Download - IPA-2 Paket 16
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
1/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 1Paket 16 Bunyi
Pendahuluan
PadaPaket16ini,mahasiswadanmahasiswiakanbelajartentangpengertian
bunyi,sumber-sumberbunyi,sifat-sifatbunyi,danpendeteksianbunyi.....Materi
bunyiterkaitdenganmaterigelombangyangtelahdipelajaripadapaket
sebelumnya.Melaluipaketinidiharapkanmahasiswadanmahasiswidapat
menguasaiprinsip-prinsipdankarakteristikbunyisertadapatmenerapkannya
dalamkehidupansehari-hari.
Perkuliahandimulaidenganmetodedemonstrasidancurahpendapat.Dosen
melakukandemonstrasidan mahasiswa-mahasiswimenyampaikan
pemahamannyatentangbunyi.Berikutnyajugadilakukancurahpendapatdan
penguatantentangsumber-sumberbunyi.Untukmembangunkonseptentang
bunyimahasiswajugamelakukaneksperimendenganmenggunakanLK16.1.
Dosendiharapkanmemberikanpenguatandanmemberikankesempatanpadamahasiswauntukbertanya.Untukmengetahuipencapaiankompetensi,
dapatdilakukanpenilaian,baikpadasaatprosesmaupunakhirpembelajaran.
Obyekpenilaiandiantaranyahasileksperimen.Lembarpenilaianakan
dikerjakanmahasiswadirumahsebagaitugasterstruktur.
Untukkeperluandemonstrasidanpraktikum,sebaiknyaberbagaibahan
disiapkansebelumprosesperkuliahan.Mahasiswa-mahasiswijugaperlu
diberikantugasuntukmencermatibahan-bahantertulistentangbunyisatu
padapertemuansebelumnya.
Paket 16
BUNYI
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
2/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 2Paket 16 Bunyi
Kompetensi Dasar
Mahasiswadanmahasiswidapatmenganalisiskarakteristikbunyisebagai
gelombangdanaplikasinya.
Indikator Kompetensi
Padaakhirperkuliahanmahasiswa-mahasiswidiharapkandapat:
1. menjelaskanbeberapasumberbunyi,
2. menjelaskansifat-sifatbunyi,
3. menyelesaikansoal-soalyangberhubungandenganfrekuensi,panjang
gelombang,dankecepatanbunyi,
4. membedakankuatbunyidantingginada,
5. menunjukkanpengertianresonansi,
6. menyelesaikansoal-soalyangberhubungandengangelombangberdiri
dalamkolomudarayangberesonansi,
7. mengidentifikasibeberapaaplikasiefekdoppler,dan
8. menjelaskanfungsibagian-bagiantelingadalammendeteksibunyi.
Waktu
2x50menit
Materi Pokok
1. PengertianBunyi
2. Sumber-sumberBunyi
3. Sifat-sifatBunyi
4. PendeteksianBunyi
Kelengkapan Bahan Perkuliahan
1. LembarKegiatanLK16.1
2. LembarUraianMateri16.2
3. Lembar PowerPoint16.3
4. LembarPenilaian16.4
5. Alat:LCDdankomputer(disiapkandosensendiri)
Rencana Pelaksanaan Perkuliahan
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
3/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 3Paket 16 Bunyi
Waktu Langkah Perkuliahan Metode Bahan1 2 3 4
Langkah-langkah Perkuliahan
Kegiatan Awal
1. Mahasiswa-mahasiswidiminta
mencermatidemonstrasitentang
bunyi,yaitudosenmenahan
penggarisdiatasmejakemudian
ujungpenggaristersebutdigetarkan
denganujungjari.Hal-halapa
sajakahyangAndaamati?
2. Mahasiswa-mahasiswimenanggapi
danmengomentarinya.Diharapkan
dapatdiungkapkanpemahaman
awaltentangbunyi.
3. Dosenmenyampaikankompetensi
dasardanlangkah-langkah
perkuliahan.
Kegiatan Inti
1. Mahasiswa-mahasiswidimintamengungkapkanpemahamannya
tentangsumberbunyi(sebelumnya
sudahditugaskandirumahuntuk
dipelajari).
2. Dosenmemberipenguatandan
latihan-latihansoaltentang
gelombangbunyi,kuatbunyi,dan
tingginada.
3. Mahasiswa-mahasiswidibagi
menjadi4kelompok,setiap
kelompokmelakukankegiatan
eksperimensesuaidenganLK16.1.
4. Perwakilansetiapkelompok
mempresentasikanhasil
pengamatandankelompoklainnya
menanggapi.
5. Penguatandosententangresonansi
dantanyajawab.
Demonstrasi
Curah
Pendapat
Presentasi
CurahPendapat
Presentasi
Eksperimen
Presentasi
dan
Diskusi
Ceramahdan
TanyaJawab
Mistar
Demonstrasi
tentangBunyi
Slide
PowerPoint
16.3
SlidePower-Point16.3
UraianMateri
16.2
Slide
PowerPoint
16.3
Lembar
Kegiatan16.1
UraianMateri
16.2
Slite
PowerPoint
16.3
3
4
3
10'
10'
20
10
20
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
4/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 4Paket 16 Bunyi
1 2 3 4
6. Dosenmengajukanpertanyaan
tentangefekdopplerkepada
mahasiswa.7. Penguatandosententangefek
dopplerdanpendeteksianbunyi
dilanjutkantanyajawab.
Kegiatan Penutup
1. Dosenmemberikesempatan
kepadamahasiswadanmahasiswi
untukmelakukanrefleksimengenai
perkuliahanyangtelahdiberikan.
Kegiatan Tindak Lanjut
1 Dosenmemberikan tugas
mengerjakanlembarpenilaian16.4
dirumahdanmempelajaribahan
perkuliahanuntukpertemuan
selanjutnya.
Curah
Pendapat
Presentasi
dan
TanyaJawab
Curah
Pendapat
Penugasan
Slide
PowerPoint
16.3
Lembar
Penilaian
16.4
5
10
4
3
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
5/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 5Paket 16 Bunyi
Lembar Kegiatan 16.1
PERCOBAAN TABUNG RESONANSI
Pengantar
Sebuahgarputalayangdipukuldiatastabungberonggadapatmenghasilkan
resonansi.Bunyigarputalaterdengarkeraspadasaatkolomudaraitu
beresonansi.Kolomudaramenyebabkanbunyigarputalamenjadilebih
keras.
Padapercobaanberikutakanmenentukacepatrambatbunyidengan
memanfaatkantabungresonansi.
Tujuan
Mengukurkelajuan(cepatrambat)bunyimelaluipercobaantabungresonansi
Bahan dan Alat
1. Garputala
2. Tabungresonansi
3. Gelasukur1000ml
4. Airpanas
5. Aires
6. Termometer
7. Palukaret
Langkah kegiatan
1. Letakkantabungataugelasukurberisiairpanaspadasatusisikelasdan
siapkangelasukuryanglaindiisiairesdisisikelasyanglain!
2. Catatlahnilaifrekuensiyangterterapadagarputala.!
3. Berhati-hatilahpadasaatmendekatkangarputalapadatabungberongga
itu.Pukulgarputalaitudenganpalu!
4. PegangigarputaladiatastabungkacaituAndapelan-pelanaturlahtabung
sampaibunyiitudiperkuatolehtabung(sampaiterdengarbunyikeras)!
5. Ukur/,yaknijarakdaripermukaanairkebibiratastabung,sampai0,01m
terdekat!
6. Ulangilangkah3-5dengangarputalayangsamatetapidipukulsedemikian
rupahinggabunyigarputalaterdengarlemah/pelan!
7. Masukkantermometerditengah-tengahtabungkacadancatatlahsuhu
udaranyayangadadalamtabungberonggatersebut!
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
6/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 6Paket 16 Bunyi
8. Tukarlahtempatdengankelompoklaindanulangilangkah3-7
menggunakangarputalayangsama.!
PengamatandanData
1. Buatsebuahtabeldata,berisiinformasidibawahini!
AirEs
f=_____Hz;suhu=______oC
Bunyikeras:/=_______m;=_____m;
v=______m/s
Bunyilemah:/=_______m;=_____mv=______m/s
AirPanas
Bunyikeras:/=_______m;=_____m;
v=______m/s
Bunyilemah:/=_______m;=_____m
v=______m/s
2. Apakahnilai-nilai/berbedauntukbunyikerasdanbunyilemah?
3. Apakahnilai-nilai/berbedauntukairdingindanairpanas?
4. Hitunglahdanv!
5. Tulislahsuatupernyataanumumyangmemerikanbagaimanakecepatan
bunyibergantungpadakuatbunyi!
6. Apakahkecepatanbunyibergantungpadasuhuudara?
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
7/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 7Paket 16 Bunyi
A. Pengertian Bunyi
Bunyiatausuaraadalahkompresimekanikalataugelombanglongitudinal
yangmerambatmelaluimedium.Mediumatauzatperantarainidapatberupa
zatcair,padat,dangas.Jadigelombangbunyidapatmerambatdidalamair,
batubara,atauudara.Gelombanglongitudinalterdiridaridaerahbertekanan
tinggi(rapatan)dandaerahbertekananrendah(regangan)secarabergantian.Gelombanglongitudinaljugamempunyaiciri-cirigelombangantaralaincepat
rambat,frekuensi,panjanggelombang,danamplitudo.Beberapasifat-sifat
gelombangadalahdapatmengalamipemantulan(refleksi),pembiasan
(refraksi),daninterferensi.
B. Sumber Bunyi
Bunyidihasilkanolehbendayangbergetar.Getaran-getaranbendaitu
menciptakangerak-gerakmolekuldanosilasi-osilasidiudara.Sumberbunyi
taklainadalahsumbergetaranyangmenggetarkanmediumsekelilingnya.LoudspeakerpadaGambar16.1memilikidiafragmaataumembranyang
digetarkanoleharuslistrik.Membranitudapatmenggetarkanlapisanudara
danmenciptakangelombangbunyi.Alat-alatmusiksepertigongatausimbal
danpermukaangendangadalahcontoh-contohlaindarisumberbunyi.
Kesamaandariberbagaisumberbunyiadalahselalubergetar.Dibawahini
akandijelaskanbeberapasumberbunyi.
Gambar 16.1 Loudspeaker sebagai Sumber BunyiGambar 16.1 Loudspeaker sebagai Sumber BunyiGambar 16.1 Loudspeaker sebagai Sumber BunyiGambar 16.1 Loudspeaker sebagai Sumber BunyiGambar 16.1 Loudspeaker sebagai Sumber Bunyi
Senar atau Dawai
Yangdimaksudsenarataudawaiadalahkawatyangditegangkandengan
keduaujungnyayangdipegangtetap.Jikasenaritudipetikmakaterjadilah
gelombangtegakdengankeduaujungnyasebagaisimpul-simpul.Senarpada
Uraian Materi 16.2
B U N Y I
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
8/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 8Paket 16 Bunyi
gitarmerupakansalahsatucontohsumberbunyi.Gambar16.2menunjukkan
alatmusikpetikdengansenar.Padagitarlistrik,digunakanperalatan
elektronikuntukmenangkapdanmemperbesargetaranyangdihasilkansenar
sehinggamenghasilkannadayanglebihkeras.Biolajugamerupakansumber
bunyiyangberupadawai.
Gambar16.2AlatMusikGitarGambar16.2AlatMusikGitarGambar16.2AlatMusikGitarGambar16.2AlatMusikGitarGambar16.2AlatMusikGitar
Padaalatmusikgitarsepertiyangditunjukkanpadagambar16.2,bergetarnya
kawatsenarakanmenimbulkangelombangusikanudarayangdapatdidengar
sebagaibunyi.Ruangudarayangberadapadabadangitarakanmenghasilkan
resonansisehinggasuaragitarterdengarlebihkeras.
Garpu Tala
Garputala(Gambar16.3)adalahalatpenalaataupenentunadabunyiyang
digunakanuntukmeneratinggirendahnadabunyi.Padadasarnya,garputala
adalahbatangdenganbentuktertentu(U)sehinggasewaktudipukulpadabagianujungnyaakanbergetardanmenimbulkanbunyi.
Gambar16.3GarpuTalaGambar16.3GarpuTalaGambar16.3GarpuTalaGambar16.3GarpuTalaGambar16.3GarpuTala
Sumber Bunyi Permukaan
Sumberbunyiyangberupaselaputmisalnyaloudspeaker,genderang,gong
danberbagaiperangkatgamelan.Ketikagong(Gambar16.4)dipukul,
permukaangongakanbergerakmaju-mundurdanmenggetarkanudara
sehinggaorangdisekitarnyaakanmendengarbunyinya.
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
9/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 9Paket 16 Bunyi
Gambar16.4GongdanRambatanBunyiGambar16.4GongdanRambatanBunyiGambar16.4GongdanRambatanBunyiGambar16.4GongdanRambatanBunyiGambar16.4GongdanRambatanBunyi
Suaramanusiajugadihasilkanolehselaputpermukaan.Getaranpitasuara,
yaituduamembranyangterletakdidalamkerongkongandapatmenghasilkan
kesanbunyi.Udaradariparu-parumengalirmelaluikerongkongan
menggetarkanpitasuara.Frekuensigetarandikendalikanolehteganganotot-
ototyangterdapatpadapitaitu.
C. Sifat-sifat Bunyi
Pembahasansifat-sifatbunyimeliputigelombangbunyi,kuatbunyi,dan
tangganada,resonansi,sertaefekdoppler.
Gelombang Bunyi
Gelombangbunyiterdiridarimolekul-molekuludarayangbergetarmajumundur.
Tiapsaatmolekul-molekulituberdesakandibeberapatempatsehingga
menghasilkanwilayahtekanantinggi,tetapiditempatlainmerenggangakhirnya
menghasilkanwilayahtekananrendah.Gelombangbertekanantinggidanrendah
secarabergantianbergerakdiudara,menyebardarisumberbunyi.Gelombang
bunyiinimenghantarkanbunyiketelingamanusia.Gelombangbunyiadalah
gelombannglongitudinal. Gambar16.5menunjukkanFrekuensigelombang
adalahbanyaknyagetarandalamtekananudaratiapdetik.Bunyiadalahsebuah
gelombanglongitudinal karenagerakanmolekul-molekuludarasejajardengan
arahgerakanataurambatangelombangitu.
Gambar 16.5: Gelombang Bunyi dan Tekanan UdaraGambar 16.5: Gelombang Bunyi dan Tekanan UdaraGambar 16.5: Gelombang Bunyi dan Tekanan UdaraGambar 16.5: Gelombang Bunyi dan Tekanan UdaraGambar 16.5: Gelombang Bunyi dan Tekanan Udara
Grafik perubahantekanan udaramenurut waktu padasuatu gelombangGrafik perubahantekanan udara menurut waktu padasuatu gelombangGrafik perubahantekanan udaramenurut waktu padasuatu gelombangGrafik perubahantekanan udara menurut waktu padasuatu gelombangGrafik perubahantekanan udara menurut waktu padasuatu gelombang
bunyi. Daerah gelap menyatakan daerah bertekanan tinggi, dan daerahbunyi. Daerah gelap menyatakan daerah bertekanan tinggi, dan daerahbunyi. Daerah gelap menyatakan daerah bertekanan tinggi, dan daerahbunyi. Daerah gelap menyatakan daerah bertekanan tinggi, dan daerahbunyi. Daerah gelap menyatakan daerah bertekanan tinggi, dan daerah
terang menyatakan daerah bertekanan rendahterang menyatakan daerah bertekanan rendahterang menyatakan daerah bertekanan rendahterang menyatakan daerah bertekanan rendahterang menyatakan daerah bertekanan rendah
Kecepatan Bunyi
Kecepatangelombangbunyidiudarabergantungpadasuhuudara.Gelombang
bunyibergerakmelaluiudaradiataspermukaanlautdengankecepatan343m/s
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
10/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 10Paket 16 Bunyi
padasuhukamar(20oC).Bunyijugadapatmerambatmelaluizatcairdanzat
padat.Padaumumnya,kecepatanbunyimelaluizatpadatdanzatcairlebihbesar
daripadakecepatanbunyi melaluigas.Bunyimerambatdi udara dengan
kecepatan1.224km/jam.Bunyimerambatlebihlambat jikasuhudan tekanan
udaralebihrendah.Diudaratipisdandinginpadaketinggianlebihdari11km,
kecepatanbunyi1.000km/jam.Diair,kecepatannya5.400km/jam, jauhlebih
cepatdaripadadiudara.Akantetapibunyitidakdapatmerambatmelaluiruang
hampaudarakarenatidakadapartikel-partikelyangbergerakdanbertumbukan
sebagaimanapadagambar16.6.
Gambar16.6BunyiTidakMampuMerambatdalamRuangHampaGambar16.6BunyiTidakMampuMerambatdalamRuangHampaGambar16.6BunyiTidakMampuMerambatdalamRuangHampaGambar16.6BunyiTidakMampuMerambatdalamRuangHampaGambar16.6BunyiTidakMampuMerambatdalamRuangHampa
Gelombang-gelombangbunyimemiliki kesamaansifat-sifatumumdengan
gelombang-gelombangyanglain.Bunyidapatdipantulkanolehbenda-benda
keras,sepertidinding-dindingdarisebuahkamar.Pantulangelombang-
gelombangbunyidisebutgema.Waktuyangdibutuhkanolehsuatugema
untukkembalikesumberbunyiitudapatdigunakanuntukmenentukanjarak
antarasumberitudenganpemantulnya.Prinsipinidigunakanolehkelelawar,
sejumlahkamera,danolehkapal-kapalyangmenggunakansonar.
Gelombang-gelombangbunyijugadapatdifraksikanataudilenturkan,
menyebarkesegalaarahsetelahmelewatilubang-lubangsempit.Duabuah
gelombangbunyidapatberinterferensi,menyebabkantitiklemahpadatitik-titiksimpuldimanahanyaterdengarbunyilemah.
Panjanggelombangsuatugelombangbunyiadalahjarakantaradaerah-
daerahtekananmaksimumyangberdekatan.Hubunganantarafrekuensidan
panjanggelombangdinyatakandenganpersamaanberikut.
v=fx
Contoh :Contoh:Contoh :Contoh:Contoh:Sebuahgelombangbunyimemilikifrekuensi261,6Hz.Berapa
panjanggelombangbunyiyangmerambatdiudaradalam343m/s?
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
11/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 11Paket 16 Bunyi
Diketahui: f =261,6Hz Ditanya :
v =343m/s Persamaan :v=f
Penyelesaian :v=f,jadi =v/f
=(343m/s)/(261,6Hz)=1,31m
Nada dan Kuat Bunyi
Karakteristikgelombangbunyidiukurdenganfrekuensi,panjanggelombang,
danamplitudo.Padamanusia,bunyididengarolehtelingadanditafsirkanoleh
otak.Karakteristikbunyidinyatakandenganistilah-istilahyangmenunjukkan
carakitamenanggapigelombangbunyi.Nadaadalahtinggirendahnyabunyi.
Nadarendahmenunjukkanbahwagelombangbunyitersebutberfrekuensi
rendah,sebaliknyabunyiberfrekuensitinggiditanggapitelingasebagainada
tinggi.Kuatbunyimenyatakankeraslemahnyabunyi.Kuatbunyibergantungpadaamplitudodarivariasitekanangelombang.
Padainterval-intervalmusikyanglain,frekuensi-frekuensiitumempunyai
perbandinganbilanganbulatkecil.Misalnya,not-notdalamsatuintervalyang
disebutmayorketiga(majorthird)mempunyaiperbandinganfrekuensi5:4.
SebuahmayorketigayangkhasadalahnotCdanE.NotCmempunyai
frekuensi262Hz,sehinggaEmempunyaifrekuensi(5/4)x(262Hz)=327Hz.
Dengancarasama,not-notdidalammayorkeempat( majorfourth)(Cdan
F)mempunyaiperbandinganfrekuensi4:3dannot-notdidalammayorkelima(majorfifth)(CdanG)mempunyaiperbandingan3:2.
Gambar16.7SkalaDecibeldanTingkatBunyiGambar16.7SkalaDecibeldanTingkatBunyiGambar16.7SkalaDecibeldanTingkatBunyiGambar16.7SkalaDecibeldanTingkatBunyiGambar16.7SkalaDecibeldanTingkatBunyi
Telingamanusiasangatpekaterhadapperbedaan-perbadaantekananudaradi
dalambunyi.Telingabisamendeteksiamplitudo-amplitudogelombangyang
kurangdarisepersemilyartekananatmosfer(atau2x1015N/m2).Padaujung
yanglaindarirentangpendengaran,variasi-variasitekananyangmenyebabkan
rasasakitadalahsatujutakalilebihbesar,(20N/m
2
).
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
12/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 12Paket 16 Bunyi
Olehkarenarentangyanglebarpadavariasitekananini,tekananbunyidiukur
olehsuatukuantitasyangdisebuttingkatbunyiatautarafintensitasbunyi.
Tingkatbunyidiukurdalamsatuandesibel(dB).Tingkatbunyiitutergantung
padaperbandingantekanansuatugelombangbunyitertentudengantekanan
padabunyipalinglemahyangmasihdapatdidengarolehtelinganormal,yaitu
2x10-5N/m2.Amplitudosepertiitumempunyaitingkatbunyisamadengannol
desibel(dB).Bunyidenganaplitudotekanan10kalilebihbesar(2x10-4N/m2)
adalah20dB.Amplitudotekananyang10kalilebihbesardaripadaamplitudo
iniadalah40dB.Gambar16.7menunjukkantingkatbunyidalamdesibeluntuk
berbagaimacambunyi.
Kuatbunyi,sepertiyangdipersepsiolehtelingamanusia,tidakberbanding
lurusdenganvariasitekananpdasuatugelombangbunyi.Lebihjauh,kepekaantelingabergantungpadafrekuensibunyimaupuntingkatbunyi.
Persepsijugabebedauntuktonmurnidibandingkandengantoncampuran.
Padakebanyakanorangditemukanbahwakenaikan10dBdalamtingkat
bunyididengarsekitarduakalikerasnya.
Resonansi
JikaAndapernahmeniuplubangtiupdarisebuahalatmusiktiupataubuluh
Gambar16.8,AndamengetahuibahwagetaranbibirAndaataubuluhitusaja
tidakmenghasilkanbunyidengannadatertentu.Pipapanjangyangmerupakan
bagianalatituharusdipasangkanjikadikehendakiterdengarmusik.Ketikaalat
itudimainkan,udaradidalamtabunginibergetarpadafrekuensiyangsama.
Nada darisuatualat musikdiubah dengan menggunakan panjangkolom
resonansiudarayangterdengar.Panjangkolomudaraitumenentukanfrekuensi
resonansidariudarayangbergetar.Kolomudarayangberesonansiituberperan
padabibiryangbergetarataubuluhdalammenguatkansuatunottunggal.
16.8Alat MusikSeruling/Buluh16.8Alat MusikSeruling/Buluh16.8Alat MusikSeruling/Buluh16.8Alat MusikSeruling/Buluh16.8Alat MusikSeruling/Buluh
SebuahgarputalapadaGambar16.9diatastabungberonggadapat
memberikanresonansididalamsuatukolomudara.Tabungitudiletakkandi
dalamairsehinggaujungbawahtabungadadibawahpermukaanair.Sebuah
tabungresonansidengansatuujungtertutupdisebutresontorpipa-tertutup.
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
13/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 13Paket 16 Bunyi
Panjangkolomudaraitudiaturdenganmengubahtinggitabungdiatasair.
Garputalaitudipukuldenganpalukaret.Saatpanjangkolomudaradiubah-
ubah,bunyibergantianterdengarkuatdanlemah.Bunyiituterdengarkeras
padasaatkolomudaraituberesonansidengangarputala.Kolomudaraitu
memperkerasbunyigarputalatersebut.
Gambar 16.9 Resonansi pada Sebuah Kolom (pipa)UdaraGambar 16.9 Resonansi pada Sebuah Kolom (pipa)UdaraGambar 16.9 Resonansi pada Sebuah Kolom (pipa)UdaraGambar 16.9 Resonansi pada Sebuah Kolom (pipa)UdaraGambar 16.9 Resonansi pada Sebuah Kolom (pipa)Udara
Garputala yangbergetarmenghasilkanperubahantekanantinggidan rendah
secarabergantian.Gelombangbunyi inibergerakmenurunikolomudara itu.
Padasaatgelombangitumengenaipermukaanair,gelombangitudipantulkan
kembalikegarputala,Gambar16.10bilagelombangtekanantinggiyang
dipantulkanitumencapaigarputalapadasaatgarputalamenghasilkantekanan
tinggi,makagelombang-gelombangyangmeninggalkangarputaladanyang
dipantulkanpermukaanitumemperkuatsatusamalain,dandihasilkangelombang
berdiri.
Gambar 16.10 Permukaan dari Gelombang Tekanan dalam Pipa
Sebuahgelombangberdirimempunyaisimpul-simpul(nodes)danperut-perut
(antinodes).Padasimpul,nilaitekanannyasamadenganrata-ratatekanan
atmosfer.Padaperuttekanannyaberadapadanilaimaksimumatau
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
14/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 14Paket 16 Bunyi
minimumnya.Duaperut(atauduasimpul)dipisahkanolehsetengahpanjang
gelombang.Suatugelombangtekanandipantulkandarisuatupermukaan
kerastanpapembalikan,sepertiseutastalidipantulkandariujungbebas.Jadi,
terdapatsebuahperutdarigelombangtekananpadapermukaanair.Suatu
gelombangtekanandipantulkanterbalikdariujungterbuka.Yakni,bilasuatu
rapatanmencapaiujungterbukaitu,suaturengganganakandipantulkan.Hal
inimiripdenganpantulangelombangtalidarisuatuujungtetap.Ukuranyang
kecildaridawaigitaryangbergetarterpendekyangbisamemilikisuatuperutdi
dasarnyadansuatusimpuldipuncaknyapanjangnyaseperempatpanjang
gelombang.Bilakolomudaraitudiperpanjang,ditemukanresonansi-
resonansitambahan.Jadi,kolom-koloml/4,3l/4,5l/4,7l/4,danseterusnya,
semuaakanberesonansidengangarputalaitu.
Dalampraktik,panjangresonansipertamasedikitlebihpanjangdaripada
seperempatpanjanggelombang.Initerjadikarenaperbedaan-perbedaan
tekanantidakjatuhkenolpersispadaujungpipa.Sebenarnya,simpulitukira-
kiraberada1,2diameterpipamelampauiujungpipaitu.Namun,setiap
panjangresonansiberikutnya,dipisahkantepatsetengahpanjanggelombang.
Pengukuranjarakantararesonansipertamadenganresonansiberikutnya
dapatdipergunakanuntukmenentukankelajuanbunyidiudara.
Ukuranyangterkecildaridawaigitaryangbergetarataualatlainyang
berdawaitidakdapatmenimbulkanbanyakgetarandiudara.Alat-alatitu
menggunakan resonansiuntukmeningkatkanamplitudogelombangbunyi.
Variasidawaiitumenyebabkankotakbunyibergetar.Besarnyaukurankotak
menghasilkanbunyidenganintensitasyanglebihbesardiudarasekitar
sebagaimanapadabiolasepertipadaGambar16.11
Gambar 16.11 Biola memiliki rongga udara untuk resonansi
Sebuahresonatorpipa-terbuka,yaknitabungresonansidengankedua
ujungnyaterbuka,Gambar16.12,akanberesonansidengansuatusumber
bunyiterdapatsatuperutdiantarasimpul-simpulitu.Padaujung-ujungterbuka
daritabungitujugaadatransmisibunyi.Kitamendengarrambatanbunyiitu.
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
15/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 15Paket 16 Bunyi
Sebagianlagidipantulkanuntukmembentukgelombangberdiri.Panjang
minimumdarisebuahresonator,panjanggelombangdaribunyiresonasiitu
untukpipaterbukaadalahsetengahdaripanjanggelombangpipaitu.Karena
itu,frekuensiakanduakalilebihtinggiuntukpipaterbukaterpisahsetengah
panjanggelombangsepertihalnyapadapilatertutup.PernahkanAnda
berteriakdidalamsebuahterowonganpanjang?Bunyikerasyangkamu
dengaradalahkarenaterowonganitubertindaksebagairesonator.Banyak
alat-alatmusikmerupakanresonatorpipa-terbuka.Beberapacontoh
diantaranyaadalahsaksofondanseruling.
Gambar 16.12 Gelombang Berdiri dalam Pipa TerbukaGambar 16.12 Gelombang Berdiri dalam Pipa TerbukaGambar 16.12 Gelombang Berdiri dalam Pipa TerbukaGambar 16.12 Gelombang Berdiri dalam Pipa TerbukaGambar 16.12 Gelombang Berdiri dalam Pipa Terbuka
Contoh:Contoh:Contoh:Contoh:Contoh: Sebuahgarputaladengan frekuensi392Hzmenyebabkanresonansidalamsebuahkolomudarapada21,0cmdan65,3cm.Suhu
udaranyaadalah27oC.Tentukankecepatanbunyidiudarapadasuhuitu!
Diketahui: f=392Hz Ditanya:v
l = 65,3cm Persamaan :
l = 21,0cm v=.l
Penyelesaian:
Bedajarakterjadinyaresonansi,
l =l 2l
1
=(65,321,0)cm=44,3cmSehingga,1/2=l,atau=2l
=2(44,3cm)=88,6cm
Jadi,v=f=(0,886m)(392Hz)=347m/s.
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
16/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 16Paket 16 Bunyi
Latihan
1. Sebuahgarputala440Hzdipegangdiataspilatertutup.Tentukanjarak
antararesonansi-resonansibilasuhuudara20oC!
2. Saluranpendengaran,yangterhubungdengangendangtelinga,merupakan
sebuahpipatertutupyangpanjangnya3,0cm.Tentukannilaiterdekat
(abaikankoreksiposisisimpul)darifrekuensiresonansiyangrendah!
3. Sebuahterompetbisadibayangkansebagaisebuahpipaterbuka.
Seandainyaterompetitudiluruskan,panjangakan2,65m.
a. Bilakecepatanbunyiadalah343m/s,tentukanfrekuensiterendahyang
beresonasnidalamsebuah terompet (mengabaikankoreksiposisisimpul)
b. Tentukanfrekuensiresonansiduakalilebihtinggipadaterompetitu.
4. Sebuahsaksofonsopranomerupakanpipaterbuka.Bilasemuakunci
ditutup,panjangnyakira-kira65cm.Memakai343m/ssebagaikelajuanbunyi,tentukanfrekuensiterendahyangbisadimainkanpadaalatini
(abaikankoreksiposisisimpul)!
Efek Doppler
PernahkanAndamemperhatikannadasebuahsirineambulan,mobil
pemadamkebakaran,ataumobilpolisisaatkendaraanitumelintasiAnda?
Frekuensisirinekendaraantersebutlebihtinggiketikakendaraanitubergerak
mendekatiAnda,kemudiantiba-tibaturunkenadalebihrendahketikaambulan
itumenjauhiAnda.Peristiwa inidisebutefekDopplerdandiperlihatkanpadaGambar16.13.Sumberbunyiitusedangbergerakkekanandengan
kecepatanvs.
Gambar 16.13 ContohEfek Doppler,Sumber Mendekati PendengarGambar 16.13 ContohEfek Doppler,Sumber Mendekati PendengarGambar 16.13 ContohEfek Doppler,Sumber Mendekati PendengarGambar 16.13 ContohEfek Doppler,Sumber Mendekati PendengarGambar 16.13 ContohEfek Doppler,Sumber Mendekati Pendengar
Gelombang-gelombangyangdipancarkanmenyebardalambentuklingkaran-
lingkaranyangberpusatpadatempatsumberitupadasaatsumberitu
menghasilkangelombang.Frekuensisumberbunyiitutidakberubah,namun
ketikasumberitubergerakkearahpendengar,yaituO1.PadaGambar16.13,
lebihbanyakgelombangberdesakanmasukkedalamruangantarasumber
bunyidanpendengar.Panjanggelombangdiperpendekmenjadi 1.Oleh
karenakecepatantidakberubah,frekuensibunyiterdengarlebihtinggi.
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
17/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 17Paket 16 Bunyi
Ketikasumberitubergerakmenjauhipendengar,O2,padaGambar16.14,
panjanggelombangnyadiperpanjangmenjadi2danfrekuensiyangterdengar
lebihrendah.Efekdopplerjugaterjadijikapendengarbergerakdansumber
bunyidiam.Jadi,efekdoppleradalahperistiwaterjadinyaperubahanfrekuensi
yangterdengar(fp)karenaadanyagerakrelatifsumberdanpendengar.
Gambar 16.14 Contoh Efek Doppler, Sumber Menjauhi PendengarGambar 16.14 Contoh Efek Doppler, Sumber Menjauhi PendengarGambar 16.14 Contoh Efek Doppler, Sumber Menjauhi PendengarGambar 16.14 Contoh Efek Doppler, Sumber Menjauhi PendengarGambar 16.14 Contoh Efek Doppler, Sumber Menjauhi Pendengar
Efekdopplerterjadipadasemuagerakgelombang,baikgelombangmekanik
maupungelombangelektromagnetik.Efekdopplermempunyaibanyak
penerapan.Detektor-detektorradarmenggunakanefekdoppleruntuk
mengukurkecepatanbolatenisdanmobil.Paraastronommenggunakanefek
dopplercahayayangberasaldarigalaksi-galaksiyangjauhuntukmengukur
kecepatandanmemperkirakan jaraknya.Paradokterdapatmendeteksi
kecepatangerakdindingjantungpadajanindenganefekdopplerdanbunyi
ultra.Seekorkelelawarmemakaiefekdoppleruntukmendeteksidan
menangkapserangga-seranggayangterbang.Ketikaseekorserangga
terbanglebihcepatdaripadakelelawar,frekuensipantulannyalebihrendah,
namunketikakelelawarituterbanglebihcepat,frekuensinyalebihtinggi.
Latihan
1. Telingamanusiadapatmendeteksibunyi-bungidenganfrekuensisekitar
antara20kHz.Tentukanpanjanggelombangterpanjangdanpanjang
gelombangterpendekyangbisadidengartelinga,denganasumsibunyi
merambatmelaluiudaradengankecepatan343m/spadasuhu20oC!
2. Berapafrekuensibunyidiudarapadasuhu20oCyangmemilikipanjang
gelombangyangsamadenganyangdihasilkanolehdiameterspeaker
woofer15-in(38cm)?Diameterspeakertweeter3,0-in(7,6cm)?
3. Gendangtelingabergerakmajumundurdalammeresponperubahan-
perubahantekanandarigelombangbunyi.Gambarkanperpindahan
gendangtelingalawanwaktuuntuksatunada1kHzdanuntuksuatunada
2kHz!
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
18/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 18Paket 16 Bunyi
4.Sebutkansifat-sifatfisiksuatugelombangyangakandiubahuntuk
menaikkankuatbunyi?Dansifat-sifatfisikapayangakandiubahuntuk
mengubahnada?
D. Pendeteksian Bunyi
Detektorbunyimengubahenergibunyi,yaknienergikinetikmolekul-molekul
udaramenjadibentukenergilain.Dalamsebuahdetektorbunyi,suatu
diafragmabergetarpadafrekuensigelombangbunyi.Getarandiafragmaitu
laludiubahkedalambentukenergilain.Mikroponadalahalatelektronikyang
mengubahenergibunyimenjadienergilistrik.Haliniakandibahaspadabab
lainnya.
Telinga(gambar16.9)dibagimenjaditigabagian:telingabagianluar,telinga
bagiantengah,dantelingabagiandalam.Telingaluarterdiridaribagiantelinga
yangtampakdandisebutdauntelinga,yangmengumpulkangelombangbunyi;
lubangtelinga;dangendangtelinga.Gelombangbunyimenyebabkangetaran
didalamgendangtelinga.Telingabagiantengahterdiridaritigatulangkecil
yangberbedadidalamsuaturuangberisiudaradidalamtengkorak.Tulang-
tulangitumeneruskangetaran-getaranpadagendangtelingadirumahsiput
padatelingabagiandalam.Telingabagiandalamberisicairansepertiair.
Getaran-getaranbunyidihantarkanmelaluicairanitukedalambagian-bagian
pekadirumahsiputyangberbentukspiral.Didalamrumahsiput,sel-selrambutyanglembutdigetarkanolehgelombang-gelombangitu.Getaran-
getaranselinimerangsangsel-selsyarafmenujukeotak,yangmenghasilkan
perasaanbunyi.
Gambar 16.9 Telinga manusia merupakan suatu organ kompleks yangGambar 16.9 Telinga manusia merupakan suatu organ kompleks yangGambar 16.9 Telinga manusia merupakan suatu organ kompleks yangGambar 16.9 Telinga manusia merupakan suatu organ kompleks yangGambar 16.9 Telinga manusia merupakan suatu organ kompleks yang
menerjemahkan getaran-getaran bunyi menjadi impuls saraf yangmenerjemahkan getaran-getaran bunyi menjadi impuls saraf yangmenerjemahkan getaran-getaran bunyi menjadi impuls saraf yangmenerjemahkan getaran-getaran bunyi menjadi impuls saraf yangmenerjemahkan getaran-getaran bunyi menjadi impuls saraf yang
kemudian dikirim ke otak untuk diinterpretasikankemudian dikirim ke otak untuk diinterpretasikankemudian dikirim ke otak untuk diinterpretasikankemudian dikirim ke otak untuk diinterpretasikankemudian dikirim ke otak untuk diinterpretasikan
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
19/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 19Paket 16 Bunyi
Telingatidaksamapekanyaterhadapsemuafrekuensi.Kebanyakanorang
tidakbisamendengarkanbunyidenganfrekuensidibawah20Hzataudiatas
16.000Hz.Umumnya,orangpalingpekaterhadapbunyiantarafrekuensi1000
Hzdan5000Hz.Orangtuakurangpekaterhadapfrekuensidiatas10000Hz
daripadaorangmuda.Menjelangumur70,kebanyakanorangtidakbisa
mendengarapapundiatasfrekuensi8000Hz.Kehilanganpendengaranini
mempengaruhikemampuanuntukmengertipembicaraan.
Terkenabunyi-bunyikeras,baiknoice(bising)ataumusik,telahdibuktikan
menyebabkantelingakehilangankepekaan,khususnyatehadapfrekuensi-
frekuensitinggi.Seseorangmakinterkenabunyi-bunyikeras,makinbesar
pengaruhnya.Seseorangbisapulihdalambeberapajambilaterkenabunyi
jangka-pendek,tetapipengaruhterkenabunyikerasdalamjangka-panjangbisaberlangsungselamaberhari-hariatauberminggu-minggu.
Lamaterkenabunyiyangmemilikikekuaran100dBataulebih,dapat
menyebabkankerusakanpermanen.Banyakpemusik roktelahmenderita
kehilanganpendengaranyangserius,beberapadarimerekasampai
mengalamitingkatbunyisebesar10dB.Penutuptelingakhususdapat
memberikanpengurangan25dB.Penutuptelingayangdidesainkhususdapat
mengurangitingkatbunyisampai45dB.Sumberlainyangmenyebabkan
hilangnyapendengaranadalahakibatmusikkerasdariheadphonestereopadaradiodantapepribadi.Pemakainyamungkintaksadarbahwa
headphoneatauearphoneadalahsepertimoncongsebuahselangpemadam
kebakaranyangditancapkantepatpadasalurantelinga.
Latihan
1. Garputala330Hzdan333Hzdiketokbersamaan.Berapakahfrekuensi
layanganyangterjadi?
2. Seorangsiswamempunyaiduabuahgarputala,yangsatumempunyai
frekuensi349Hzdanyanglaintidakdiketahuifrekuensinya.Saatdipukul
bersamaan,garputalaitumenghasilkantigalayanganpersekon.Berapa
frekuensi-frekuensiyangmungkindarigarputalayangtidakdiketahui
frekuensinyaitu?
Bunyidapatditransmisikanmelaluiudaraataudiubahmenjadienergilistrikdan
kembalidiubahmenjadibunyidengansuatusistempengerassuara.Udara
memindahkanfrekuensi-frekuensiyangberbedadenganfrekuensiberagam
yangdapatmenyebabkandistorsiataucacatpadadistorsikualitasbunyi.
Sistemdenganfidelitas(akurasi)tinggi(hifiatauhighfidelity)dirancangsecara
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
20/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 20Paket 16 Bunyi
telitiuntukmenghantarkansemuafrekuensidenganefesiensiyangsama.
Suatusistemyangmemilikiresponfrekuensisebesar3dBantara20Hzdan
20000Hzdipandangsangatbaik.
Disampingitu,kadang-kadangdikehendakiuntukmenyalurkanhanya
frekuensi-frekuensitertentu.Sistemteleponhanyamenyalurkanfrekuensi-
frekuensitertentu.Sistemteleponhanyamenyalurkanfrekuensi-frekuensi
antara300Hzsampaidengan3000Hz,dalamrentangfrekuensiinilah
sebagianbesarinformasidalambahasalisanberada.Kata-katakitadapat
dimengertimeskipunfrekuensitinggidanrendahnyahilang.Distorsibunyi
musikjugadapatmenghasilkanefek-efekyangmenarikdanbahkan
diinginkanolehparapemusik.
Noise(bising)terdiridarisejumlahbesarfrekuensitanpaadahubungan
khususterntentu.Bilasemuafrekuensitersebutmempunyaiamplitudo-
amplitudoyangsama,hasilnyaadalahnoiseputih(whitenoise).Noiseputih
telahdiketahuimemilikiefekrelaksasiataumenjadikanseseorangmerasa
nyaman,dankarenaitutelahdigunakanolehdoktergigiuntukmembantupara
pasienagarmerasanyaman.
Latihan
1. Sebutkanbeberapajenisalatmusikyangmenghasilkanbunyidengan
sumber-sumberbunyibermacam-macam!
2. Bedakanpengertiansumberbunyipermukaandansumberbunyirongga
udara?
3. Sebuahgarputalatidakdiketahuiberapafrekuensinya.Seorangsiswa
menggunakankolomudarapadasuhu27oCdanmenemukanresonansi-
resonansiterpisah39,2cm.Berapafrekuensiresonansiyangterendah
4. Berdasarkanpendeteksianbunyiolehtelinga,makabunyidiklasifikasikan
menjadibeberapagolongan.Sebutkan!
Rangkuman
1. Bunyiatausuaraadalahkompresimekanikalataugelombanglongitudinal
yangmerambatmelaluimedium.Mediumatauzatperantarainidapat
berupazatcair,padat,dangas.
2. Sumberbunyitaklainadalahsumbergetaranyangmenggetarkanmedium
sekelilingnya.Alat-alatmusiksepertigongatausimbaldanpermukaan
gendangadalahcontohdarisumber-sumberbunyiyangbergetar.Kita
bedakanwujud-wujudsumberbunyisebagaisenarataudawai,pita,
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
21/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 21Paket 16 Bunyi
permukaan,baikyangberupaselaputataumembranmaupunlempeng
danronggaudara.
3. Sifat-sifatbunyimeliputigelombangbunyi,yaitugelombanglongitudinal
jugamempunyaiciri-ciri,antaralainkecepatan,frekuensi,panjang
gelombang,danamplitudo,sepertigelombangperiodiklainnya.Beberapa
sifat-sifatgelombangdapatmengalamipemantulan(refleksi),pembiasan
(refraksi),daninterferensi.Sifatbunyilainnyayaituresonansidanefek
doppler.
4. Telingadibagimenjaditigabagian:telingabagianluar,telingabagian
tengah,dantelingabagiandalam.Telingamanusiamerupakansuatu
organkomplekyangmenerjemahkan getaran-getaranbunyimenjadi
impulssarafyangkemudiandikirimkeotakuntukdiinterpretasikan
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
22/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 22Paket 16 Bunyi
Lembar PowerPoint 16.3
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
23/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 23Paket 16 Bunyi
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
24/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 24Paket 16 Bunyi
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
25/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 25Paket 16 Bunyi
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
26/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16- 26Paket 16 Bunyi
Lembar Penilaian 16.4
A. Tes Tulis1. Sebutdanjelaskanminimal5contohsumberbunyi!
2. Jelaskanbeberapasifat-sifatbunyi(minimal3)!
3. Bunyidenganfrekuensi232,6Hzmerambatmelaluiairdengankecepatan
1325m/s.Tentukanpanjanggelombangbunyiitudidalamair!
4. Tentukanfrekuensisuatugelombangbunyiyangbergerakdiudarapada
suhukamardenganpanjanggelombang0,667m!
5. Bedakanpengertianantaranadadankuatbunyi!
6. Jelaskanprinsipresonansiyangterjadipadagitar!
7. Garputala440Hzitudigunakanbersamadengansuatukolom
peresonansiuntukmenentukankelajuanbunyidalamgasHelium.Bila
jarakantararesonansiadalah110cm,berapakecepatanbunyidalamHe?
8. ApayangdimaksuddenganEfekdoppler?Jelaskan!
9. PadasaatAndamendengarnadapeluitkeretaapimeninggiataufrekuensi
peluitnyanaikketikakeretaitumelewatiAnda,Jelaskangerakkeretaitu
terhadapposisianda!
10. Jelaskantigabagiantelingabesertamasing-masingfungsinyadalam
prosesmendeteksibunyisehinggaterdengarsuatubunyi!
-
7/23/2019 IPA-2 Paket 16
27/27
Ilmu Pengetahuan Alam 2
16 - 27Paket 16 Bunyi
Daftar Pustaka
Sedoyo,Peter.2004. FisikaDasar.Jogjakarta:AndiJogjakarta
Suryanti,dkk.2003.KonsepDasarIPA-FisikaSD.Surabaya:Unesa
UniversityPress.
http://bebas.Vlsm.org/v.12/Fisika2.htm
http://gelombangbunyi.Hem
http://id.wikipedia.org/wiki/bunyi.
http://www.sabah.org.my/bm/kenali_sabah/as_pencemaran_bunyi.asp
http://Sciencetech.multiply.com/journal/item/10