Gelombang Bunyi dan Pembahasan Soal

Sifat-sifat gelombang bunyi :
1. dipantulkan (Refleksi)
2. dipadukan (Interferensi)
3. dibiaskan (Refraksi)
4. dilenturkan (Difraksi)

Berikut adalah pembagian gelombang bunyi berdasarkan frekuensinya :
1. Bunyi Infrasonik ( < 20 Hz )
2. Bunyi Ultrasonik ( > 20.000 Hz )
3. Bunyi Audiosonik ( 20 Hz - 20.000 Hz )
    Bunyi audiosonik merupakan bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia.

Manfaat Gelombang Ultrasonik adalah
1. Untuk mengukur kedalaman laut dengan menggunakan alat Fathometer

Ketentuan :

h = kedalaman laut (m)

v = kecepatan gelombang didalam air laut (m)

t = waktu yang diperlukan gelombang pergi-pulang (sekon)

s = jarak pergi-pulang pulsa ultrasonik (m)

2. Untuk mendeteksi kerusakan logam

3. Digunakan dalam bidang kedokteran untuk mengamati bagian dalam tubuh manusia dengan USG(Ultrasonografi)

Tinggi Nada

Tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensi. Frekuensi adalah jumlah getaran dalam waktu 1 sekon. Kuat, lemah atau keras, pelan bunyi tergantung pada amplitudo

Cepat Rambat Bunyi

Berikut cepat rambat bunyi pada sifat-sifat mediumnya :
1. Cepat rambat bunyi dalam gas

2. Cepat rambat bunyi dalam zat cair

3. Cepat rambat bunyi dalam zat padat

Senar dan Pipa Organa sebagai Sumber Bunyi

Senar / Dawai
Salah satu sumber bunyi dari senar yang biasa dijumpai yaitu gitar. Satu senar dapat membentuk bermacam-macam frekuensi atau pola.

1. Nada Dasar          

2. Nada atas satu

3. Nada atas dua

Perbandingan frekuensi nada-nada senar yang dihasilkan adalah

Persamaan frekuensi nada-nada senar
a. Frekuensi nada dasar

b. Frekuensi nada atas 1

c. Frekuensi nada atas 2

d. Frekuensi nada atas ke-n ( Rumus Umum )

Besar Cepat Rambat

Pipa Organa 

Ada dua jenis pipa Organa, yaitu pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup( salah satu ujungnya tertutup )
a. Pipa Organa Terbuka

Nada dasar

Nada atas satu

Nada atas dua

Rumus Umum Panjang Gelombang 

Rumus Umum Persamaan frekuensi

Perbandingan Persamaan Frekuensi

b. Pipa Organa Tertutup

Nada dasar

Nada atas satu

Nada atas dua

Rumus umum panjang gelombang :

Persamaan Frekuensi pipa organa Tertutup :

Perbandingan frekuensi setiap nada :

Resonansi

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat benda lain disekitarnya yang bergetar.

Hubungan panjang kolom udara terhadap panjang gelombang :

Energi Gelombang 

Dalam energi gelombang, gelombang memindahkan energi dari tempat yang pertama ke tempat yang lain.

 Persamaan :

 Oleh karena

 Maka diperoleh

1. Intensitas Cahaya

Intensitas gelombang bunyi adalah energi yang dipindahkan per satuan luas waktu.

Hubungan antara Intensitas gelombang bunyi ( I ) dengan jarak sumber bunyi ( r )

2. Taraf Intensitas Bunyi 

a. batas ambang pendengaran manusia adalah 10^-12 W/m²

b. intensitas ambang perasaan pendengaran manusia adalah 1 W/m²

Persamaan-persamaan yang sering digunakan dalam taraf Intensitas Bunyi 

3. Pelayangan Bunyi 

    Pelayangan Bunyi adalah selisih frekuensi antara kedua sumber bunyi

catatan : Nilai f yang besar selalu menjadi f2 

dengan :

4. Efek Doppler

    Efek Doppler terjadi jika 2 buah sumber bunyi mendekati/menjauh.

Aturan menentukan tanda (+) dan (-) adalah 

Ketentuan menentukan tanda (+) dan (-) menurut gambar :

Hembusan angin mempengaruhi peristiwa efek Doppler yang sedang berlangsung menyebabkan cepat rambat bunyi diudara terpengaruh oleh kecepatan hembusan angin tersebut.

a. jika angin berhembus dari arah sumber bunyi (s) menuju pendengar (p)

b. jika angin berhembus dari arah pendengar (p) menuju sumber bunyi (s)

Pembahasan Soal

1. Sebuah dawai mempunyai massa persatuan panjang 0,04 kg/m. Kedua ujung senar terikat hingga     terjadi gaya egangan 200 N. Jika panjang senar 1,75 m. Berapa frekuensi nada Harmonik kedua ?

 Jawab :

Nada harmonik satu = nada dasar

Nada harmonik dua = nada atas satu

Nada harmonik tiga = nada atas dua 

2. Tentukan frekuensi nada dasar dan nada atas satu pada pipa organa terbuka dan tertutup yang    panjangnya 2 m jika cepat rambat bunyi diudara 400 m/s  ?

jawab :

3. Jika cepat rambat bunyi dalam air 2000 m/s dan waktu yang diperlukan pergi-pulang 0,75 sekon. Tentukan kedalaman air tersebut ?

jawab :

4. Sebuah mobil pemadam kebakaran bergerak dengan kelajuan 40 m/s sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 4000 Hz. dari arah yang berbeda seorang pengendara becak bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, tentukanlah frekuensi bunyi sirine yang didengar pengendara becak jika mobil dan becak :
a. saling mendekati
b. saling menjauhi
c. saling mendekati angin berhembus searah dengan mobil dengan kecepatan 7 m/s
jawab :

5. Berapakah taraf intensitas bunyi dari sebuah sumber yang memiliki intensitas 10^-7 W/m² ?

 jawab :

Terima kasih telah berkunjung. Semoga bermanfaat.