Praktikum Gelombang Bunyi [PDF]

Citation preview

Praktikum Gelombang Bunyi A.



Judul Praktikum gelombang bunyi



B.



Tujuan Siswa/i dapat mengetahui cepat rambat gelombang bunyi, pola resonansi bunyi dan



sistem pelayangan dalam kehidupan sehari-hari. C.



Landasan Teori 1. Sifat-sifat Bunyi Gelombang bunyi merupakan gelombang yang sangat bermanfaat dan banyak



memberikan informasi khusus tentang gejala, peristiwa, atau identitas. Bagaimana suatu gelombang bunyi dapat diterima tergantung pada frekuensi, amplitudo, dan bentuk gelombangnya. Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang memiliki arah getaran yang sama dengan arah rambatnya. Sebagai buktinya, getaran dari diafragma Ketika diafragma bergerak radial ke luar, ia memampatkan udara yang ada didepannya. Pemampatan ini menyebabkan tekanan udara bertambah sedikit di atas tekanan normal. Daerah yang tekanan udaranya bertambah disebut rapatan. Setelah menghasilkan rapatan, diafragma membalik arah geraknya menjadi radial ke dalam. Gerakan



diafragma



radial



ke



dalam



ini



menghasilkan



daerah



yang



dikenal



dengan renggangan. Renggangan ini menyebabkan tekanan udara sedikit lebih kecil daripada tekanan normal. Rapatan dan renggangan bergerak menjauh dari pengeras suara pada kecepatan bunyi. Pusat rapatan menghasilkan tekanan udara paling besar dan pusat renggangan menghasilkan tekanan udara paling kecil. Hal ini membuktikan bahwa gelombang bunyi termasuk dalam gelombang longitudinal. Bunyi sebagai gelombang mekanik longitudinal merambat melalui suatu medium dengan wujud zat yaitu, padat, cair, dan gas. Bunyi merambat melalui medium dengan cara memindahkan energi kinetik dari satu molekul ke molekul lainnya. Rambatan bunyi dalam medium zat padat lebih cepat dibandingkan dengan rambatan pada zat cair atau gas. Hal ini disebabkan karena jarak antarmolekul dalam zat padat lebih pendek daripada zat cair atau gas, sehingga perpindahan energi kinetik lebih cepat terjadi. Akan tetapi, gelombang bunyi tidak dapat merambat melalui vakum(hampa udara). Hal itu dibuktikan oleh para astronot di bulan(bulan tidak memiliki atmosfer seperti bumi) yang tidak dapat saling berbicara secara langsung, walaupun dengan jarak yang sangat dekat. Untuk berkomunikasi, mereka menggunakan alat komunikasi melalui gelombang radio(termasuk spektrum gelombang elektromagnetik).



Karena bunyi merupakan suatu gelombang, maka bunyi dapat mengalami peristiwa pemantulan, pembiasan, difraksi dan interferensi. a)



Pemantulan Bunyi



Pemantulan bunyi juga memenuhi hukum pemantulan, yaitu sudut datang sama dengan sudut pantul. Mengapa pada bioskop dipasang peredam suara? Pemantulan bunyi pada ruang tertutup dapat menimbulkan gaung(kerdam), yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli, sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas. Untuk menghindari terjadinya gaung, maka di dalam bioskop, studio radio atau televisi, dindingnya dilapisi oleh zat peredam suara atau zat kedap suara. Zat kedap suara yang biasa digunakan seperti, kapas, kain wol, karet, gelas, karton, atau besi. Sehingga banyak bioskop memiliki panel-panel peredam suara pada dinding dan langit-langit untuk mengurangi gaung tersebut. Ruang besar yang tidak menimbulkan efek gaung disebut ruang yang memiliki akustik baik. b)



Pembiasan Bunyi



Pembiasan bunyi dapat terjadi ketika gelombang bunyi merambat dari satu medium ke medium lain dengan kerapatan yang berbeda, misalnya dari udara ke gas karbon dioksida. Hal tersebut dapat diamati, ketika jam weker ditempatkan di sebelah balon yang diisi dengan karbon dioksida, suara detakannya akan terdengar berbeda dari sisi lain balon tersebut(misal di titik R). Kelajuan bunyi di dalam balon lebih kecil dibandingkan di udara. Akibatnya, bunyi dibiaskan ketika merambat melalui balon dan menyatu di titik R. c)



Difraksi Bunyi



Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi. Hal itu dikarenakan gelombang bunyi di udara memiliki panjang gelombang dalam rentang beberapa sentimeter sampai dengan beberapa meter. Gelombang yang panjang gelombangnya lebih panjang akan lebih mudah didifraksi. Itulah sebabnya, kita dapat mendengar suara mesin mobil sebelum tikungan jalan walaupun kita belum melihat mobil tersebut, karena terhalang oleh bangunan tinggi di pinggir tikungan. d)



Interferensi Bunyi



Interferensi bunyi memerlukan dua sumber bunyi yang koheren. Jika dua buah loadspeaker yang dihubungkan pada sebuah generator sinyal(alat pembangkit frekuensi audio) dapat berfungsi sebagai dua sumber bunyi koheren. Ketika kita berjalan sejajar dengan garis yang menghubungkan kedua speaker tersebut, bunyi yang terdengar bervariasi kuat dan lemah. Penguatan dan pelemahan bunyi inilah yang menunjukkan peristiwa interferensi pada gelombang bunyi. Penguatan bunyi disebut interferensi konstrutif, sedangkan pelemahan bunyi disebut interferensi destruktif.



2. Cepat Rambat Bunyi Cepat rambut bunyi dalam zat padat Cepat rambat bunyi dalam zat padat tergantung pada modulus Young dan massa jenis zat padat. Dengan formulasi :



Cepat rambat bunyi dalam zat cair Cepat rambat bunyi dalam zat cair bergantung pada modulus Bulk dan massa jenis zat cair. Formulasinya : Cepat rambat bunyi dalam zat gas Cepat rambat bunyi dalam zat gas bergantung pada suhu dan jenis gas. Formulasinya : 3. Sumber Bunyi Gelombang yang didengar sehari-hari dihasilkan oleh sesuatu yang bergetar, yang disebut sumber bunyi. Beberapa sumber bunyi, seperti gitar, seruling, biola, trompet, dan lain-lain. Pada saat bergetar, sumber bunyi ini akan menggetarkan udara di sekelilingnya, dan kemudian udara mentransmisikan getaran tersebut dalam bentuk gelombang longitudinal. Pola Gelombang pada Senar Sumber bunyi, seperti gitar dan biola menggunakan dawai sebagai alat getar. Getaran yang terjadi pada senar, merupakan gelombang stasioner pada dawai dengan ujung terikat. Nada yang dihasilkan senar gitar dapat diubah-ubah dengan cara menekan senarnya pada posisi tertentu. Satu senar dapat menghasilkan berbagai frekuensi resonansi. D.



Alat dan Bahan



-



2 buah gelas bekas air mineral



-



2 buah batu



-



3 buah gelas kaca



-



Air



-



Penggaris alumunium



-



Pensil



-



Balon



-



Karet gelang



-



Benang nilon



-



Kaleng susu bekas



-



Lidi



-



Ember



-



Korek api kayu



-



Paku



E.



Prosedur Kerja



v Praktikum 1 a.



Letakkan gelas kaca di atas meja, kemudian pukul dinding gelas dengan pensil. Apakah Anda mendengar bunyi?



b.



Isilah gelas dengan air, masukkan penggaris besi ke dalam gelas, kemudian pukul dinding gelas dengan pensil. Apa yang Anda dengar pada penggaris?



c.



Pukullah penggaris yang ada di dalam gelas berisi air. Apakah Anda mendengar bunyi? Sampaikah bunyi ketukan penggaris ke telinga Anda?



d.



Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas.



v Praktikum 2 a.



Siapkan 3 gelas kaca dengan ukuran isi yang berbeda.



b.



Gelas pertama diisi air l, gelas kedua diisi air l, dan gelas ketiga diisi l.



c.



Celupkan jari telunjuk dan jari tengan Anda pada gelas pertama, kemudian gesekkan pada permukaan gelas. Dengarkan bagaimana bunyi yang terjadi.



d.



Ulangi prosedur c pada gelas kedua dan ketiga. Dengarkan bagaimana bunyi yang terjadi kembali.



e.



Buatlah kesimpulan dari percobaan di atas.



v Praktikum 3 a.



Bersihkan kaleng susu dan buka bagian atas dan bawahnya.



b.



Tutup bagian alas kaleng tersebut dengan balon. Kemudian ikat dengan karet gelang.



c.



Coba getarkan balon pada kaleng dengan cara memukulkan lidi pada bagian tengahnya.



d.



Apa yang terjadi saat lidi dipukulkan pada balon tersebut?



e.



Apakah Anda mendengar bunyi? Jelaskan kesimpulannya.



v Praktikum 4 a.



Lubangi bagian bawah gelas bekas air mineral menggunakan paku.



b.



Potong benang pertama dengan panjang 100cm, benang kedua 200cm, dan benang ketiga 300cm.



c.



Ikatlah benang pada gelas bekas air mineral, dan gunakan batang korek api sebagai penahan.



d.



Sambungkan benang pertama pada kedua gelas mineral, sehingga saling terhubung. Kemudian tarik dan regangkan.



e.



Dekatkan gelas bekas air mineral dengan telingamu, kemudian suruhlah temanmu berbicara. Apakah Anda mendengar bunyi?



f.



Ulangi prosedur d pada benang kedua dan ketiga.



g.



Buatlah kesimpulan dari percobaan tersebut.



v Praktikum 5 a.



Masukkan air ke dalam ember.



b.



Masukkan dua buah batu yang sama besar ke dalam ember yang berisi air. Kemudian benturkan kedua batu tersebut.



c.



Apakah Kamu dapat mendengar suara batu saat dibenturkan? Bunyi apa yang terdengar? Buatlah kesimpulan dari percobaan tersebut.



F.



Analisa Data dan Pembahasan



v Praktikum 1 Dinding gelas yang dipukul dengan pensil menghasilkan bunyi. Ini dikarenakan bunyi merambat melalui medium gelas dan udara. Kemudian, gelas yang berisi air, dimasukkan penggaris alumunium, lalu dinding gelas tersebut dipukul dengan pensil, menghasilkan getar dan bunyi. Bunyi tersebut merambat pada medium gelas, dan udara. Kemudian, pada gelas yang berisi air dan penggaris tersebut, dipukul penggarisnya, menghasilkan getar dan bunyi. Hal ini menunjukkan bahwa penggaris sebagai medium yang perambatannya dipengaruhi oleh udara. v Praktikum 2 -



Pada gelas yang berisi air ¼ liter, bunyi yang di hasilkan terdengar sangat jelas. Hal ini dikarenakan kolom udaranya sangat luas, sehingga bunyi yang di hasilkan dari getaran air menjadi sangat jelas.



-



Pada gelas yang berisi ¾ liter air, bunyi yang dihasilkan cukup jelas. Hal ini di karenakan kolom udara tersebut tidak lebih luas dari gelas sebelumnya.



-



Pada gelas yang berisi 5/4 liter air, bunyi yang di hasilkan hampir tidak terdengar, karena gelas tersebut berisi air yang hampir penuh & luas kolom udara sangat sedikit. Hal ini dapat menjelaskan bahwa resonansi di pengaruhi oleh panjang/luas kolom udara dalam benda. Semakin luas kolom udara, maka bunyi yang dihasilkan semakin kuat.



v Praktikum 3 Pada saat kaleng susu yang ditutupi balon, kemudian di getarkan dengan lidi, getaran itu menghasilkan bunyi. Bunyi yang dihasilkan berasal dari getaran permukaan balon itu. Percobaan ini membuktikan bahwa bunyi di hasilkan dari benda yang bergetar.



v Praktikum 4 -



Telepon benang pada jarak 100cm bunyi yang dihasilkan tidak terdengar jelas.



-



Telepon benang pada jarak 200cm, bunyi yang dihasilkan terdengar cukup jelas, dibandingkan telepon benang pada jarak 100cm.



-



Telepon benang pada jarak 300 cm menghasilkan bunyi yang terdengar sangat jelas daripada telepon benang pada jarak 100cm & 200cm.



Dari hasil analisa tersebut, dapat di buktikan bahwa bunyi dapat merambat melalui medium benda padat, dalam percobaan yaitu dengan medium benang. Jarak mempengaruhi cepat rambat gelombang bunyi, semakin jauh jarak pada waktu konstan, maka cepat rambatnya semakin besar dan bunyi yang dihasilkan juga semakin besar. v Praktikum 5 Pada saat dua buah batu di pukulkan di dalam air , terdengar jelas bunyi seperti tok.. tok.. tok.. Hal ini di sebabkan, saat dua buah batu di pukulkan di dalam air, maka batu akan bergetar, energi getaran akan menyebabkan molekul-molekul air di sekitar batu ikut bergetar. Getaran molekul molekul air itu akan di teruskan ke molekul molekul di sampingnya. Hal itu terus berlangsung hingga bunyi terdengar di telinga kita. Ini membuktikan bahwa bunyi dapat merambat dalam medium cair. G.



Kesimpulan



Ø Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal, karena arah rambatnya searah dengan arah getarannya. Sebagai gelombang, bunyi dapat mengalami pemantulan, pembiasan, difraksi dan interferensi. Ø Gelombang bunyi sebagai gelombang mekanik dapat merambat melalui medium benda padat, cair, dan gas. Ø Bunyi dihasilkan dari benda yang bergetar. Benda yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Sumber bunyi terbagi menjadi 2, yaitu pada senar & pipa organa. Ø Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar. Ø Pelayangan bunyi merupakan dua gelombang bunyi yang bersuperposis memiliki amplitudo yang sama, dengan frekuensi yang sedikit berbeda, dan merambat dalam arah yang sama, menghasilkan kenyarian bunyi yang berubah-ubah secara periodik. Ø Efek Doppler merupakan fenomena pergeseran frekuensi hasil pengamatan yang terjadi akibat adanya gerak relatif antara sumber gelombang dan pengamat. Ø Jangkauan frekuensi yang masih dapat didengar oleh telinga manusia disebut audiosonik. Bunyi yang memiliki frekuensi di bawah 20 Hz disebut infrasonik, sedangkan yang memiliki frekuensi di atas 20.000 Hz disebut ultrasonik.