GELOMBANG BUNYI PERTEMUAN 03 (OFC)

Presentasi berjudul: "GELOMBANG BUNYI PERTEMUAN 03 (OFC)"— Transcript presentasi:

1

2 GELOMBANG BUNYI PERTEMUAN 03 (OFC)
Matakuliah : K0252 / Fisika Dasar II Tahun : 2007 GELOMBANG BUNYI PERTEMUAN 03 (OFC)

3 1. MACAM-MACAM GELOMBANG BUNYI
Dalam pertemuan ini pembahasan akan meliputi macam-macam bunyi , kualitas bunyi yang meliputi amplitudo tekanan ; tingkat intensitas bunyi ; ambang pendengaran dan hubungan amplitudo tekanan dengan amplitudo simpangan ,bunyi layang ,efek Doppler dan gelom- bang kejut (shock waves). Bunyi dirambatkan di udara sebagai gelombang longitudinal . 1. MACAM-MACAM GELOMBANG BUNYI • Gelombang bunyi yang dapat didengar frekuensinya terletak antara Hz. • Gelombang Bunyi Ultrasonik : frekuensi di atas Hz. • Gelombang Bunyi Infrasonik : frekuensinya di bawah Hz 2. KUALITAS BUNYI Kualitas bunji ditentukan oleh variasi tinggi rendahnya bunyi, keke- rasan bunyi dan warna bunyi. 3 Bina Nusantara

4 Selisih maksimum antara tekanan atmosfir pada selaput gendang
• Amplitudo Tekanan : Selisih maksimum antara tekanan atmosfir pada selaput gendang dan tekanan atmosfir • Intensitas Gelombang Bunyi (I) : Jumlah rata-rata energi yang dibawa per satuan luas permukaan yang tegak lurus pada arah rambatan bunyi ( daya persatuan luas ) I = P/A ; P = [watt] , A = [m2] • Tingkat Intensitas () : Tingkat intensitas dinyatakan dalam decibel ( db)  = 10 log ( I / I0 ) dB (01) ambang pendengaran = I0 = 10 – 12 watt / m 2 • Ambang pendengaran : Tingkat intensitas bunyi,dimana telinga telah dapat mendengar 4 Bina Nusantara

5 - Ambang pendengaran atas (ambang rasa sakit)
- Ambang pendengaran bawah (I0 =10 – 1 2 watt/m2 ) • Gelombang Sferis Gelombang yang menyebar ( merambat ) ke segala arah dengan kecepatan yang sama (pada medium yang sama) • Hubungan amplitudo simpangan dengan amplitudo tekanan Gelombang bunyi dapat dinyatakan sebagai gelombang simpangan maupun gelombang tekanan . Persamaan Gelombang : y = ym cos ( kX - t) ; ( gel. simpangan ) dari : ∆ p = - B (∆ V)/V = - B (A∆Y)/(AV 5 Bina Nusantara

6 B = modulus benda ; A = luas penampang
p = ∆ p = - B (∂Y/∂X) B = V2 ρ B = modulus benda ; A = luas penampang V = kecepatan rambatan bunyi , ρ = kerapatan maka diperoleh : p = k  V2 ym sin ( kX - t) p = pm cos ( kX - t) , gel. tekanan pm = k  V2 ym = amplitudo tekanan (02) ym = amplitudo simpangan • Hubungan amplitudo tekanan dan intensitas (03) 6 Bina Nusantara

7 simulasi layangan(beats)
7 Bina Nusantara

8 Interferensi antara dua gelombang bunyi , yang frekuensinya berbe-
4. BUNYI LAYANG: Interferensi antara dua gelombang bunyi , yang frekuensinya berbe- da dan merambat dalam arah yang sama, hingga menimbulkan berbagai keras bunyi sebagai akibat perubahan amplitudo . Persamaan gelombang layang : Gel. pertama : y1 = ym sin ( k1 X - 1 t) Gel. kedua : y2 = ym sin ( k2 X - 2 t) Gelombang layang : y = 2 ym Cos ((∆k/2)x - (∆ω/2)t) sin ( kx – ω t ) Δk= k1 - k2 dan Δω = ω1 – ω2 Amplitudo : 2 Ym Cos ((∆k/2) x - (∆ω/2) t) Amplitudu ini berubah terhadap waktu , disebut : Gel. Modulasi . Frekuansi modulasinya adalah : (04) 8 Bina Nusantara

9 Banyaknya layangan per detik = 2 x modulasi . = f1 - f2 (06)
Amplitudo akan maximum bila : Banyaknya layangan per detik = 2 x modulasi = f1 - f (06) 5. EFEK DOPPLER Sewaktu sumber bunyi dan atau pendengar bergerak relatif satu terhadap yang lainnya, pendengar akan merasakan adanya perubahan frekuensi gelombang bunyi yang didengarnya. Frekuensi bertambah besar apabila sumber dan atau pendengar relatif saling mendekat dan berkurang apabila sumber dan atau pendengar relatif saling menjauh . Frekuensi yang didengar / diamati oleh pendengar akibat adanya gerak relatif antara sumber dan pendengar adalah : 9 Bina Nusantara

10 VP = kec. pendengar ; f S = frek. sumber
(07) V = kecepatan bunyi ; VS = kec. sumber VP = kec. pendengar ; f S = frek. sumber f P = frekuensi yang diamati pendengar 6. GELOMBANG KEJUT • Pesawat terbang yang terbang melebihi kecepatan gelombang bunyi disebut pesawat supersonik .Satuan kecepatannya : bilangan Mach 1 Mach = kec. Benda/kec. Bunyi • Gelombang kejut Apabila suatu benda bergerak melebihi kecepatan bunyi maka akan terjadi gelombang kejut 10 Bina Nusantara

11 Jadi tingkat intensirtas pada jarak 300 m adalah 1 W/m2
Contoh soal 1 : Tingkat inensitas bunyi pesawat jet pada jarak 30m adalah 140 dB Berapaka tingkat intensitasnya pada jarak 300 meter Jawaban : Jadi tingkat intensirtas pada jarak 300 m adalah 1 W/m2 11 Bina Nusantara

12 Contoh soal 2 : a. Tentukan amplitudo simpangan molekul udara untuk suara pada ambang pendengaran dngan frekuensi 1000 Hz ( ρud = 1.29 kg/m3 , Vud = 343 m/s) b. Tentukan pula amplitudo tekanannya Jawaban : a. ym = (1/2πf) √(I/2ρV) Dari persamaan (02) : pm = k  V2 ym = m 12 Bina Nusantara

13 (1). Kasus pertama , andaikan A sebagai sumber bunyi dan B
Contoh soal 3 : Dua orang pengamat A dan B , masing membawa sumber bunyi yang berfrekuensi 500 Hz .Apabila pengamat B bergerak dengan kecepatan 3.6 km/jam menjauhi pengamat A yang tidak bergerak Berapa layangankah yang akan terdengar oleh A dan B, bila lecepatan bunyi di udara V = 350 m/s Jawaban : (1). Kasus pertama , andaikan A sebagai sumber bunyi dan B pendengar, VP = 3,6 km/jam = 1 m/s fS = 500 Hz , maka 13 Bina Nusantara

14 Jumlah layangan yang terdengar oleh B adalah :
(2). Kasus ke dua : B sebagai sumber bunyi , A sebagai pendengar . Berarti sumber bunyi bergerak menjauhi pengdengar yang diam. Jumlah layangan yang terdengar oleh A adalah 14 Bina Nusantara

15 Jadi layangan yang terdengar oleh A adalah 1.424 Soal latihan :
1. Sebuah kapal bergerak dengan kecepatan konstan kearah tebing pantai sambil membunyikan sirene setiap menit . Pantulan bunyi dari sirene pertama terdengar setelah 20 sekon kemudian dan bunyi sirene yang ke dua setelah 16.5 sekon kemudian .Hitunglah jarak kapal sebenarnya dari tebing beserta kecepatannya . {Jawaban : Jarak kapal – tebing = m , kecepatan kapal = m/s} 15 Bina Nusantara

16 2. Sebuah pengeras suara menghasilkan bunyi berfrekuensi 2000Hz
dan pada jarak 6.1 m dari pengeras suara intensitasnya 9.6 x W/m2 pada jarak 6.1 m . Kalau pengaruh pantulan bunyi tidak ada dan bunyi merambat ke segala arak a). Berapa intensitas bunyi pada jarak 30 m dari pengeras suara . b). Berapakah amplitudo simpangan di tempat yang berjarak 6.10 m dari pengeras suara tersebut dan. c). Berapa amplitudo tekananya [Jawaban : a). 4.0 x W/m2 , b). 1.7 x m , c) Pa] 16 Bina Nusantara

17 Terima kasih SAMPAI JUMPA 17 Bina Nusantara