Fis 1 Gelombang Bunyi [PDF]

Citation preview

GELOMBANG BUNYI Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang longitudinal yang membutuhkan medium (disebut gelombang mekanik). Syarat bunyi dapat didengar : 1. Adanya sumber bunyi 2. Memiliki medium 3. Dapat didengar jika memiliki frekuensi 20 Hz hingga 20.000 Hz Gelombang dibagi dua yaitu : 1. Infrasonik (di bawah 20 Hz) 2. Audiosonik (20-20.000 Hz) 3. Ultrasonik (di atas 20.000 Hz) Tinggi Nada dan Pola Gelombang Tinggi nada merupakan tinggi rendahnya frekuensi bunyi yang teratur, sedangkan pola gelombang merupakan pola-pola terjadinya gelombang. Dawai Pola gelombang dawai : Nada, n = 0, 1, 2, …. 1



𝐹. 𝑙 𝑣=√ 𝑚 Keterangan : v = cepat rambat gelombang (m/s) F = tegangan (N) l = panjang dawai (m) m = massa dawai (kg) Pipa Organa 1. Pipa Organa terbuka Nada : n = 0,1,2,…. 1



3



Panjang : l = 2 𝜆, 𝜆 , 2 𝜆 Nada Dasar (n = 0)



1



l = 2𝜆 Nada atas pertama (n=1)



3



Panjang l = 2 𝜆, 𝜆 , 2 𝜆 Nada dasar (n=0)



l=𝜆 1



Terjadi 2 simpul dan 1 perut dan l = 2 𝜆



Nada atas kedua (n= 2)



Nada atas pertama



l = 3/2𝜆 Terjadinya 3 simpul dan 2 perut dan l = 𝜆 Nada atas kedua



2. Pipa Organa Tertutup Nada : n = 0,1,2,… 1



Panjang : l = 4 𝜆, 3/4 𝜆 ,5/4𝜆 Nada Dasar (n=0)



Terjadi 4 simpul dan 3 perut dan l = 3/2 𝜆 Menentukan frekuensi nada : 𝒗 𝒇= 𝝀 Keterangan : f = frekuensi nada (Hz) v = cepat rambat gelombang (m/s) 𝜆 = panjang gelombang (m) Menentukan cepat rambat gelombang :



1



l = 4𝜆 Nada atas pertama (n=1)



𝑙 = 3/4 𝜆 Nada atas kedua (n = 2) EFEK DOPPLER



𝑙 = 5/4 𝜆 INTENSITAS BUNYI Merupakan energi yang terpancarkan tiap satu satuan waktu luas. Intensitas bunyi yang dihasilkan dari sebuah sumber bunyi dirumuskan sebagai berikut .



Hubungan antara intensitas dan jarak bunyi 𝑰𝟏 𝒓𝟐 𝟐 =( ) 𝑰𝟐 𝒓𝟏 Keterangan : I1 = intensitas keadaan 1 (W/m2) I2 = intensitas keadaan 2 (W/m2) r2 = jarak bunyi keadaan 2 (m) r1 = jarak bunyi keadaan 1 (m) Taraf Intensitas Bunyi Merupakan tingkat kebisingan dengan rumusan 𝑰 𝑻𝑰 = 𝟏𝟎 𝒍𝒐𝒈 𝑰𝟎 Keterangan : TI = taraf intensitas (dB) I = intensitas (watt/m2) Io = intensitas ambang pendengar (10-12 watt /m2) Hubungan taraf intensitas bunyi jika dengan sejumlah sumber bunyi



Menentukan Taraf Intensitas berdasarkan jarak sumber bunyi :



Dopler menemukan adanya perubahan frekuensi yang diterima pendengar dibanding dengan frekuensi sumbernya akibat gerak relative pendengar dan sumber. Gejala perubahan frekuensi inilah yang dikenal dengan efek Doppler. Diperoleh persamaan efek Doppler sebagai berikut. 𝑣 ± 𝑣𝑃 𝑓𝑃 = 𝑓 𝑣 ± 𝑣𝑆 𝑠 Keterangan : fP = frekuensi bunyi yang diterima pendengar (Hz) fs = frekuensi bunyi sumber (Hz) vP = kecepatan pendengar (m/s) vs = kecepatan sumber bunyi (m/s) v = cepat rambat bunyi di udara = 340 m/s vP (+) jika pendengar mendekati sumber bunyi vP (-) jika pendengar menjauhi sumber bunyi vs (+) jika sumber menjauhi pendengar vs (-) jika sumber menjauhi pendengar



Layangan Bunyi Peristiwa perubahan frekuensi bunyi yang berubah-ubah dengan tajam karena ada dua sumber bunyi dengan perbedaan frekuensi yang kecil. Dirumuskan sebagai berikut : ∆𝑓 = |𝑓1 − 𝑓2 | Dengan : ∆𝑓 = layangan bunyi (Hz) f1 = frekuensi yang di dengar pertama (Hz) f2= frekuensi yang didengar kedua (Hz)



QUIZ 1. UN 2014 Seorang pemuda mengendarai motornya bergerak dengan 36 km/jam saling mendekati dengan sebuah ambulans yang membunyikan sirine berfrekuensi 600 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, frekuensi yang di dengar pengendara motor 700 Hz maka kecepatan mobil ambulans adalah… A. 40 m/s B. 45 m/s C. 50 m/s D. 60 m/s E. 80 m/s 2. SPMB 2005 Disebuah yang memiliki kolom udara terbuka pada kedua ujungnya memiliki nada atas kedua dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan suara di udara adalah 340 m/s maka panjang seruling mendekati…cm A. 10 B. 15 C. 20 D. 25 E. 30 3. UN 2014 Sepuluh sumber bunyi identik yang dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 50 dB maka 100 sumber bunyi identik tersebut yang dibunyikan bersamaan akan menghasilkan taraf intensitas sebesar… A. 50 dB B. 52 dB C. 60 dB D. 70 dB E. 80 dB 4. UN 2013 Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 60 m/s meninggalkan pengamatan yang berada dibelakangnya dengan kecepatan 10 m/s. Jika kecepatan bunyi rambat di udara 340 m/s dan frekuensi sumber bunyi 800 Hz maka frekuensi bunyi yang didengar oleh pengamat adalah… A. 700 Hz B. 800 Hz C. 940 Hz D. 960 Hz E. 1120 Hz 5. UMPTN 1993 Pada jarak 3 meter dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Pada jarak 30 meter dari ledakan, bunyi terdengar dengan taraf intensitas…dB. A. 5



B. 20 C. 30 D. 35 E. 45 6. UN 2013 Intensitas bunyi titik X yang berjarak 1 meter dari sumber adalah 10 Wm-2 . Jika digunakan intensitas ambang 10-12 Wm-2 dan titik Y berjarak 10 meter dari sumber bunyi maka perbandingan taraf intensitas di titik X dan Y adalah… A. 1 : 3 B. 3 : 2 C. 3 : 5 D. 5 : 1 E. 5 : 3 7. UMPTN 1993 Bila taraf intesitas percakapan adalah 60 dB bunyi halilintar 100 dB maka besar kelipatan suara halilintar terhadap suara percakapan adalah n kali, dengan n adalah… A. 100 B. 400 C. 1.000 D. 4.000 E. 10.000 8. UN 2012 Sebuah mobil ambulan dan seoarang anak bergerak saling menjauhi. Mobil ambulan membunyikan sirine berfrekuensi fs dan bergerak dengan kecepatan vs, sedangkan anak bergerak dengan kecepatan vp jika cepat rambat bunyi v dan bunyi sirine di dengar oleh anak dengan frekuensi yang di dengar anak fp berdasarkan asas Doppler adalah… 𝑣+𝑣𝑝 A. 𝑓𝑝 = ( 𝑣−𝑣 ) 𝑓𝑠 𝑠



𝑣−𝑣𝑝



B. 𝑓𝑝 = ( 𝑣+𝑣 ) 𝑓𝑠 𝑠



𝑣+𝑣𝑝



C. 𝑓𝑝 = ( 𝑣+𝑣 ) 𝑓𝑠 𝑠



𝑣−𝑣𝑝



D. 𝑓𝑝 = ( 𝑣−𝑣 ) 𝑓𝑠 𝑠



𝑣+𝑣𝑠



E. 𝑓𝑝 = (𝑣−𝑣 ) 𝑓𝑠 𝑝



9. UN 2008 Tabel dibawah ini menunjukkan hasil pengukuran intensitas bunyi dari jarak tertentu terhadap sumber bunyi. Jarak (m) 1 2 3 4



Intensitas (W/m2) 128 32 14,2 …….



Dari data diatas, intensitas bunyi pada jarak 4 m dari sumber bunyi adalah…. A. 8,0 W/m2 B. 7,1 W/m2



C. 3,6 W/m2 D. 1,6 W/m2 E. 0,9 W/m2 10. SPMB 2002 Seseorang mendengarkan kembali suaranya sebagai gema dari sebuah tebing setelah waktu 4 detik. Apabila Y adalah perbandingan panas jenis udara pada tekanan dan suhu konstan dan orang tersebut mengetahui suhu saat itu T kelvin dan massa molekul relatif udara M, maka orang tersebut dapat menentukan jarak tebing menurut persamaan… 𝑦𝑅𝑇



A. √



𝑀 𝑦𝑅𝑇



B. 2√



𝑀



𝑦𝑅𝑇



C. 4√



𝑀



𝑦𝑅𝑇



D. 6√



𝑀



𝑦𝑅𝑇



E. 8√



𝑀