bunyi. P bergerak mendekati S, maka vp diberi tanda (+) sehingga fp > fs. P bergerak menjauhi S, maka vp diberi tanda (-) sehingga fp < fs. S bergerak mendekati P, maka vs diberi tanda (-) sehingga fp > fs. S bergerak menjauhi P, maka vs diberi tanda (+) sehingga fp < fs. P dan S diam, maka vp = vs = 0 sehingga fp = fs.
Doppler digunakan dlm aplikasi medis: → dg gel.ultrasonik pd jangkauan frek.MHz spt. gel.ultrasonik yg dipantulkan dr sel drh merah → utk menentukan kec.aliran darah → mendeteksi gerakan janin & detak jtg Efek Doppler → astronomi Cahaya & gel.elektromagnetik → efek Doppler spt, kec.galaksi yg jauh dpt ditentukan dr pergeseran doppler. → Mkn >> pergeseran frek.→ mkn >> kec. menjauhnya → mkn jauh galaksi dr kita
SOAL Jika sumber memancarkan bunyi dg frek.400 Hz saat dalam keadaan diam, maka ketika sumber mendekati pengamat yg tetap dg laju 30 m/s, berapa besarnya frek.(pd 20oC)yg didengar oleh pengamat? Sumber bunyi bergerak dg kecepatan 10 m/s mendekati seorang pendengar yg diam sehingga pendengar seakan-akan mendengar frekuensi bunyi tersebut sebesar 1020 Hz. Bila kecepatan bunyi di udara 340 m/s, berapa frekuensi sumber bunyi sebenarnya?
TERIMA KASIH