Sifat Dasar Gelombang Bunyi - 3 October 2010 - My Physics Class
Friday, 18 Apr 2014, 11:03 PM
MY PHYSICS CLASS
Welcome Guest | RSS
Site menu
Section categories
Tugas Kelompok [1]
Tugas Individu [0]
Remidi Online [0]
Quiz Online [0]
Module Materi Fisika [44]
Module Soal Fisika [3]
Student's Site
Geo Counter
widgeo.net
My Visitors
Powered by MyPagerank.Net
Our poll
Tampilan web ini bagaimana?
Total of answers: 104
Statistics

Total online: 0
Guests: 0
Users: 0
Login form
Lencana Facebook
Neny Else | Buat Lencana Anda
Main » 2010 » October » 3 » Sifat Dasar Gelombang Bunyi
11:24 AM
Sifat Dasar Gelombang Bunyi
Sifat Dasar Gelombang Bunyi

Untuk melihat bagaimana bunyi dihasilkan dan mengapa bunyi termasuk gelombang longitudinal, mari kita perhatikan getaran dari diafragma pengeras suara. Ketika diafragma bergerak radial keluar, diafragma ini memampatkan udara yang langsung ada di depannya, seperti ditunjukkan pada Gambar 3.1a. Pemampatan ini menyebabkan tekanan udara bertambah sedikit di atas tekanan normal. Daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Rapatan ini bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Rapatan ini mirip dengan daerah rapatan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Setelah menghasilkan rapatan, diafragma membalik arah gerakannya menjadi radial ke dalam. Gerakan diafragma ke dalam menghasilkan suatu daerah yang dikenal sebagai renggangan. Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada tekanan normal. Rengangan ini mirip dengan daerah renggangan pada kumparan-kumparan dalam gelombang longitudinal pada slinki. Renggangan merambat menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi.

 

Gambar 3.1  Diafragma pengeras suara bergerak : (a) radial keluar, (b) radial ke dalam

Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal, yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi), dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan.

Seperti telah disinggung di atas, bunyi memerlukan medium pada saat merambat. Medium tersebut dapat berupa zat padat, zat cair, maupun zat gas. Bunyi tak dapat merambat pada ruang hampa. Jika kita bercakap-cakap, maka bunyi yang kita dengar merambat dari pita suara yang berbicara menuju pendengar melalui medium udara.

Ada beberapa syarat bunyi dapat terdengar telinga kita. Pertama, adanya sumber bunyi. Misalnya, ada gitar yang dipetik, ada gong yang dipukul, ada yang bersuara dan ada suara kendaraan lewat. Kedua, ada mediumnya. Bunyi dapat merambat dalam medium udara (zat gas), air (zat cair) maupun zat padat. Ketiga, bunyi dapat didengar telinga bila memiliki frekuensi 20 - 20.000 Hz. Batas pendengaran manusia adalah pada frekuensi tersebut bahkan pada saat dewasa terjadi pengurangan interval tersebut karena faktor kebisingan atau sakit. Berdasarkan batasan pendengaran manusia itu gelombang dapat dibagi menjadi tiga yaitu audiosonik (20-20.000 Hz), infrasonik (di bawah 20 Hz) dan ultrasonik (di atas 20.000 Hz). Binatang-binatang banyak yang dapat mendengar di luar audio sonik. Contohnya jangkerik dapat mendengar infrasonik (di bawah 20 Hz), anjing dapat mendengar ultrasonik (hingga 25.000 Hz).


1. Pembiasan Gelombang Bunyi

Jika sumber bunyi petir dekat dengan rumah Anda, maka Anda dapat mendengar bunyi petir. Mengapa pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari?

Pada siang hari, udara pada lapisan atas lebih dingin daripada lapisan bawah. Cepat rambat bunyi pada suhu dingin adalah lebih kecil daripada suhu panas. Dengan demikian, kecepatan bunyi pada lapisan udara atas lebih kecil daripada kecepatan bunyi pada lapisan udara bawah, karena medium pada lapisan atas lebih rapat dari medium pada lapisan bawah. Jadi, pada siang hari, bunyi petir yang merambat dari lapisan udara atas menuju ke lapisan udara bawah akan dibiaskan menjauhi garis normal (Gambar 3.2a).

Gambar 3.2. Pembiasan gelombang bunyi

Pada malam hari, terjadi kondisi sebaliknya, udara pada lapisan bawah (dekat tanah) lebih dingin daripada udara pada lapisan atas. Dengan demikian, kecepatan bunyi pada lapisan bawah lebih kecil daripada lapisan atas, karena medium pada lapisan atas kurang rapat dari medium pada lapisan bawah. Jadi, pada malam hari, bunyi petir yang merambat dari lapisan udara atas menuju ke lapisan udara bawah (mediumnya lebih rapat) akan dibiaskan mendekati garis normal (Gambar 3.2b). Pembiasan bunyi petir mendekati garis normal pada malam hari inilah yang menyebabkan bunyi guntur lebih mendekat kerumah Anda, dan sebagai akibatnya Anda mendengar bunyi petir yang lebih keras.

Contoh Animasi Pembiasan Gelombang Bunyi :



2. Interferensi Gelombang Bunyi

Seperti halnya pada cahaya, pada bunyi pun terjadi interferensi. Untuk membuktikan adanya interferensi gelombang bunyi dapat Anda lihat pada bagian kegiatan ilmiah dari buku ini. Bunyi kuat terjadi ketika superposisi kedua gelombang bunyi pada suatu titik adalah sefase atau memiliki beda lintasan yang merupakan kelipatan bulat dari panjang gelombang bunyi.

Bunyi kuat Δs = nλ; n = 0, 1, 2, 3, . . .                                          (3.5)

n = 0, n = 1, dan n = 2, berturut-turut untuk bunyi kuat pertama, bunyi kuat kedua, dan bunyi kuat ketiga.

Bunyi lemah terjadi ketika superposisi kedua gelombang bunyi kuat pertama, bunyi kuat kedua, dan bunyi kuat ketiga. Interferensi destruktif jika kedua gelombang yang bertemu pada suatu titik adalah berlawanan fase atau memiliki beda lintasan,

Bunyi lemah Δs = λ; n = 0, 1, 2, 3, . . .                               (3.6)

n = 0, n = 1, n = 2, berturut-turut untuk bunyi kuat pertama, bunyi kuat kedua, dan bunyi kuat ketiga.


Contoh Soal :

Pada Gambar 3.3, dua pengeras suara koheren, A dan B, di pisahkan pada jarak 3,60 m. Seorang pendengar berada sejauh 2,70 m dari pengeras suara B. Segitiga ABC adalah segitiga siku-siku. Kedua pengeras suara mengeluarkan bunyi frekuenasi sama 95 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara adalah 342 m/s. Apakah pendengar mendengar bunyi kuat atau sama sekali tidak mendengar bunyi?

 

Gambar 3.3 interferensi kontruktif atau destruktif

Pembahasan:

Pendengar mendengar bunyi kuat atau sama sekali tak mendengar bunyi di C bergantung apakah di C terjadi interferensi konstruktif atau destruktif. Interferensi konstruktif atau destruktif ditentukan oleh hubungan beda lintasan Δs = AC – BC terhadap panjang gelombang bunyi λ.

Jawab:

Perhatikan segitiga siku-siku ABC pada gambar 3.3:

AC2 = AB2 + BC2

= 3,602 + 2,702 = (4 × 0,9)2 + (3 × 0,9)2

AC = 0,9 = 0,9(5) = 4,5m

Beda lintasan kedua gelombang bunyi yang bertemu di C adalah

Δs = ACBC = 4,5 m – 2,70 m = 1,80 m

Sekarang mari kita hitung panjag gelombang bunyi, λ, dengan persamaan dasar gelombang.

v = λf ↔ λ = 3,60 m

Perhatikan,      Δs = 1,80 m =

Δs =

Karena Δs = , maka di C terjadi interferensi konstruktif dan pendengar akan mendengar bunyi yang kuat.


3. Resonansi Bunyi

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar dan memiliki frekuensi yang sama atau kelipatan bilangan bulat dari frekuensi itu. Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, resonansi bunyi pada kolom udara dapat dimanfaatkan untuk menghasilkan bunyi. Berdasarkan hal tersebut, maka dapat dibuat berbagai macam alat musik. Alat musik pada umumnya dibuat berlubang agar terjadi resonansi udara sehingga suara alat musik tersebut menjadi nyaring. Contoh alat musik itu antara lain: seruling, kendang, beduk, ketipung dan sebagainya.

Resonansi sangat penting di dalam dunia musik. Dawai tidak dapat menghasilkan nada yang nyaring tanpa adanya kotak resonansi. Pada gitar terdapat kotak atau ruang udara tempat udara ikut bergetar apabila senar gitar dipetik. Udara di dalam kotak ini bergerak dengan frekuensi yang sama dengan yang dihasilkan oleh senar gitar. Udara yang mengisi tabung gamelan juga akan ikut bergetar jika lempengan logam pada gamelan tersebut dipukul. Tanpa adanya tabung kolom udara di bawah lempengan logamnya, Anda tidak dapat mendengar nyaringnya bunyi gamelan tersebut. Reonansi juga dipahami untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara.

Untuk mengetahui proses resonansi, kita perhatikan gambar 3.4 di bawah ini yang menunjukkan dua garputala yang saling beresonansi !!


Gambar 3.4. Dua garputala yang saling beresonansi


Jika garputala dipukul, garputala tersebut akan bergetar. Frekuensi bunyi yang dihasilkan bergantung pada bentuk, besar, dan bahan garputala tersebut seperti ditunjukkan pada Gambar 3.4.

Pada waktu SMP, Anda telah mengetahui bahwa bunyi disebabkan oleh adanya benda yang bergetar. Bunyi merupakan gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium pada saat merambat. Bunyi juga termasuk ke dalam kelompok gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya.


Resonansi pada Kolom Udara

Apabila pada kolom udara yang terletak di atas permukaan air digetarkan sebuah garputala, molekul-molekul di dalam udara tersebut akan bergetar. Perhatikan Gambar 3.5.

Gambar 3.5. Sebuah kolom udara di atas permukaan

air digetarkan oleh sebuah garputala

Syarat terjadinya reronansi, yaitu:

(a)   pada permukaan air harus terbentuk simpul gelombang;

(b)   pada ujung tabung bagian atas merupakan perut gelombang.

Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran udara pada pipa organa tertutup. Jadi, resonansi petama akan terjadi jika panjang kolom udara di atas air ¼ λ, resonansi ke dua ¾ λ, resonansi ke tiga 5/4 λ, dan seterusnya.

Kolom udara pada percobaan penentuan resonansi di atas berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa resonansi ini dapat dipakai untuk mengukur kecepatan perambatan bunyi di udara. Agar dapat terjadi resonansi, panjang kolom udaranya adalah l = (2n-1)¼λ dengan n = 1, 2, 3, . . .

Berdasarkan penjelasan tersebut, dapat ditentukan bahwa resonansi bertuturutan dapat Anda dengar apabila suatu resonansi dengan resonansi berikutnya memiliki jarak Δl = ½ λ. Jika frekuensi garputala diketahui, cepat rambat gelombang bunyi di udara dapat diperoleh melalui hubungan:

v= λf ....................................................(3.7)

Peristiwa resonansi juga dapat menimbulkan masalah dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, gelas piala bertangkai bisa pecah bila diletakkan didekat penyanyi yang sedang menyanyi. Hal ini terjadi karena gelas memiliki frekuensi alami yang sama dengan suara penyanyi sehingga gelas mengalami resonansi dan mengakibatkan pecahnya gelas tersebut. Peristiwa resonansi juga dapat menyebabkan runtuhnya jembatan gantung jika frekuensi hentakan kaki serentak orang yang berbaris di atas jembatan gantung sama dengan frekuensi alami jembatan sehingga jembatan akan berayun hebat dan dapat menyebabkan runtuhnya jembatan.


4. Pelayangan Bunyi ( Layangan Bunyi )

Pengantar Layangan gelombang bunyi

Sebelumnya sudah dijelaskan mengenai interferensi gelombang bunyi. Kali ini kita berkenalan dengan salah satu jenis interferensi gelombang bunyi, yakni layangan. Bukan mainan layangan ya.. ;)

Banyak penerapan konsep layangan dalam kehidupan sehari-hari, salah satunya dalam bidang musik. Penyetel alat musik, misalnya gitar atau piano, biasanya memanfaatkan layangan untuk mengetahui apakah senar sudah disetel dengan benar atau belum. Garputala standar digetarkan, senar dipetik… jika ada layangan yang dihasilkan oleh garputala standar dan senar yang dipetik, maka senar tersebut belum disetel dengan benar (maksudnya frekuensinya belum tepat – frekuensi senar belum sama dengan frekuensi garputala standar). Sebaliknya jika tidak ada layangan yang dihasilkan maka senar sudah disetel dengan benar (frekuensi senar sudah tepat – frekuensi senar sudah sama dengan frekuensi garputala standar).. Bingun dengan penjelasan mamguru ? daripada bingun berlanjut, alangkah tidak baiknya jika dirimu kenalan terlebih dahulu dengan layangan… Met belajar ya…

Nonton video dulu…

Sebelum melangkah lebih dekat, dirimu nonton video di bawah terlebih dahulu… speakernya dinyalakan ya… dengar bunyi yang dihasilkan ketika om Paul Hewitt (guru fisika yang ada dalam video) mengetuk dua garputala yang mempunyai frekuensi yang berbeda. Mamguru belum punya video.. Comot videonya guru hewitt dulu ;)


Sudah mendengar bunyi tersebut ? Nah, bunyi yang volumenya naik turun tersebut namanya layangan (beats). He2… Pernah dengar dalam kehidupan sehari-hari ? syukur kalau belum ;) laNjuTkan…

Layangan gelombang bunyi

Dalam pokok bahasan interferensi gelombang bunyi, gurumuda sudah menjelaskan bahwa jika dua atau lebih gelombang bunyi yang arah rambatnya berbeda melewati tempat yang sama, maka gelombang gelombang bunyi tersebut saling tumpang tindih alias berinterferensi. Dalam pokok bahasan tersebut, gurumuda secara khusus membahas interferensi dua gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi yang sama.

Pada kesempatan ini kita membahas interferensi dua gelombang bunyi yang arah rambatnya sama dan mempunyai frekuensi yang hampir sama (frekuensi sedikit berbeda). Misalnya kita tinjau interferensi yang dialami oleh dua gelombang bunyi yang mempunyai arah rambat sama, amplitudo sama dan frekuensinya hampir sama (22 Hertz dan 20 Hertz), sebagaimana ditunjukkan pada video di bawah…

 

Dalam video di atas, kedua gelombang bunyi yang berinterferensi ditayangkan secara terpisah. Ini hanya untuk mempermudah pengamatan saja. Seharusnya kedua gelombang bunyi saling nempel ;) , seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Karena arah rambat kedua gelombang bunyi sama maka kedua gelombang bunyi tersebut saling tumpang tindih sepanjang perambatannya. Gelombang resultan (jumlah kedua gelombang bunyi – posisinya paling bawah) tampak seperti sebuah gelombang tunggal di mana amplitudonya selalu berubah-ubah. Gelombang resultan bisa diketahui dengan menerapkan prinsip superposisi pada kedua gelombang yang saling tumpang tindih.

Fekuensi kedua gelombang bunyi sedikit berbeda sehingga fasenya tidak selalu sama sepanjang waktu. Pada saat tertentu, kedua gelombang bunyi tepat sefase, pada saat tertentu keduanya berbeda fase – pada saat tertentu keduanya tepat berlawanan fase. Ketika kedua gelombang bunyi tepat sefase maka terjadi interferensi konstruktif. Dalam hal ini, amplitudo gelombang resultan bernilai maksimum (Amplitudo berkaitan dengan intensitas. Intensitas berkaitan dengan kenyaringan atau kuat lemahnya bunyi. Jika amplitudo maksimum maka intensitas juga maksimum. Dalam hal ini bunyi terdengar lebih keras). Ketika kedua gelombang bunyi tepat berlawanan fase maka amplitudo gelombang resultan bernilai nol (Tidak ada bunyi yang didengar).

Perubahan amplitudo gelombang resultan berlangsung secara terus menerus sepanjang waktu, sepanjang perambatan kedua gelombang bunyi yang berinterferensi. Adanya perubahan amplitudo gelombang bunyi secara terus menerus ini menyebabkan perubahan kenyaringan bunyi yang terjadi secara terus menerus, yang kita dengar sebagai layangan.

Frekuensi layangan

Video sebelumnya diperjelas lagi dengan gambar di bawah. Kedua gelombang bunyi yang berinterferensi, masing masing memiliki frekuensi 22 Hertz dan 20 Hertz. Frekuensi 22 Hertz artinya dalam 1 detik terjadi 22 getaran. Sedangkan frekuensi 20 Hertz artinya dalam 1 detik terjadi 20 getaran. Bandingkan dengan gambar di bawah.


Pada waktu 0,25 sekon dan 0,75 sekon kedua gelombang bunyi tepat sefase sehingga terjadi interferensi konstruktif (amplitudo maksimum- bunyi terdengar keras). Pada waktu 0,5 sekon dan 1 sekon kedua gelombang bunyi tepat berlawanan fase sehingga terjadi interferensi destruktif (amplitudo nol – tidak ada bunyi yang terdengar).

Karena kedua gelombang bunyi berinterferensi secara terus menerus maka amplitudo gelombang resultan (warna biru) berubah secara terus menerus, dari maksimum ke nol dan seterusnya. Pada gambar di atas, amplitudo gelombang resultan bernilai maksimum dan minimum sebanyak dua kali selama satu detik. Dengan kata lain, frekuensi perubahan amplitudo gelombang resultan = 2 hertz. Ini artinya dalam satu detik kita mendengar bunyi keras sebanyak dua kali dan bunyi lemah sebanyak dua kali (2 layangan per sekon). Frekuensi 2 hertz ini dikenal dengan julukan frekuensi layangan. Karena frekuensi layangan adalah 2 hertz maka kita bisa menyimpulkan bahwa frekuensi layangan = selisih frekuensi kedua gelombang bunyi yang berinterferensi (22 Hertz – 20 Hertz = 2 Hertz).

Telinga manusia biasanya hanya bisa mendengar layangan yang frekuensinya mencapai sekitar 15 hertz sampai 20 hertz. Jika frekuensi layangan lebih dari nilai ini maka telinga kita tidak bisa mendengar layangan tunggal (seperti bunyi layangan yang terdengar dalam video di atas). Sebagai contoh, kita andaikan terjadi interferensi dua gelombang bunyi yang memiliki frekuensi 1700 hertz dan 1800 hertz (frekuensi layangan = 1800 hertz – 1700 hertz = 100 hertz). Telinga kita tidak mendengar layangan tunggal tetapi akan mendengar tiga bunyi yang frekuensinya berbeda, yakni 1700 hertz, 1800 hertz dan 100 hertz (terdengar jugs sebuah bunyi berfrekuensi 100 hertz yang jauh lebih lemah).

Dalam contoh di atas tampak bahwa kedua gelombang bunyi yang berinterferensi memiliki amplitudo yang sama. Bagaimana jika keduanya memiliki amplitudo yang berbeda ? apabila amplitudonya sedikit berbeda maka interferensi antara kedua gelombang bunyi masih bisa menghasilkan layangan. Tetapi jika perbedaan amplitudonya cukup besar maka interferensi antara kedua gelombang bunyi tidak lagi berupa layangan. Untuk membuktikan hal ini, dirimu bisa menggambar dua gelombang bunyi yang frekuensi sedikit berbeda dan amplitudonya juga berbeda (pertama, amplitudonya nyaris sama; kedua, amplitudonya jauh berbeda). Setelah itu terapkan prinsip superposisi untuk menentukan gelombang resultan… apakah gelombang resultan berupa layangan atau berupa gelombang kompleks.

Catatan :

Gambar di atas bukan gambar gelombang tali, tetapi berupa grafik tekanan (atau grafik simpangan). Silahkan baca pengantar gelombang bunyi…  Sudah saya jelaskan bagaimana membaca grafik simpangan atau grafik tekanan.  Mengapa harus digambarkan berupa grafik, bukan rapatan atau regangan saja ? Sulit sekali menggambarkan atau memahami interferensi gelombang bunyi dalam bentuk rapatan atau regangan.

Sumber animasi yang divideokan ;)

Animation courtesy of Dr. Dan Russell, Kettering University

5. Intensitas bunyi, kenyaringan dan tingkat intensitas bunyi


Ketika gelombang merambat, gelombang tersebut memindahkan energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Misalnya kita tinjau gelombang pada tali… Jika kita menggerakan tali naik turun secara teratur maka akan timbul gelombang yang merambat sepanjang tali tersebut… ketika merambat sepanjang tali, gelombang membawa atau memindahkan sejumlah energi dari satu bagian tali ke bagian tali yang lain. Energi pada tali sebenarnya merupakan energi kinetik dan energi potensial elastis yang dimiliki tali ketika berosilasi di sekitar posisi setimbang. Gelombang pada tali merupakan contoh gelombang satu dimensi…

Apabila kita membicarakan gelombang satu dimensi maka lebih penting jika kita membahas energi. Sebaliknya jika kita membicarakan gelombang tiga dimensi maka lebih penting jika kita membahas intensitas. Yang dimaksudkan dengan gelombang tiga dimensi adalah gelombang yang merambat ke segala arah. Misalnya gelombang bunyi… jika dirimu berbicara maka orang yang berada di depan, belakang, samping kiri, samping kanan, di atas atau di bawah ;) bisa mendengar pembicaraanmu. Hal ini dikarenakan gelombang bunyi merambat ke segala arah… ketika merambat, gelombang bunyi juga membawa sejumlah energi… btw, karena arah perambatan gelombang bunyi ke segala arah maka lebih penting jika kita membahas intensitas. Yang dimaksudkan dengan intensitas adalah energi yang dibawa oleh gelombang per satuan waktu, melalui satu satuan luas yang tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Energi per satuan waktu adalah daya karenanya bisa dikatakan bahwa intensitas merupakan daya yang dibawa oleh gelombang, melalui satu satuan luas yang tegak lurus dengan arah perambatan gelombang.

Intensitas bunyi

Untuk membantumu lebih memahami intensitas, kita andaikan sumber bunyi berada pada pusat sebuah bola. Dari pusat bola, gelombang bunyi akan merambat ke segala arah… Karena merambat ke segala arah maka arah perambatan gelombang bunyi pasti tegak lurus melewati setiap satuan luas permukaan bola tersebut. Ketika merambat, gelombang bunyi membawa energi… Energi yang dibawa oleh gelombang per satuan waktu, melalui satu satuan luas yang tegak lurus dengan arah perambatan gelombang dikenal dengan julukan intensitas. Karena energi per satuan waktu adalah daya maka bisa dikatakan bahwa intensitas merupakan daya yang dibawa oleh gelombang, melalui satu satuan luas yang tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Apabila sumber bunyi tersebut memancarkan gelombang bunyi secara seragam ke segala arah maka energi yang dibawa gelombang juga akan terbagi secara merata pada permukaan bola. Misalnya jari-jari bola adalah r, luas permukaan bola = L = 4phi r2 dan daya yang dibawa gelombang adalah P maka intensitas gelombang bisa dinyatakan melalui persamaan :

Dari persamaan ini tampak bahwa intensitas gelombang bunyi (I) berbanding terbalik dengan kuadrat jarak (r2). Ini berarti semakin jauh suatu tempat dari sumber bunyi maka semakin kecil intensitas gelombang bunyi tersebut. Persamaan intensitas gelombang bunyi yang lebih mendetail sudah diturunkan dalam pokok bahasan energi, daya dan intensitas gelombang.

Satuan sistem internasional daya adalah Joule/detik. Nama lain dari Joule/detik adalah Watt (menghargai jasa om James watt). Sebaliknya satuan sistem internasional luas adalah meter kuadrat (m2). Dengan demikian, satuan sistem internasional Intensitas adalah watt per meter kuadrat (W/m2).

Kenyaringan dan tingkat intensitas

Kenyaringan menyatakan keras atau lembutnya bunyi… misalnya bunyi teriakan lebih keras dibandingkan dengan bisikan. Dalam hal ini bunyi teriakan lebih nyaring dibandingkan bunyi bisikan. Besaran fisika yang berkaitan langsung dengan kenyaringan adalah intensitas. Telinga manusia secara rata-rata bisa mendengar bunyi yang memiliki intensitas paling rendah sekitar 10-12 W/m2 (disebut juga ambang pendengaran. Intensitas di bawah ini tdk bisa didengar) dan paling tinggi sekitar 1 W/m2 (disebut juga ambang rasa sakit karena bunyi dengan intensitas sebesar ini menimbulkan rasa sakit bagi sebagian besar orang). Perhatikan bahwa jangkauan intensitas gelombang bunyi yang bisa didengar manusia dari intensitas terendah hingga tertinggi adalah sekitar 1012 W/m2 = 1 triliun W/m2. Sangat lebar…

Untuk menghasilkan bunyi yang kenyaringannya 2 kali lebih besar dibutuhkan bunyi yang intensitasnya sekitar 10 kali lipat. Misalnya bunyi yang intensitasnya 10-4 W/m2 terdengar 2 kali lebih nyaring dibandingkan dengan bunyi yang intensitasnya 10-5 W/m2. Bunyi yang intensitasnya 10-5 W/m2 terdengar 2 kali lebih nyaring dibandingkan dengan bunyi yang intensitasnya 10-6 W/m2. Bunyi yang intensitasnya 10-4 W/m2 terdengar 4 kali lebih nyaring dibandingkan dengan bunyi yang intensitasnya 10-6 W/m2.

Karena jangkauan intensitas yang bisa dideteksi oleh telinga sangat lebar (sekitar 1 triliun W/m2) dan kenyaringan bunyi yang didengar tidak berubah secara langsung terhadap intensitas tetapi mendekati logaritmik maka tingkat intensitas bunyi dinyatakan dengan skala logaritmik. Secara matematis, tingkat intensitas bunyi dinyatakan melalui persamaan :

Satuan sistem internasional untuk tingkat intensitas adalah desibel (dB). 10 desibel = 1 bel. Kata bel berasal dari nama Alexander Graham Bell (1847 – 1922), penemu telepon.

Contoh soal 1 :

Tentukan tingkat intensitas bunyi yang memiliki intensitas sebesar I = 10-12 W/m2.

Pembahasan :

Contoh soal 2 :

Tentukan tingkat intensitas bunyi yang memiliki intensitas sebesar I = 10-11 W/m2.

Pembahasan :

Contoh soal 3 :

Tentukan tingkat intensitas bunyi yang memiliki intensitas sebesar I = 10-10 W/m2.

Pembahasan :

Contoh soal 4 :

Tentukan tingkat intensitas bunyi yang memiliki intensitas sebesar I = 10-9 W/m2.

Pembahasan :

Dari beberapa contoh soal di atas tampak bahwa setiap penambahan intensitas sebesar faktor 10 (misalnya dari 10-12 ke 10-11) sama dengan penambahan tingkat intensitas sebesar 10 dB. Penambahan intensitas sebesar faktor 100 = 102 (misalnya dari 10-12 ke 10-10) sama dengan penambahan tingkat intensitas sebesar 20 dB. Penambahan intensitas sebesar faktor 1000 = 103 (misalnya dari 10-12 ke 10-9) sama dengan penambahan tingkat intensitas sebesar 30 dB. Dengan demikian, bunyi yang tingkat intensitasnya 40 dB, misalnya, adalah 10 kali lebih nyaring atau 10 kali lebih keras daripada bunyi yang tingkat intensitasnya 30 dB, 100 kali lebih keras dari bunyi yang tingkat intensitasnya 20 dB dan 100 kali lebih keras dari bunyi yang tingkat intensitasnya 10 dB. Dan seterusnya…  ;)

Berikut beberapa data intensitas dan tingkat intensitas bunyi dalam kehidupan sehari-hari…

Sumber bunyiTingkat intensitas (dB)Keterangan
Ambang pendengaran0Ambang pendengaran
Bernapas normal,  Gemerisik dedaunan10Nyaris tak terdengar
Bisikan (rata-rata)20Sangat tenang
Perpustakaan yang tenang, radio yang pelan40tenang
Kantor yang tenang, mobil yang bunyinya tidak berisik50
Pembicaraan biasa65
Lalu lintas yang ramai70
Kantor bising dengan mesin pabrik biasa80Bisa merusak pendengaran jika keseringan
Kereta api, truk berat90
Kereta api (tua), sirine pada jarak 30 meter100
Konser rock dalam ruangan, pesawat jet (jarak 60 meter).120Ambang rasa sakit
Senapan mesin130

Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga

Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga

Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga

Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga



Disarikan dari : Fisikon dan Gurumuda


Category: Module Materi Fisika | Views: 8373 | Added by: neny | Tags: sifat dasar, gelombang bunyi | Rating: 0.0/0
Total comments: 1
0
1 yenni fitria   (28 Oct 2011 11:27 AM)
oke...bagus...

Name *:
Email:
Code *:
Search
Save as PDF
Translate This Web
Clock
Calendar
«  October 2010  »
SuMoTuWeThFrSa
     12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31
Entries archive
My Slide Boom
Yahoo PingBox
My Personal Site

My Physics Web Blog ¦ Media Pembelajaran Interaktif ¦ Physics Class ¦ About Me ¦
My Best Friends

Blog Aries Smadda ¦ Web Aries Smadda ¦ Mazguru ¦ Heru Suseno ¦ Web Teteh TienKa ¦ Blog Teteh TienKa ¦ Web IKetutSamudra ¦ Blog IKetutSamudra ¦
Mutiara Kata
Tag Board
200
Copyright Neny Else © 2014Create a website for free