Gelombang Bunyi : Karakteristik, Sifat, Sumber, Contoh, Teori, Frekuensi

Diposting pada

Makalah Gelombang Bunyi : Karakteristik, Sifat, Sumber, Contoh, Teori, Frekuensi dan Cepat Rambat Gelombang Bunyi

Pengertian Bunyi

Bunyi termasuk salah satu dari jenis gelombang yang dapat dirasakan oleh indera pendengaran (telinga). Dalam pelajaran fisika, Pengertian bunyi ialah sesuatu yang dihasilkan dari benda yang bergetar. Benda yang menghasilkan bunyi disebut sebagai sumber bunyi. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan molekul-molekul ke udara yang ada disekitarnya. Dengan demikian, syarat terjadinya bunyi ialah dengan adanya benda yang bergetar. Perambatan bunyi memerlukan medium (pengantar). Kita dapat mendengar bunyi jika ada medium (pengantar) yang dapat merambatkan bunyi.

Gelombang Bunyi

Terdapat beberapa syarat yang harus dipenuhi agar suatu bunyi dapat terdengar.

Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah:

  1. Terdapat benda yang bergetar (sumber bunyi)
  2. Terdapat medium yang merambatkan bunyi, serta
  3. Terdapat penerima yang berada di dalam jangkauan sumber bunyi

Bunyi memiliki cepat rambat yang sangat terbatas. Bunyi juga memerlukan waktu untuk berpindah dari satu tempat Www.GuruPendidikan.Com tempat lainnya. Cepat rambat suatu bunyi sebenarnya tidak terlampau besar. Cepat dalam rambat bunyi jauh lebih kecil dibandingkan denga cepat rambat cahaya. Bahkan sekarang manusia telah mampu membuat pesawat yang dapat terbang beberapa kali dari pada cepat rambat suatu bunyi. Cepat rambat bunyi sering dirumuskan ialah sebagai berikut:

v = s / t
v = cepat rambat bunyi
(m/s), s = jarak sumber ke pengamat (m), t = selang waktu (s).

Sifat Bunyi

Bunyi memiliki sifat-sifat atau ciri- ciri tertentu. Ciri- ciri gelombang bunyi tersebut, antara lain ialah sebagai beriktu:

  • Merupakan gelombang longitudinal
  • Tidak dapat merambat pada ruang hampa
  • Kecepatan rambatnya dipengaruhi oleh kerapatan medium(pengantar) perambatannya (padat, cair, gas). Paling cepat pada medium yang kerapatannya tinggi.
  • Dapat mengalami resonansi serta pemantulan.
  • Bunyi dapat juga mengalami resonansi.

Sifat gelombang bunyi

Bunyi sebagai gelombang mempunyai sifat-sifat sama dengan sifat-sifat dari gelombang yaitu :

Dapat dipantulkan (refleksi)

Bunyi dapat dipantulkan apabila bunyi mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca dan seng.

Contoh :

  • Suara kita yang terdengar lebih keras di dalam gua akibat dari pemantulan bunyi yang mengenai dinding gua.
  • Suara kita di dalam gedung atau studio musik yang tidak menggunakan peredam suara.

Dapat dibiaskan (refiaksi)

Refiaksi adalah pembelokan arah linatasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.

Contoh :

Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari karena pembiasan gelombang bunyi.

Dapat dipadukan (interferensi)

Seperti halnya interferensi cahaya, interferensi bunyi juga memerlukan dua sumber bunyi yang koheren.

Contoh : Dua pengeras suara yang dihubungkan pada sebuah generator sinyal (alat pembangkit frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua sumber bunyi yang koheren.

Dapat dilenturkan (difraksi)

Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit.
Contoh : Kita dapat mendengar suara orang diruangan berbeda dan tertutup, karena bunyi melewati celah-celah sempit yang bisa dilewati bunyi.


Sumber Bunyi

Sumber bunyi adalah semua benda yang bergetar dan menghasilkan suara merambat melalui medium atau zat perantara sampai ketelinga. Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar.

Hal-hal yang membuktikan bahwa bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar adalah :

  1. Ujung penggaris yang digetarkan menimbulkan bunyi.
  2. Pada saat berteriak, jika leher kita dipegangi akan terasa bergetar.
  3. Dawai gitar yang dipetik akan bergetar dan menimbulkan bunyi.
  4. Kulit pada bedug atau gendang saat dipukul tampak bergetar.

Syarat terjadinya bunyi

  • Sumber Bunyi

Benda-benda yang dapat menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Contoh sumber bunyi adalah berbagai alat musik, seperti gitar, biola, piano, drum, terompet dan seruling.

  • Zat Perantara (Medium)

Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang tidak tampak. Bunyi hanya dapat merambat melalui medium perantara. Contohnya udara, air, dan kayu. Tanpa medium perantara bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak akan terdengar.         Berdasarkan penelitian, zat padat merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan gas.

  • Pendengar

Bunyi dapat didengar apabila ada pendengar. Manusia dilengkapi indra pendengar, yaitu telinga sebagai alat pendengar.

Getaran yang berasal dari benda-benda yang bergetar, sampai ke telinga kita pada umumnya melalui udara dalam bentuk gelombang. Karena gelombang yang dapat berada di udara hanya gelombang longitudinal, maka bunyi merambat melalui udara selalu dalam bentuk gelombang longitudinal. Kita perlu ingat bahwa gelombang longitudinal adalah perapatan dan perenggangan yang dapat merambat melalui ketiga wujud zat yaitu : wujud padat, cair dan gas.

Ada tiga aspek dari bunyi sebagai berikut :

  • Bunyi dihasilkan oleh suatu sumber seperti gelombang yang lain, sumber bunyi adalah benda yang bergetar.
  • Energi dipindahkan dan sumber bunyi dalam bentuk gelombang longitudinal.
  • Bunyi dideteksi (dikenal) oleh telinga atau suatu instrumen cepat rambat gelombang bunyi di udara dipengaruhi oleh suhu dan massa jenis zat.

Frekuensi Bunyi

Sebagai bentuk gelombang, bunyi memiliki frekuensi. Berdasarkan frekuensinya, gelombang bunyi dibagi menjadi tiga jenis, yaitu audiosonik, ultrasonik, dan infrasonik.

  1. Gelombang audiosonik (audible wave). Gelombang audiosonik merupakan gelombang bunyi yang berada pada rentang frekuensi pendengaran kita, yakni berada pada kisaran frekuensi antara 16 Hz hingga 20.000 Hz.
  2. Gelombang infrasonik (infrasonic wave). Gelombang infrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekuensi berada di bawah frekuensi gelombang audiosonik, yaitu frekuensi lebih kecil dari 16 Hz.
  3. Gelombang ultrasonik (ultrasonic wave). Gelombang ultrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekuensi berada di atas frekuensi gelombang audiosonik, yaitu frekuensi lebih besar dari 20.000 Hz.

Pemantulan bunyi

Selain mengalami perambatan, bunyi mengalami pemantulan. Proses pemantulan bunyi mirip dengan proses pemantulan cahaya.

Hukum pemantulan bunyi menyatakan bahwa :

  • Sudut datang = sudut pantul ( i = r )
  • Bunyi datang, bunyi pantul, garis normal berada dalam satu bidang ketiganya berpotongan di satu titik .

Hukum pemantulan bunyi

Sudut datang adalah sudut yang di bentuk oleh arah datang dan garis normal.

Sudut pantul adalah sudut yang du bentuk oleh arah pantul dan garis normal

Jika bunyi yang datang berimpit dengan garis normal ( sudut datang = 0 ) ,bunyi pantulnya juga berhimpit dengan garis normal ( sudut pantul = 0 ), dengan kata lain bunyi pantul akan berbalik ke arah datangnya bunyi. Jika sudut datangnya lebih dari 0, bunyi pantulnya tidak akan berbalik arah kearah datangnya bunyi itu lagi.

Pemantulan bunyi terjadi ketika bunyi mengenai dinding atau permukaan yang keras. Permukaan yang keras itu, misalnya batu, besi, seng, dan kaca.


Macam-macam bunyi pantul

  • Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli

Bunyi pantul memperkuat bunyi asli terjadi apabila bunyi pantul terdengar hampir bersamaan, sehingga bunyi asli menjadi lebih keras. Bunyi ini akan terjadi apabila jarak dinding terhadap sumber bunyi kurang dari 10 meter. Contohnya suara kita akan terdengar lebih keras di dalam kamar atau amar mandi dna bunyi kereta api bertambah keras di dalam terowongan.

  • Gaung atau kerdam

Gaung atau kerdam terjadi jika jarak dinding terhadpa sumber bunyi agak jauh (10 m – 25 m). Gaung adalah bunyi yang terdengar kurang jelas akibat sebagian bunyi pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli sehingga mengganggu bunyi asli.

Gaung terjadi pada gedung besar yang tertutup, seperti gedung pertemuan dan gedung pertunjukkan. Untuk menghindari terjadinya gaung, pada dinding bagian dalam gedung bioskop, studio radio atau televisi, dan studio rekaman dilapisi bahan peredam. Bahan peredam yang sering digunakan antara lain kain wol, kapas, kertas karton, karet, dan gelas.

  • Gema

Jika jarak dinding pemantul cukup jauh, maka akan terjadi bunyi pantul yang terdengar sesudah bunyi asli ducapkan (dipancarkan). Bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli disebut gema. Gema terdengar jelas seperti bunyi asli. Gema dapat terjadi di lereng gunung yang terjal, jurang dan tempat-tempat lain.


Karakteristik Gelombang Bunyi

  • Mengukur cepat rambat bunyi

Cara mengukur cepat rambat bunyi dalam prinsip ini cukup mudah yaitu dengan cara mengukur waktu yang diperlukan bunyi sejak keluar dari sumberbunyi sampai kembali ke tempat semula . kemudian kita mengukur jarak sumber bunyi ke tempat pemantul . dengan melakukan pengukuran ini kitadapat mengetahui cepat rambat bunyi di udara.

v = cepat rambat bunyi (m/s )

s = jarak (m)

t = waktu ( s )

Jika cepat rambat bunyi sudah di ketahui, pemantulan bunyi dapat digunakan untuk mengukur jarak

Dengan mengukur waktu yg di perlukan bunyi sejak dipancarkan sampai ditangkap kembali, jarak pemantul dari sumber bunyi dapat dihitung.


  • Cepat Rambat Bunyi Dalam Zat Padat

Misalkan suatu gaya luar F diberikan pada ujung sebuah benda dengan luas penampang A sehingga ujung batang bergerak dengan kelajuan u dan menyebabkan suatu pulsa rapatan gelombang bunyi merambat sepanjang batang dengan kelajuan ʋ. Dalam waktu t pulsa menempuh jarak ʋt dan panjang batang loga, termampatkan sebesar ut

Cepat Rambat Bunyi Dalam Zat Padat

E = modulus elastisitas bahan logam (N/m2 atau Pa) dan

ρ =massa jenis bahan logam (Kg/m3)

  • Cepat rambat bunyi dalam gas

Dalam kasus gas terjadi perubahan volume dan yang berkaitan dengan modulus elastisitas bahan adalah modulus bulk (diberi notasi k). Dapat ditunjukan bahwa suatu gelombang bunyi merambat dalam gas, k=γP  dengan P adalah tekanan gas dan γ adalah tetapan laplace, yaitu nilai perbandingan kapasitas kalor pada tekanan tetap dan volume tetap , γ = . Dengan demikian,cepat rambat bunyi dalm gas adalah sebagai berikut.

Cepat rambat bunyi dalam gas


Aplikasi sifat pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari

Mengukur Kedalaman Laut

Cepat rambat bunyi dalam air laut sudah diketahui. Untuk mengukur kedalaman laut, kapal memancarkan bunyi ke dasar laut. Pada dasar kapal terdapat pendeteksi bunyi (detektor), detektor ini menghasilkan gelombang listrik jika mendapat bunyi pantul. Dengan mengukur waktu yang diperlukan sejak bunyi dipancarkan sampai ditangkap kembali oleh detektor, kedalamanlaut di bawah posisi kapal dapat ditentukan dengan demikian kedalaman laut suatu wilayah dapat dipetakan dengan teliti .

Mengetahui kandungan ikan di bawah laut

Dengan mengarahkan gelombang bunyi ke dalam laut kita dapat mengetahui kandungan ikan di bawah laut. Sebagian gelombang akan dipantulkan oleh ikan-ikan yang berenang di bawah permukaan laut. Kita dapat membedakan gelombang pantul benda yang diam dan benda yang bergerak.

Mengukur panjang lorong gua

Pemantulan gelombang bunyi juga digunakan manusia untuk mengukur panjang gua dan kedalaman lautan atau danau. Dengan cara mengirimkan bunyi datang dan mengukur waktu perjalanan bunyi datang dan bunyi pantul, panjang suatu gua atau kedalaman suatu tempat di bawah permukaan air dapat ditentukan.

Bunyi pantul yang diterima telah menempuh dua kali perjalanan, yaitu dari sumber bunyi ke pemantul dan dari pemantul ke penerima atau pendengar. Waktu yang dibutuhkan untuk sampai ke pemantul adalah 1/2 t

Rumus Mengukur panjang lorong gua

Oleh karena itu, jarak yang ditempuh oleh bunyi yang dipantulkan dapat ditulis sebagai berikut.

Menyelidiki lapisan bumi

Gelombang sebenarnya tidak harus dipantulkan oleh benda yang keras, pantulan pada benda yang lunak itu sebenarnya terjadi yaitu pemantulan, dan penerusan. Kulit bumi terdiri dari berbagai lapisan bahan. Jika gelombang bunyi dihasilkan dipermukaan (contoh : meledakan dinamit), gelombang tersebut merambat masuk ke kulit bumi sebelah dalam. Setelah menjumpai lapisan kulit bumi yang berbeda sebagian dari gelombang tersebut akan di pantulkan. Dengan mengukur waktu yang diperlukan gelombang pantul kembali kepermukaan bumi kedalaman suatu lapisan dapat ditentukan. Manfaatnya menyelidiki kandungan barang tambang, dengan demikian  dapat diketahuibarang dan jumlah barang tersebut.

Saat bernyanyi di kamar mandi

Pada saat kamu bernyanyi di kamar mandi, suaramu terdengar lebih keras dan enak didengar daripada kamu bernyanyi di ruangan yang luas dan terbuka. Suara musik di ruangan tertutup terdengar lebih keras daripada suara musik di ruangan terbuka. Hal ini terjadi karena pada ruangan kecil, bunyi yang datang pada dinding dengan bunyi yang dipantulkan sampai ke telingamu hampir bersamaan sehingga bunyi pantul akan memperkuat bunyi aslinya yang menyebabkan suaramu terdengar lebih keras.

Kelelawar

Sifat pemantulan bunyi sangat penting bagi beberapa hewan, seperti kelelawar. Kelelawar dapat memancarkan gelombang bunyi sehingga dengan memanfaatkan peristiwa pemantulan bunyi, kelelawar dapat menghindari dinding penghalang ketika terbang di malam hari. Selain itu, kelelawar dapat mengetahui mangsa yang akan disantapnya.

Mendeteksi kerusakan logam

Selain dimanfaatkan untuk mengetahui kedalaman laut dan gua, gelombang ultrasonik juga bisa dimanfaatkan untuk mendeteksi kerusakan logam yang berada di dalam tanah, misalnya pipa air dan lain-lain.

Ketika pulsa-pulsa gelombang bunyi menumbuk sebuah logam yang rusak, maka pulsa-pulsa itu sebagian dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan. Pulsan-pulsa yang dipantulkan itu terjadi karena mengenai suatu pembatas yang memiliki massa jenis yang berbeda. Pantulan-pantulan pulsa tersbeut diterima alat pendeteksi, sehingga kerusakan pada logam dapat diketahui.


Semoga Bermanfaat Para Pembaca Setia Guru Pendidikan 🙂