11. IPA KLS 8 BAB 10

Bab 10 Gelombang dan Bunyi 299

Gelombang dan BunyiBAB 10

A. GetaranB. GelombangC. Apakah Bunyi Itu?D. Ciri-ciri Fisik BunyiE. Pemanfaatan Bunyi

Perception Sound Wave in Submarines

Sumber: http://www.sics.se.

300 IPA SMP Kelas VIII

Peta Konsep


Peta Konsep


Riak-riak air dan bunyi tampaknya dua gejala yang tidak ada keterkaitannya. Dalambab ini kamu akan mempelajari bahwa keduanya memiliki keterkaitan ciri-ciri fisiknya.Setelah mempelajari bab ini, kamu diharapkan mampu mendeskripsikan getaran, yangmenjadi dasar bagi timbulnya gejala gelombang. Selanjutnya kamu akan mempelajari cirifisis gelombang serta berbagai aspek tentang bunyi. Sebagai langkah awal, marilah kitaselidiki apa yang menyebabkan adanya bunyi dengan melakukan Kegiatan Penyelidikanberikut ini.

Pengamatan: Bagaimana panjang penggaris yang menjulur itu mempengaruhi bunyi yang kamudengar? Cobalah menggerakkan penggaris itu sehingga memperoleh bunyi yang berbeda-beda.

Membuat Bunyi dengan Penggaris1. Pegang salah satu ujung penggaris logam tipis, penggaris plastik atau penggaris kayu

dengan kuat di tepi meja. Biarkan ujung lain menjulur sedikit melebihi tepi meja.2. Pelan-pelan tarik ke bawah dan lepaskan ujung penggaris yang bebas. Apakah yang

kamu lihat dan dengar?3. Perpanjanglah ujung penggaris yang menjulur itu, dan ulangi percobaan beberapa kali.

Apakah kamu mendengar bunyi yang berbeda?

Gelombang danBunyi

BAB1 0

Sifat ZatKegiatan Penyelidikan

Sumber: Dok. Penulis.

Dalam buku Jurnal IPA-mu, tulislahparagraf tentang bagaimanamenggerakkan penggaris untukmendapatkan bunyi yang berbeda-beda.


OAB

Seperti yang telah kamu amati dalam KegiatanPenyelidikan, ujung penggaris yang kamu tarik kebawah dan kamu lepaskan tersebut bergetar. Getaranadalah gerak bolak-balik melalui titik kesetimbangan.Perhatikan kursi ayunan yang diduduki seorang anakpada Gambar 10.1. Pada saat kursi ayunan tersebutbelum disimpangkan, posisi kursi ada di titik O. Titik Oini disebut titik kesetimbangan. Apabila kursi itu kamutarik hingga posisi A, lalu kamu lepas, maka kursitersebut akan bergerak bolak-balik melalui titik-titikA,O,B,O,A,O, dan seterusnya. Kursi ayunan tersebutdikatakan bergetar, dan gerak ayunan ini adalah contohgetaran. Contoh getaran yang lain adalah getaran batangpenggaris dan getaran bandul pada ujung pegas.Tunjukkan contoh-contoh lain getaran!

A

Anak dan kursi ayunan akan bergerakbolak-balik, atau bergetar, melalui titik O.

titikkesetimbangan

Gambar 10.1


Getaran A

Kata-kata IPAgetaran

simpanganamplitudoperiodefrekuensiresonansi


Kursi ayunan yang bergetar memiliki kemampuanuntuk bergerak, yakni bergerak bolak-balik. Setiap bendayang memiliki kemampuan untuk bergerak pastilahmemiliki energi. Jadi pada hakekatnya getaran adalahsuatu perwujudan energi. Energi getaran kursi ayunanitu berasal dari energi yang kamu kerahkan untukmenyimpangkan kursi itu dari titik kesetimbangannya.

Amplitudo Suatu GetaranGambar 10.1 dapat disederhanakan menjadi

Gambar 10.2. Titik O adalah titik kesetimbangan.Jarak antara benda yang bergetar dengan titik

kesetimbangan disebut simpangan. Misalkansuatu ketika beban yang bergetar berada di

posisi C, dan jarak CO adalah 3 cm. Makasimpangan getaran pada saat itu adalah 3 cm.

Simpangan terbesar getaran padaGambar 10.2 adalah jarak OA atau OB.Simpangan terbesar ini disebut amplitudosuatu getaran. Misalnya, jarak OB padaGambar 10.2 adalah 5 cm. Maka amplitudogetaran itu 5 cm.

Bagaimana cara yang kamu lakukanuntuk memperbesar amplitudo getaran

itu? Tentu saja kamu harus mengerahkanenergi untuk memperbesar simpangan

maksimum beban itu. Jadi amplitudo suatugetaran berkaitan erat dengan energi getaran

tersebut. Jika amplitudo suatu getaran besar, makaenergi getarannya juga besar. Sebaliknya jika amplitudosuatu getaran kecil, maka energi getarannya juga kecil.

Periode Suatu GetaranPerhatikan lagi bagan getaran ayunan pada Gambar

10.2. Gerakan beban tersebut akan melewati titik-titikA,O,B,O,A,O, dan seterusnya. Yang dimaksud dengan satugetaran adalah satu lintasan tertutup, yakni lintasangerakan yang kembali ke tempat semula. Satu getaran padaGambar 10.2 adalah lintasan beban melalui titik-titik A,O, B, O, A, atau O, B, O, A, O, atau B, O, A, O, B.

Gambar 10.2Bagan getaran ayunan. Menunjukkanapakah jarak OB? jarak OC?

O BA amplitudoCsimpangan


Penggunaan Matematika

Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getarandisebut periode, dilambangkan dengan T. Periode diukurdalam satuan sekon. Misalkan untuk melakukan 1 getarandiperlukan waktu 0,5 sekon, maka T = 0,5 sekon.

Frekuensi Suatu GetaranApabila kamu menggetarkan ujung penggaris yang

menjulur melebihi tepi meja beberapa kali dengan panjangyang berbeda-beda, kamu akan melihat bahwa banyaknyagetaran tiap sekonnya berbeda pula. Banyaknya getaranyang terjadi setiap sekon disebut frekuensi getaran. Besarfrekuensi getaran ujung penggaris tersebut berbeda denganfrekuensi getaran sayap lebah pada Gambar 10.3.

Satuan frekuensi (f) adalah 1/sekon, disebut juga hertzatau Hz, untuk menghormati ilmuwan Jerman HeinrichHertz. Frekuensi 1000 hertz disebut juga 1 kilohertz atau 1kHz.

Hubungan frekuensi dengan periode suatu getaranadalah:

Cermati contoh di bawah ini agar kamu dapat memahamihubungan frekuensi dan periode. Selanjutnya kamukerjakan soal latihan.

Hubungan Frekuensi dan PeriodeSoal Contoh:

Sebuah beban pada pegas bergetar dengan periode0,05 sekon. Berapakah frekuensi getaran tersebut?

Langkah-langkah Pemecahan Masalah

1. Apa yang diketahui? periode (T) = 0,05 s.2. Apa yang tidak diketahui? frekuensi (f )

3. Pilih rumusnya:

4. Penyelesaian: = 1/0,05 Hz = 20 Hz.

f =1

T

Gambar 10.3Pada saat terbang, sayap-sayap lebahbergetar dengan frekuensi yang cukuptinggi, hingga kamu dapat mendengarbunyinya.

Gambar 10.4Gaya yang bekerja pada balok yangbergetar.(a) Balok pada posisi setimbang.(b) Ketika pegas teregang, pegas menarik

balok.(c) Ketika pegas mampat, pegas mendorong

balok.

(b)

(c)

(a)

F

F


f =1

T

Soal Latihan:Hitunglah frekuensi sebuahgetaran penggaris j ikaperiodenya 0,02 sekon.

f =1T


ResonansiPerhatikan orang yang mendorong anak yang sedang

berayun pada Gambar 10.5. Bagaimanakah doronganorang itu, agar amplitudo ayunan bertambah besar?Orang itu harus mendorong ke arah gerak ayunan danmenyesuaikan dorongannya dengan frekuensi ayunan.Peristiwa semacam ini disebut resonansi. Resonansiadalah turut bergetarnya sebuah benda akibat getaranbenda lain. Akibat resonansi berupa membesarnyaamplitudo getaran benda itu.

Peristiwa resonansi berperan penting dalamkehidupan kita. Kamu dapat mendengar bunyi, karenatelingamu beresonansi dengan bunyi itu. Pernahkah

kamu memutar tuner radiomu untuk mencaripemancar radio kesukaanmu? Pada saat ituberarti kamu berupaya agar radiomuberesonansi dengan frekuensi pemancar itu.

Peristiwa resonansi tidak selalumenguntungkan. Pada tahun 1831 sebuahjembatan gantung di Inggris runtuh karenaberesonansi dengan derap sepatu pasukan yangberbaris di atasnya! Perhatikan Gambar 10.10.Jembatan Tahoma di Amerika Serikat runtuhpada tahun 1940 karena jembatan itu beresonansidengan hembusan angin kencang.

Gambar 10.5Agar amplitudo ayunan anak bertambah besar,orang itu harus menyesuaikan dorong-annyadengan frekuensi ayunan itu.

Gambar 10.6Pada tahun 1940 Jembatan Tahoma di AmerikaSerikat runtuh karena jembatan ituberesonansi dengan hembus-an anginkencang

Gaya Pada GetaranTelah kita ketahui bahwa benda yang bergetar akan

bergerak bolak-balik. Kita telah mengetahui pula bahwagaya dapat menyebabkan arah gerak berubah. Gayaseperti apakah yang menyebabkan benda bergetar?

Agar sebuah benda bergetar, pada benda tersebutharus bekerja gaya pemulih. Gaya pemulih adalah gayayang selalu mendorong atau menarik benda ke titikkesetimbangannya. Perhatikan getaran balok pada ujungpegas pada Gambar 10.4. Jika balok berada di kiri titikkesetimbangan, pegas memampat dan mendorong balokke kanan. Sebaliknya jika balok di kanan titikkesetimbangan, pegas meregang dan menarik balok kekiri. Gaya pemulih pada pegas yang bergetar ini berupagaya pegas.


Sumber: http://www.a.abcnews.com/Technology.


MasalahDapatkah kamu menemukan periodedan frekuensi sebuah getaran?Apakah periode sebuah ayunandipengaruhi oleh besaramplitudonya?

HipotesisRumuskan sebuah hipotesisuntuk memperkirakan bagaimanabesar periode ayunan bilaamplitudonya semakin kecil

Alat dan Bahan yang mungkinBandul ayunanPenggarisBenangStopwatch atau arlojiStatif dan klem

Petunjuk KeselamatanHati-hatilah bila menggunakan bendatajam untuk memotong benang. Ikatbandul erat-erat dengan benang.


Merancang Percobaanmu SendiriPeriode dan Frekuensi Getaran SebuahAyunanSeperti yang telah kamu pelajari, setiap getaran memiliki amplitudo danperiode tertentu. Amplitudo suatu getaran menentukan besarnya energigetaran tersebut. Sedangkan periode menunjukkan waktu yang diperlukanuntuk melakukan satu getaran.

Kegiatan 10.1

PERSIAPAN


1. Dalam satu kelompok, sepakatlah dantuliskan rumusan hipotesis kelompok-mu.

2. Susunlah langkah-langkah yang akankamu gunakan untuk menguji hipo-tesismu.

3. Dapatkan alat/bahan yang kamubutuhkan. Rancanglah tabel datanya.

Mengecek Rencana1. Pastikan dalam rencanamu menyer-

takan cara mengukur amplitudogetaran. Putuskan siapa yang bertugasmengukur amplitudo.

2. Pengukuran periode sebaiknyadilakukan dengan mengukur waktuuntuk melakukan 10 getaran dalam

satuan sekon. Apabila waktu ini kamubagi 10, kamu akan dapatkanperiodenya.

3. Pengukuran waktu sebaiknya dimulaiketika bandul sudah mengayun stabil.Putuskan siapa yang bertugasmengukur waktunya.

4. Berapa kalikah sebaiknya pengukuranperiode dengan amplitudo yangberbeda dilakukan?

5. Yakinlah bahwa gurumu menyetujuirencanamu dan kamu telahmemasukkan saran beliau dalamrencanamu

1. Lakukan percobaan sesuai rencana.2. Selama percobaan, tulislah hasil

pengamatanmu.

Analisis dan Penerapan1. Berdasarkan data percobaanmu,

simpulkan apakah periode getaransebuah ayunan itu dipengaruhiamplitudonya?

2. Prediksikan apa yang terjadi denganperiode getaran sebuah ayunan bilaamplitudo ayunan itu berubah.

3. Amplitudo sebuah getaran bandulayunan makin lama makin kecil.Apakah frekuensinya juga semakinkecil? Jelaskan mengapa begitu, atautidak begitu.

MERENCANAKAN PERCOBAAN

MELAKUKAN PERCOBAAN

Selanjutnya

Apa yang terjadi jika panjang talidiubah? Cobalah rancang danlakukan percobaan untukmengetahui pengaruh panjangtali terhadap periode getaransebuah ayunan


Gambar 10.7Jam bandul ini memanfaatkan kenyataanbahwa besar periode ayunan tetap walaupunamplitudonya mengecil.

Jam AntikSeperti yang telah kamu pelajari dalam kegiatan di

atas, periode sebuah ayunan tidak bergantung padabesarnya amplitudo ayunan tersebut. Dengan kata lainwalaupun amplitudo ayunan tersebut mengecil, tetapiperiode ayunan tetap.

Mungkin di rumahmu masih terdapat jam bandulantik yang ada ayunannya, seperti diperlihatkan padaGambar 10.7. Jam ini memanfaatkan prinsip periodeayunan tidak bergantung amplitudo seperti di atas.Akibat gesekan dengan udara dan putaran jarum jam,amplitudo ayunan jam tersebut makin lama semakinkecil. Walaupun amplitudonya mengecil, tetapi periodeayunan jam tersebut tetap, sehingga penunjukanwaktunya relatif tetap. Apabila amplitudonya sudahterlalu kecil, maka pemiliknya memperbesaramplitudonya.

1. Apabila dawai gitar dipetik, bagaimanakah gerakan dawai tersebut?Disebut apakah gerakan semacam itu? Dapatkah kamu memberikancontoh gerakan seperti dawai yang dipetik tersebut?

2. Sebuah beban diikat pada ujung sebuah pegas, sedangkan ujung yang lain dikaitkanpada paku, sehingga pegas menggantung. Beban ditarik 10 cm ke bawah, lalu dilepassehingga bergetar. Setelah 2 sekon kemudian jarak beban dengan titik kesetimbanganadalah 4 cm. Berapakah amplitudo getarannya? Berapakah simpangan getarannya padasaat itu?

3. Apakah yang dimaksud periode dan frekuensi sebuah getaran? Bagaimana hubunganantara periode dan frekuensi suatu getaran? Jika sebuah getaran memiliki periode 0,1sekon, berapakah frekuensi getaran tersebut?

4. Apabila amplitudo getaran sebuah bandul ayunan semakin mengecil, apakah frekuensiayunannya berubah?

5. Berpikir kritis: Jika besar amplitudo ayunan tidak berpengaruh terhadap frekuensinya,mengapa pemilik jam bandul masih perlu memperbesar amplitudonya secara berkala?

Sumber: http://www.22447574. trustpass.alibaba.com.

Intisari Subbab


Apa yang terlintas di dalam benakmu ketika mendengarkata gelombang? Mungkin kamu membayangkangelombang air laut yang silih berganti menghempas pantaiseperti ditunjukkan Gambar 10.8. Benar. Tetapi itu bukanlahsatu-satunya contoh gelombang. Mungkin kamu akan heransaat mengetahui bahwa bunyi dan cahaya adalahgelombang pula. Apakah gelombang itu? Apa yangdibawanya? Bagaimana kita memanfaatkan gelombang?Kita akan mendiskusikan hal-hal itu di dalam subbab ini.

Apakah Gelombang itu?Kamu dapat membuat gelombang pada seutas tali

tambang, seperti Gambar 10.9. Kamu menggerakkan ujungtambang yang kamu pegang ke kiri dan ke kanan,sedangkan temanmu menahan ujung tambang yang lain.Kamu dapat mengamati gelombang yang timbul padatambang dan bergerak menuju temanmu.

Tambang itu merupakan tempat merambatnyagelombang tersebut, disebut medium. Apakah partikelmedium ini turut merambat bersama gelombang? Tambanghanya bergerak bolak-balik pada saat gelombang melintas.Jadi partikel-partikel medium tidak ikut bergerak majubersama gelombang, tetapi hanya bergetar pada saatgelombang melintas.

Gambar 10.8Gelombang air laut. Apa yang dibawa olehgelombang itu?

Sumber: http://www.smh.com.au.

GelombangB

Kata-kata IPAgelombang

mediumgelombang transversal

gelombang longitudinalpuncaklembahrapatan

rengganganamplitudoperiodefrekuensi

cepat rambat gelombang


Gelombang pada tambang itu berasal dari gerakbolak-balik atau getaran tanganmu. Apakah hanyagetaran saja yang dapat menghasilkan gelombang?Perhatikan Gambar 10.10. Misalkan kamu menjatuhkankerikil pada kolam air yang tenang. Kerikil itu akanmenimbulkan usikan pada air, dan usikan tersebutmerambat pada permukaan air dalam bentuk gelombang.Jadi, secara umum gelombang berasal dari sebuah usikan.

Jika saat bergerak tidak membawa partikel-partikelmedium, apa yang dibawa gelombang? Gelombangmembawa energi dari satu tempat ke tempat lain. Ingatlahbahwa gelombang berasal dari gerak usikan, dan bendayang bergerak memiliki energi. Untuk memahamibagaimana gelombang membawa energi, lihatlahGambar 10.11. Apabila kita memberikan energi denganmendorong roboh kotak korek api yang berada di ujung,

Gambar 10.10Kerikil yang dijatuhkan pada air kolam yangtenang me-nimbulkan usikan yang bergerak dipermukaan air dalam bentuk gelombang

Gambar 10.9Membuat gelombang pada tambang.




energi tersebut akan berpindah melalui kotak korek apiyang tertimpa dan menimpa kotak yang lain.

Jadi gelombang adalah usikan yang merambatdengan energi tertentu dari satu tempat ke tempat lain.Gelombang air meneruskan energi melalui air. Gempabumi meneruskan energi yang besar dalam bentukgelombang yang merambat melalui lapisan bumi.Gelombang bunyi meneruskan energi bunyi dari sumberbunyi ke telingamu, gelombang ini akan kamu pelajarilebih mendalam pada Bab selanjutnya. Contoh-contohgelombang yang kita telah bahas ini memerlukan me-dium untuk memindahkan energi. Gelombang-gelombang yang memerlukan medium disebutgelombang mekanik.

Gambar 10.11Segera setelah kotak korek api yangpaling ujung dirubuhkan, kotak itu akanmenimpa kotak di depannya, danseterusnya. Seperti halnya kejadian ini,gelombang dapat bergerakmemindahkan energi pada jarak yangjauh.


Mabuk laut, pertanda gelombang memindahkan energi

Mungkin kamu pernah mendengar atau mengalami sendiri“mabuk laut”. Orang yang mabuk laut (ataupun mabukkarena naik kendaraan) mengalami ketidakcocokantanggapan inderanya dengan kenyataan yang dialamitubuhnya. Ketika orang naik kapal laut, orang itu “diam” didalam kapal. Perasaannya mengatakan bahwa dia “diam”.Akan tetapi, kapal tersebut bergerak naik turun akibatadanya gelombang yang melintas (atau kapal melintasigelombang). Kenyataannya, orang itu “bergerak”. Akibatketidaksinkronan ini, orang tersebut merasa pusing sertamual, dan akhirnya muntah.Sumber: http://www.strangedangers.com.


Gambar 10.13Pada saat gelombang transversal bergerakmaju, medium bergetar tegak lurus denganarah gerak gelombang.

Gambar 10.12Gelombang cahaya dari mataharidapat mencapai bumi walaupunmelewati ruang hampa.

Gelombang Melalui Bendadan Ruang

Seperti yang telah kita diskusikan di atas, gelombangmekanik memerlukan benda-benda sebagai mediumuntuk bergerak. Semua wujud benda (padat, cair, dangas) dapat bertindak sebagai medium.

Sekarang pikirkan cahaya matahari yang dapatsampai ke bumi. Cahaya ini melewati ruang hampa,yakni ruang yang tidak ada partikel-partikel bendasebagai mediumnya. Gelombang yang tidak memerlukanmedium ini disebut gelombang elektromagnetik. Karenatidak bergantung pada keberadaan partikel-partikelbenda, gelombang elektromagnetik dapat menjalardengan atau tanpa adanya medium. Perhatikan Gambar10.12. Cahaya matahari dapat mencapai bumi walaupunmelewati ruang hampa. Cahaya adalah salah satu contohgelombang elektromagnetik.

Jenis-jenis GelombangGelombang Transversal

Perhatikan lagi gambar gelombang tali padaGambar 10.13. Pada saat gelombang bergerak maju, talibergerak bolak-balik (bergetar) dari sisi ke sisi. Arahgerak gelombang ternyata tegak lurus dengan arahgetarnya. Gelombang semacam ini disebut gelombangtransversal. Jadi pada gelombang transversal arah getargelombang tegak lurus dengan arah rambatgelombangnya.

arah getar

arah getar

arah gerak gelombang


Sumber: McLaughin & Thomson, 1997


Bagian-bagian yang mencirikan gelombang transver-sal dapat kamu lihat pada Gambar 10.14. Titik tertinggipada gelombang disebut puncak, dan titik terendahnyadisebut dasar. Gelombang dapat diukur panjanggelombangnya. Panjang gelombang adalah jarak antarasebuah titik pada suatu gelombang dengan titik yangserupa pada gelombang di dekatnya. Sebagai contoh,sesuai Gambar 10.14 panjang gelombang adalah jarakdari puncak ke puncak (jarak AC), atau dari lembah kelembah (jarak BD). Bagaimanakah cara mengukur panjanggelombang dari bagian gelombang yang lain? Panjanggelombang diberi lambang l, diambil dari huruf Yunani,dibaca lamda.

Gelombang laut biasanya dinyatakan denganseberapa tinggi gelombang itu dari permukaan air dikalatenang. Amplitudo adalah jarak dari puncak (ataulembah) gelombang sampai dengan posisi setimbang me-dium. Amplitudo gelombang ini juga diperlihatkan padaGambar 10.14. Amplitudo gelombang menunjukkanbesarnya energi yang dibawa gelombang tersebut.Gelombang yang membawa energi besar memilikiamplitudo besar, dan gelombang yang membawa energikecil memiliki amplitudo kecil pula.

Gelombang LongitudinalBertepuk tanganlah di dekat wajahmu. Apakah kamu

mendengar bunyinya? Apakah kamu dapat merasakanudara yang menerpa wajahmu? Ketika kamu bertepuk

Gambar 10.14Bagian-bagian gelombang transversal.

panjang gelombang (λ)


amplitudo

posisi setimbang

puncak

dasar

A C

B D



tangan, kamu menggerakkan partikel-partikel udaramenjauh dari posisi setimbangnya dan membentukgelombang yang kamu dengar sebagai bunyi.Gelombang apakah yang terbentuk?

Misalkan kamu memiliki sebuah pegas yang cukuppanjang (slinki). Pegas itu kamu rentangkan di lantai dantemanmu memegang salah satu ujungnya. Apabilabeberapa gulungan di ujung yang lain kamu rapatkan,lalu kamu lepas, kamu akan melihat pola gelombangyang berbeda dengan yang kita diskusikan sebelumnya.Pola gelombang yang timbul ditunjukkan Gambar 10.15.

Daerah pada pegas yang lebih rapat dibandingsekitarnya disebut rapatan, sedangkan daerah yang lebihrenggang dari sekitarnya disebut renggangan.Gelombang semacam ini disebut gelombang longitudi-nal. Pada gelombang logitudinal arah getar gelombangsejajar dengan arah rambat gelombangnya. Gelombangbunyi yang kamu dengar juga berupa gelombang longi-tudinal.

Sesuai dengan definisi panjang gelombang, makapanjang gelombang pada gelombang longitudinaladalah jarak antara dua rapatan atau dua rengganganyang berdekatan. Perhatikan Gambar 10.16 .

Partikel-partikel pegas tidak ikut merambat bersamagelombang, tetapi hanya bergetar maju mundur saatgelombang melaluinya. Tingkat kerapatan pada pegasmirip dengan amplitudo pada gelombang transversal.Semakin kuat kamu merapatkan pegas, maka energigelombangnya semakin besar.

Gambar 10.15Gelombang longitudinal pada pegas. Perhatikanrapatan dan renggangan yang terbentuk.



Frekuensi GelombangFrekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang

yang melewati titik tertentu selama satu sekon. Untukgelombang transversal, satu gelombang dapatditunjukkan oleh satu puncak ke puncak berikutnya.Seperti halnya pada getaran, frekuensi dilambangkandengan f dan dalam SI diukur dalam satuan hertz yangdisingkat Hz.

Frekuensi suatu gelombang bergantung padafrekuensi getar sumbernya. Bayangkan pembuatangelombang pada tali yang pernah kamu lakukan. Jikakamu menggerakkan tanganmu dengan pelan, maka talitersebut bergetar pelan pula. Jika tanganmu bergerakdengan cepat, maka getaran tali tersebut juga cepat.Perhatikan gelombang dengan berbagai frekuensi yangterbentuk pada seutas tali pada Gambar 10.17.

Gambar 10.16Bagian-bagian gelombang longitudinal


rapatan

renggangan

Gambar 10.17Gelombang-gelombang dengan frekuensiyang berbeda pada seutas tali. Gelombangmanakah yang memliki frekuensi lebihbesar?

A

B

A




Gelombang manakah yang memiliki frekuensi lebihbesar, dan manakah yang frekuensinya lebih kecil?Hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang kitadiskusikan pada Cepat Rambat Gelombang.

Cepat Rambat GelombangPernahkah kamu memperhatikan kilat dan bunyi

guntur? Seperti halnya Gambar 10.18, kamu mendengarbunyi guntur beberapa detik setelah kilat terlihat.Walaupun guntur dan kilat timbul dalam waktu yangsama, kamu melihat kilat lebih dulu karena cahayabergerak jauh lebih cepat daripada bunyi. Gelombangyang berbeda bergerak dengan cepat rambat yangberbeda pula. Cepat rambat gelombang dilambangkandengan v, dalam SI diukur dalam satuan m/s.

Ingatlah kembali bahwa untuk benda yang bergerakdengan kecepatan tetap, kecepatan adalah perpindahandibagi waktu, atau

Jika gelombang itu menempuh jarak satu panjanggelombang (l), maka waktu tempuhnya adalah periodegelombang itu (T), sehingga rumus di atas dapat ditulis

Karena , dengan mengganti T rumuskecepatan itu, cepat rambat gelombang dapatdirumuskan

Gambar 10.18Kamu akan melihat kilat terlebih dulu,baru kemudian mendengar bunyiguntur, karena cepat rambat cahayajauh lebih besar daripada cepat rambatbunyi.

Sumber: pmr.penerangan.gov.my.

T = 1f

v =λ

Τ

v = s t


v = f × λ cepat rambat = frekuensi × panjang gelombang

Bagaimanakah jika kamu membuat gelombang talidengan frekuensi yang berbeda? Kamu akan menemukanjika frekuensi gelombang tali diperbesar, ternyatapanjang gelombangnya mengecil. Mengapa? Dalam me-dium yang sama, cepat rambat gelombang adalah tetap.Misalkan cepat rambat gelombang pada tali adalah 12m/s. Jika frekuensi gelombang 4 Hz, maka panjanggelombangnya 3 m (4 Hz × 3 m = 12 m/s). Namun jikafrekuensi gelombangnya diperbesar menjadi 6 Hz, makapanjang gelombangnya mengecil menjadi 2 m (6 Hz × 2 m =12 m/s). Apa yang terjadi jika frekuensi gelombangnyadiperkecil?

Pada Gambar 10.19, terlihat pelangi yang terdiri dariberbagai warna. Apakah frekuensi setiap warna tersebutsama?

Dalam Lab Mini 10.1, kamu dapat berlatihmembandingkan gelombang transversal secaramatematis. Soal-soal contoh berikut ini memperlihatkanbagaimana kamu dapat menggunakan persamaan cepatrambat gelombang untuk menemukan besaran yangbelum diketahui.

Gambar 10.19Pelangi berupa gelombang elektromagnetik dengan frekuensi yang berbeda-beda.

Sumber: http://www.yulian.firdaus.or.id.

Lab Mini 1.2

Bagaimanamembandingkangelombang-gelombangtransversal?

1. Gambarlah gelombangtransversal dengan tigapanjang gelombang utuh.

2. Tandailah amplitudo,puncak gelombang, dandasar gelombangnya.

3. Dengan menggunakanpenggaris, ukurlahamplitudo dan panjanggelombangnya.

4. Dalam kelompokmu,urutkan gelombang-gelombang kalian daripanjang gelombangterbesar ke panjanggelombang terkecil.Kemudian urutkan puladari amplitudo paling besarke amplitudo paling kecil.

Analisis1. Misalkan semua

gelombang itu bergerakdengan cepat rambat 20cm/s. Hitung frekuensigelombangmu.

2. Urutkan gelombang-gelombangmu darifrekuensi tertinggi kefrekuensi terendah


Soal ContohGelombang timbul pada kolam. Panjang gelombangnyaadalah 32 cm, dan frekuensi gelombangnya 2,0 Hz.Berapakah cepat rambat gelombang itu?Diketahui: panjang gelombang, λ = 32 cm = 0,32 m

frekuensi, f = 2,0 Hz

Ditanya: cepat rambat(v)Rumus: v = f x λPenyelesaian: v = f x λ

= 2,0 Hz x 0,32 m = 0,64 m/s.

Soal ContohGempa bumi dapat menghasilkan t iga macamgelombang. Salah satunya adalah gelombang transver-sal yang disebut gelombang tipe S. Gelombang Sbergerak dengan cepat rambat 5000 m/s. Panjanggelombangnya 417 m. Berapakah frekuensi gelombangtersebut?

Diketahui: cepat rambat, v = 5000 m/s panjang gelombang, λ = 417 m

Ditanya: frekuensi (f)Rumus: v = f x λ sehingga f =

Penyelesaian: f = =


Soal Latihan1. Sebuah gelombang pada tali

memiliki panjang gelombang1,2 m dan frekuensi 4,5 Hz.Berapa cepat rambatgelombang itu?

Soal Latihan2. Sebuah seruling menghasil-

kan gelombang bunyi denganpanjang gelombang 0,20 mdan cepat rambat 340 m/s.Berapakah frekuensinya?

v

λ

v

λ= 12 Hz

5000 m/s 417 m


Gambar 10.20Kamu dapat menikmati cahaya bulanpurnama, karena cahaya mataharidipantulkan oleh permukaan bulan.

Gambar 10.21Seberkas sinar laser laser dipantulkan olehtiga cermin yang berbeda.

Pemantulan GelombangKamu mungkin telah terbiasa dengan

peristiwa pemantulan gelombang dalamkehidupan sehari-hari. Sebagai contoh, padasaat kamu melihat cermin, kamu memanfaatkanpemantulan cahaya untuk melihat dirimusendiri.Pada saat kamu ke pantai, kamu dapatmelihat gelombang air laut terpantul olehtebing di tepi pantai. Ruang konser dan teaterdirancang menggunakan pemantulan untukmembuat bunyi terdengar lebih kuat.Perhatikan Gambar 10.20. Kamu dapatmenikmati sinar bulan di malam hari, karena

permukaan bulan memantulkan sinar matahari.

Peristiwa pemantulan diperlihatkan dengan jelasoleh Gambar 10.21. Seberkas cahaya laser dipantulkanoleh tiga cermin, lalu memasuki sebuah botol.

Pemantulan gelombang adalah membaliknyagelombang setelah mengenai penghalang. Dapatkahkamu memberikan contoh-contoh lain peristiwapemantulan gelombang? Dalam Kegiatan 10.2, kamudapat berlatih mengamati ciri-ciri pemantulangelombang tali.

Sumber: Bakalian, et al., 1994.

Sumber: http://www.nightskyinfo.com.


Merancang Percobaanmu SendiriPemantulan Gelombang TaliSemua gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lain.Bagaimanakah kamu dapat membuat gelombang pada tali? Apa yangterjadi pada gelombang itu bila mengenai penghalang tetap? Dalamkegiatan ini kamu akan membuat gelombang pada tali dan mengamaticiri-ciri gelombang itu.

MasalahBesaran-besaran gelombang manakah yangdapat kamu pengaruhi ketika membuatgelombang transversal pada tali? Apayang terjadi pada gelombang itu jikamengenai penghalang tetap?

Membuat HipotesisBuatlah hipotesis untuk memperkirakanperilaku gelombang pada tali padakeadaan seperti yang digambarkan di atas.

TujuanMerancang percobaan untuk mengujiperilaku gelombang transversal padatali.Mengamati apa yang terjadi padagelombang transversal bila gelombangitu mengenai penghalang tetap

Alat dan Bahan yang Diperlukantambang plastikpenggaris meteranstopwatch


Kegiatan 10.2

PERSIAPAN


1. Dalam satu kelompok, sepakatilah dantuliskan rumusan hipotesis kelompokkamu.

2. Susunlah langkah-langkah yang akankamu gunakan untuk mengujihipotesismu.

3. Siapkan alat/bahan yang kamubutuhkan. Rancanglah tabel datanya.

Mengecek Rencana1. Dua orang dalam kelompokmu

seharusnya duduk di lantai denganmemegang ujung-ujung tali yangteregang di antara mereka. Tentukansiapa yang menjadi pembuatgelombang.

2. Pembuat gelombang se-harusnyamenggerakkan ujung tali ke sampingdengan cepat untuk membuat sebuahgelombang transversal. Bagaimanacara lain untuk membuat gelombangtransversal?

3. Apa yang akan kamu lakukan untukmengubah amplitudo gelombang?

4. Bagaimana kamu akan menggerakkanujung talimu untuk menguji hubunganantara frekuensi dengan panjanggelombang?

5. Yakinlah bahwa gurumu menyetujuirencanamu dan kamu telahmemasukkan saran beliau dalam rencanakamu.

1. Lakukan percobaan sesuai rencana.2. Selama percobaan, tulislah hasil

pengamatanmu.

Analisis dan Penerapan1. Bagaimanakah cara kamu mengubah

amplitudo gelombang? Apakahamplitudo tetap sama selamagelombang merambat sepanjang tali?Jelaskan mengapa begitu ataumengapa tidak begitu.

2. Prediksikan apa yang terjadi ketikagelombang mengenai penghalangtetap.

3. Simpulkan bagaimana kamu dapatmembuat gelombang dengan frekuensiyang lebih besar. Jelaskan hubunganantara frekuensi dan panjang gelom-bang.

MERENCANAKAN PERCOBAAN

MELAKUKAN PERCOBAAN


Gempa dan TsunamiPada tanggal 26 Desember 2004 terjadi gempa

berkekuatan 6,8 skala Richter dengan pusat gempa terletakdi dasar Samudera Hindia. Gempa tersebut memicuterjadinya tsunami yang menghempas Aceh dan Nias diIndonesia, Malaysia, Pantai Pukhet di Thailand, sertaAndaman dan Nicobar di Bangladesh. Apakah tsunami itu?Bagaimana kita dapat menghindarinya?

Tsunami berasal dari bahasa Jepang yang berartiOmbak Pelabuhan. Tsunami, seperti terlihat dalam Gambar10.22, terjadi karena adanya gejolak di bawah permukaanlaut, seperti gempa bumi dan letusan gunung berapi.Kekuatan yang dihasilkan gempa bumi tadi menciptakandua gelombang besar yang terbelah dua. Satu mengarah ketengah laut dan satu mengarah ke daratan. Sebagian besartsunami tidak menghasilkan ombak besar yang pecah dipantai. Tapi menghasilkan gelombang yang amat cepat dankuat hingga membuat permukaan laut pasang dengansangat cepat. Di laut dalam, gelombang kecepatangelombang tsunami bisa mencapai 700 km per jam tapi

Gambar 10.22Gelombang pasang tsunami yangmenyerang sebuah pantai.

Sumber: http://www.urbanlegends.about.com.


Gambar 10.24Citra satelit Banda Aceh sebelum tsunami (kiri) dansesudah tsunami (kanan).

Sumber: http://www. putraaceh.multiply.com.Sumber: http://www. putraaceh.multiply.com.

ketinggiannya hanya beberapa puluh sentimetersaja. Sedangkan tsunami yang mengarah kedaratan, kecepatannya berkurang namunketinggiannya semakin meningkat. Peristiwa inidapat kamu bayangkan seperti Gambar 10.23.

Daerah-daerah di Indonesia termasukkategori daerah rawan tsunami, karena berupakepulauan dan berada di pertemuan lempengEurasia, Hindia-Australia, dan lempeng Pasifik.Daerah-daerah tersebut antara lain daerah kepalaburung Papua, Nabire, Wamena, Sepanjangpantai selatan Jawa dan Bali, Lampung, danpantai barat Sumatera. Akibat tsunami di Acehdapat kamu lihat dalam Gambar 10.24. Untukmenghindar dari tsunami, kamu dapatmempelajari kemudian mengikuti panduan disamping.

Selain dapat menimbulkan tsunami, gelombanggempa bumi itu sendiri bersifat merusak, seperti Gambar10.25. Kekuatan gempa diukur dalam skala Richter. Setiap

peningkatan satu angka pada skalaRichter menunjukkan adanya pening-katan amplitudo gelombang gempasebesar 10 kali.

Bagaimana menghindar dari tsunami?Pada saat ini pemerintah sedang membangun sistemperingatan dini tsunami. Beberapa cara berikut dapatmembantu kita untuk menyelamatkan diri dari bencanatsunami.1. Bila kamu merasakan adanya gempa, segeralah

menjauh dari pantai.2. Bila sedang di pantai dan melihat air laut surut

dengan cepat dan tidak wajar, segeralahmeninggalkan pantai. Mungkin pada saat itu adaikan yang menggelepar-gelepar, yang menggodakita untuk mengambilnya, namun jangan hiraukan.Segeralah meninggalkan pantai dan mencaritempat yang lebih tinggi.

Gambar 10.23Proses terjadinya tsunami oleh gempatektonik.

Sumber: http://www.bmg.go.id.


1. Buatlah sketsa gelombang transversal dan tandailah puncak, lembah,panjang gelombang, dan amplitudonya.

2. Apa hubungan antara frekuensi dan panjang gelombang pada gelombang air?3. Sebuah gelombang bergerak dengan kelajuan 4,0 m/detik dan memiliki frekuensi 3,5

Hz. Berapakah panjang gelombangnya?4. Berpikir Kritis: Kamu telah mempelajari gerak getaran, misalnya pada ayunan.

Bagaimana gerak ayunan ini mirip dengan gerak gelombang transversal?

Gambar 10.25Bumi mengalami ratusan kali gempa setiap harinya,tetapi sebagian besar terlalu kecil untuk dapat diamati.Sebuah gempa berkekuatan 7,3 skala Richtermengguncang kota Bengkulu, 6 Juni 2000, danmerobohkan rumah-rumah di kota itu.

Sumber: Surya, 7 Juni 2000.

Intisari Subbab

Kamu menyukai siaran pemancar radio yang berfrekuensi 10,1MHz (megahertz), sedangkan temanmu menyukai siaran yangberfrekuensi 9,8 MHz. Gelombang radio adalah gelombangelektromagnetik, bergerak dengan cepat rambat 3 x 108 m/s.Bandingkan, dari kedua pemancar itu, panjang gelombang manayang lebih besar.


Bina KeterampilanMembandingkan dan MembedakanGunakan Gambar 10.14 dan penjelasan pada Subbab ini untukmembandingkan frekuensi, amplitudo, dan panjang gelombang sebuahgelombang. Besaran manakah yang bergantung pada energi? Besaranmanakah yang bersatuan meter? Besaran manakah yang bergantung padabanyaknya gelombang?


Ingat-ingatlah seluruh bunyi yang telah kamu dengarsejak kamu bangun pagi ini. Apakah kamu mendengarbunyi desiran angin, kicauan burung, suara-suara manusia,atau pintu yang dihempaskan? Telingamu memungkinkankamu mengenali bunyi yang berbeda-beda itu. Apakahkamu mengetahui persamaan yang dimiliki oleh semuabunyi tersebut? Lakukan kegiatan Lab Mini 10.2 untukmengeksplorasi berbagai hal tentang bunyi.

Mengamati Bunyi1. Buatlah lubang pada dasar gelas plastik. Putuskan sebuah gelang karet, buat

simpul pada ujung gelang karet itu dan masukkan ujung lain ke dalam lubang itu,sehingga ujung karet tersebut tertahan pada gelas ketika ujung lain ditarik.

2. Tutupkan plastik pembungkus di mulut gelas. Kemudian ikatkan gelang karet yanglain di seputar gelas untuk menahan agar plastik melekat kuat.

3. Taburkan sedikit garam halus di atas plastik itu. Tahan gelas ketika temanmumeregangkan karet dan memetiknya. Amatilah apa yang terjadi dengan garamitu.

4. Sekarang lepas plastik di mulut gelas. Tahan gelas di dekat telingamu sambiltemanmu meregangkan karet.

5. Mintalah temanmu menggunakan satu jarinya untuk memetik karet itu. Kemudianmintalah temanmu untuk meregangkan karet itu sedikit lebih tegang, lalumemetiknya.

AnalisisApa yang terjadi dengan garam tersebut ketikakamu memetik karet itu? Perbedaan apa yangkamu dengar ketika temanmu memetik karet yanglebih tegang, dibandingkan dengan yang kamudengar sebelumnya?Tuliskan hasil kegiatanmu ini pada buku catatanIPA-mu

C


Apakah Bunyi ituC

Lab Mini 10.2

Kata-kata IPAbunyi

sumber bunyigelombang longitudinal

mediumcepat rambat bunyi


Seperti yang telah kamu lakukan dalam Lab Mini 10.2,kamu dapat membuat bunyi. Bunyi yang terjadi ternyatamemiliki ciri-ciri tertentu. Marilah kita bahas berbagai aspektentang bunyi.

Bagaimanakah Terjadinya Bunyi?Dalam Lab Mini 10.2, kamu mengamati bahwa setelah

karet dipetik, karet akan bergerak bolak-balik dengan cepat,dan kamu dapat mendengar bunyi dari karet itu. Kejadianserupa dapat kamu amati pada Gambar 10.26. Selaputgendang yang dipukul akan bergerak maju mundur dengancepat. Gelang karet dan selaput gendang tersebut adalahcontoh-contoh benda yang menghasilkan bunyi. Apapersamaan contoh-contoh tersebut? Benda-benda itu bergetarsaat menghasilkan bunyi. Pada saat sebuah benda bergetar,benda tersebut memberikan energi kepada partikel-partikeldi sekitarnya. Energi ini menyebabkan partikel-partikeltersebut ikut bergetar. Dan dalam bentuk rapatan (daerahyang pertikelnya rapat) dan renggangan (daerah yangpertikelnya kurang rapat), getaran itu merambatmeninggalkan sumber bunyi. Ingatlah kembali apa yangtelah kamu pelajari. Rangkaian gerakan rapatan danrenggangan disebut gelombang longitudinal. Bunyidihasilkan oleh benda yang bergetar, merambat dalambentuk gelombang longitudinal.

Gambar 10.26Bunyi berasal dari benda yang bergetar.Apa yang bergetar pada gendang ini,sehingga menghasilkan bunyi?



Merambat Melalui MediumBagaimana bunyi merambat ketika kamu bertepuk

tangan? Getaran yang dihasilkan oleh tepukan tanganmumenimbulkan gelombang longitudinal yang merambatmelalui udara menuju temanmu. Proses ini serupadengan apa yang kamu lihat ketika kamu membuatgelombang longitudinal pada pegas. Sepertidiilustrasikan dalam Gambar 10.27, Tepukan tanganmumenyebabkan terjadinya rapatan dan renggangan diantara partikel-partikel di udara.

Apakah bunyi hanya merambat melalui udara saja?Bunyi dapat merambat melalui zat padat, cair dan gas(sebagai contoh kayu, gelas, baja, air, udara). Kamu dapatmenyelidiki hal ini melalui kegiatan dalam Lab Mini10.3.

Pikirkan lagi tentang radiomu. Pengeras suara dalamradiomu sebenarnya menggerakkan udara di depannyasehingga partikel-partikel udara itu bergetar. Jika tidakada udara (medium) di depan pengeras suara itu, tidakakan terjadi bunyi. Tanpa medium untuk merambatkangetaran, tidak akan terjadi bunyi. Di permukaan bulantidak ada atmosfer, sehingga tidak ada medium untukmerambatkan gelombang. Jadi tidak ada bunyi di bulanmaupun di ruang hampa di tempat lain.

Gambar 10.27Bunyi tepukan tangan sampai ke telinga dalambentuk rapatan dan renggangan partikel-partikel udara. Jenis gelombang apakahgelombang bunyi itu?


Lab Mini 10.3

Apa yang berbeda ketikabunyi merambat melaluimedium yang berbeda?

Langkah-langkah1. Ikatkan sebuah benda

logam, misalnya sendok,di tengah-tengah seutas tali.

2. Belitkan ujung-ujung tali itupada satu jari dari tiaptanganmu.

3. Tempelkan jari-jari yangmemegang tali itu padatelingamu. Ayunkan bendalogam itu hingga mengenaitepi kursi atau meja, dandengarkan bunyinya.

4. Dengarkan lagi bunyi yangdibuat oleh benturan ituketika jarimu t idakmenempel di telingamu.

AnalisisBandingkan bunyi yang kamudengar ket ika jari-jarimumenempel di telinga dan tidakmenempel di telinga. Jelaskanperbedaan bunyi yang kamudengar bila bunyi merambatmelalui udara


Gambar 10.28Bunyi angklung dapat kamu dengar,karena gelombang bunyi dapat merambatmelalui udara.


Cepat Rambat BunyiJika seruling dan gitar dimain-kan

bersamaan, kedua gelombang bunyi ituakan sampai di telingamu dalam waktuyang sama. Cepat rambat bunyi tidakbergantung pada jenis sumber bunyinya.

Cepat rambat bunyi bergantung padadua hal: jenis medium yang dilaluigelombang bunyi dan suhu medium.

Udara merupakan medium yang pal-ing sering dilalui gelombang bunyi yangkamu dengar, seperti bunyi angklungpada Gambar 10.28. Seperti telah kamuamati dalam Lab Mini 10.3, gelombangbunyi dapat merambat melalui berbagaijenis medium. Zat cair dan zat padatmerupakan penghantar yang lebih baik daripada udarasebab partikel-partikel di dalam zat cair atau zat padatsaling mempengaruhi lebih kuat daripada partikel-partikeludara.

Hal ini mengakibatkan perpindahan energi gelombangbunyi di dalam zat padat atau zat cair menjadi lebih mudahdaripada di udara. Perhatikan cepat rambat bunyi padaberbagai jenis bahan dalam Tabel 10.1.

Tabel 10.1: Cepat Rambat Bunyidalam Berbagai Bahan

No Medium Cepat Rambat (m/s)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

udara

air

batu bata

kayu

besi

kaca

344

1.500

3.650

4.700

5.100

5.000 s/d 10.000


Soal Contoh

Soal: Kamu berada sejauh 1.700 meter dari sebuah gunung meletus. Jika bunyibergerak di udara dengan cepat rambat 340 m/s, berapa waktu yangdiperlukan sehingga kamu mendengar bunyi letusannya?

Diketahui: jarak, s = 1.700 mcepat rambat, v = 340 m/s

Ditanya: waktu (t)

Rumus:

Suhu medium juga merupakan faktor penting dalammenentukan cepat rambat bunyi. Pada saat suhu zatmeningkat, molekul-molekulnya bergerak lebih cepatsehingga frekuensi tumbukan antar partikel lebih banyak.Meningkatnya tumbukan molekul ini akan lebih banyakmemindahkan energi dalam waktu yang lebih singkat. Inimemungkinkan gelombang bunyi berpindah lebih cepat.Bunyi merambat melalui udara dengan cepat rambat 344m/s, pada suhu 20° C, namun hanya dengan cepat rambat332 m/s, pada suhu 0° C. Setelah membahas faktor-faktoryang mempengaruhi cepat rambat bunyi, jawablahpertanyaan dalam Gambar 10.29.

Cepat rambat bunyi untuk medium tertentu dan suhutertentu besarnya tetap. Gerak dengan kecepatan tetap inidisebut gerak lurus beraturan (GLB). Seperti yang telahkamu pelajari pada tentang gerak, dalam GLB hubunganantara cepat rambat dengan jarak tempuhnya adalah:

Perhatikan soal contoh di bawah ini, kemudianberlatihlah dengan mengerjakan soal latihan.


cepat rambat = jarak tempuh

waktu

v = s t

v = s t


Gambar 10.29Dalam karnaval musik, alat-alat musikmeng-hasilkan berbagai bunyi yang enakdidengar. Apakah bunyi-bunyi yangdihasilkan merambat di udara padaruang itu dengan cepat rambat yangberbeda-beda?

Penyelesaian: sehingga t = =

= 5 sKamu akan mendengar bunyi letusan 5 s setelah gunungtersebut meletus.

Soal Latihan

1. Seekor lumba-lumba yang terletak pada jarak 600 m darilaboratorium bawah laut mengeluarkan bunyi. Jikabunyi bergerak di air dengan cepat rambat 1.500 m/s,berapakah waktu yang diperlukan sehingga orang dilaboratorium itu dapat mendeteksi bunyi lumba-lumbatersebut?

2. Hasan melihat petasan meledak, dan 0,8 sekonkemudian mendengar bunyi petasan itu. Jarak Hasansampai dengan petasan itu 273,6 m. Berapakah cepatrambat bunyi di udara pada saat itu?


s v

1.700 m 340 m/sv =

st


1. Termasuk jenis gelombang apakah gelombang bunyi itu, danbagaimana gelombang itu memindahkan energi?

2. Seandainya kamu berada di suatu pesawat ruang angkasa, apakahmungkin kamu mendengar bunyi dari pesawat ruang angkasa lain? Jelaskan.

3. Faktor-faktor apakah yang mempengaruhi cepat rambat bunyi?4. Berpikir Kritis: Cahaya merambat jauh lebih cepat daripada bunyi. Kilat dan guntur

terjadi bersamaan pada tempat yang sama. Tetapi guntur terdengar beberapa saat setelahkilat terlihat. Bagaimanakah kamu menentukan jarak terjadinya guntur tersebut daritempatmu, dengan menggunakan data waktu antara terlihat kilat dan terdengar bunyiguntur?

Bina KeterampilanPeta KonsepBuatlah sebuah peta konsep yang menunjukkan rangkaian peristiwayang terjadi untuk menghasilkan bunyi. Masukkan istilah-istilahrenggangan, getaran, dan rapatan.

Intisari Subbab


Gambar 10.30Nada suatu bunyi bergantung pada frekuensi gelombang bunyitersebut. Dapatkah kamu merasakan tinggi rendahnya nada bunyirecorder soprano?

Sekarang kamu telah mengetahui bahwa semua bunyidihasilkan dengan cara yang pada dasarnya sama. Bunyi-bunyi itu dihasilkan oleh getaran dan merambat sebagaigelombang longitudinal. Meskipun demikian, terdapatberjuta-juta bunyi yang berbeda dalam kehidupan sehari-hari. Tiap-tiap bunyi memiliki ciri tertentu, yang membuatsuatu bunyi berbeda dengan bunyi lain, seperti telah kamuselidiki dalam Lab Mini 10.2. Bagaimana kamu mendengardan mendeskripsikan sebuah bunyi bergantung pada ciri-ciri fisik gelombang bunyi tersebut. Seperti yang kamupelajari tentang gelombang, ciri-ciri fisik sebuah gelombangadalah amplitudo, frekuensi, dan panjang gelombang.Ternyata ciri-ciri fisik gelombang bunyi menentukan ciri-ciri fisik bunyi yang dapat kamu dengar.

Nada BunyiDalam pelajaran seni musik, kamu diperkenalkan

dengan not musik “do, re, mi, fa, so, la, si, do.“ Pada saatkamu menyanyikan not musik ini, suaramu pada awalnyarendah dan menjadi semakin tinggi untuk setiap not.Kamu mendengar suatu perubahan nada.

Nada adalah tinggi atau rendahnya bunyi. Nadayang kamu dengar bergantung pada frekuensigelombang bunyi tersebut. Semakin besarfrekuensinya, semakin tinggi nadanya, dan semakinkecil frekuensinya, semakin rendah nadanya.Gambar 10.30 memperlihatkan temanmu mengaturnada bunyi yang dihasilkan alat musiknya.


Ciri-Ciri Fisik Bunyi D

Kata-kata IPAnada bunyi

ulrasonikinfrasonikkuat bunyi

desibelgemagaung


Seorang penyanyi wanita dapat menyanyikan nadatinggi dengan frekuensi 1000 Hz. Bunyi guntur memilikinada rendah, dengan frekuensi kurang dari 50 Hz. Rentangfrekuensi bunyi yang dapat didengar manusia berkisarantara 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz.

Gelombang Ultrasonik danInfrasonik

Kebanyakan manusia tidak dapat mendengar bunyidengan frekuensi di atas 20.000 Hz, yang dinamakangelombang ultrasonik. Hewan-hewan tertentu, sepertianjing, kucing, dan lumba-lumba dapat mendengargelombang ultrasonik. Kelelawar dapat menghasilkan danmendengar frekuensi setinggi 100.000 Hz untukmengetahui posisi makanan dan menghindari benda-bendasaat terbang di kegelapan. Gelombang ultrasonikdigunakan pada sonar di samping pada diagnosis kesehatandan pengobatan.

Sonar atau Sound Naviga-tion and Ranging merupa-kansuatu metode penggunaangelombang ultrasonik untukmenaksir ukuran, bentuk, dankedalaman benda-benda dibawah air. Metode inidigunakan antara lain untukmenentukan posisi kawananikan di bawah air, sepertiGambar 10.29.

Infrasonik atau subsonikmerupakan gelombang yang

mempunyai frekuensi di bawah 20Hz. Gelombang-gelombang ini

dihasilkan oleh sumber bunyi

Gambar 10.31Kelelawar menggunakan gelom-bangultrasonik untuk “melihat.” Jika matanyaditutup, terbangnya tidak terganggu samasekali. Namun jika telinganya ditutup,kelelawar itu tidak bisa berbuat apa-apa.Penggunaan bunyi untuk navigasi sepertikelelawar itu disebut apa?

Gambar 10.32Lumba-lumba memanfaatkan pantulanbunyi untuk menen-tukan posisimangsanya. Kapal penangkap ikanmenggunakan sonar untukmenghasilkan gelombang ultrasonikyang kemudian dipantulkan olehkawanan ikan.

Sumber: Awater, et al., 1995.

Sumber: Bakalian, et al., 1994


seperti mesin berat dan gempa. Meskipun kamumungkin tidak dapat mendengar bunyi itu, kamu dapatmerasakan gelombang-gelombang ini sebagai getaranyang mengganggu di dalam badanmu. Kawanan gajahberkomunikasi dengan gelombang infrasonik.

Kuat BunyiBayangkan kamu memukul bedug, seperti yang

dilakukan orang pada Gambar 10.33. Apa yang kamudengar, bila kamu memukul dengan lemah? Selanjutnya,apa perbedaan bunyi yang terjadi jika kamu memukulbedug dengan keras? Bedug tersebut menghasilkan nadayang sama, baik ketika kamu pukul dengan lemahmaupun keras. Akan tetapi, kamu tetap mendengar adaperbedaan antara kedua bunyi tersebut. Kedua bunyitersebut berbeda dalam kekuatannya. Bedug yang kamupukul dengan lemah menghasilkan kuat bunyi kecil.Sebaliknya, bedug yang kamu pukul dengan kerasmenghasilkan kuat bunyi yang besar.

Kuat bunyi merupakan ukuran keras lemahnyabunyi yang didengar oleh teling. Kuat bunyiberhubungan dengan energi gelombang bunyi.Gelombang bunyi yang berenergi besar akanmenghasilkan bunyi yang kuat. Sebaliknya, gelombangbunyi berenergi kecil menghasilkan kuat bunyi yangkecil. Kuat bunyi diukur dalam satuan desibel, disingkatdB. Tabel 10.2 memperlihatkan kuat bunyi beberapakejadian.

Gambar 10.33Beduk yang dipukul dengan keras menghasilkan kuat bunyi kuatbesar, jika dipukul dengan lemah akan menghasilkan kuat bunyi kecil.



Pemantulan BunyiPada saat gelombang bunyi menumbuk sebuah

permukaan seperti dinding, lantai, atau langit-langit,sebagian energi bunyi tersebut diserap dan sebagian lagidipantulkan. Permukaan yang keras memantulkan lebihbanyak bunyi. Bahan yang lunak seperti karpet dan busamenyerap energi gelombang bunyi lebih banyak.

Pernahkah kamu berteriak di depan sebuah gua atautebing, seperti Gambar 10.34? Setelah kamu berteriak, sesaatkemudian seperti ada yang membalas teriakanmu.

Sebenarnya balasan teriakan itu berasal dariteriakanmu yang dipantulkan kembali. Padakejadian ini kamu telah mendengar gema. Gemaadalah perulangan bunyi yang terdengar setelahbunyi ditimbulkan, terjadi ketika gelombang bunyidipantulkan oleh suatu permukaan. Seberapa cepatkamu mendengar gema bergantung seberapa jauhkamu dari permukaan yang memantulkan bunyi itu.

Pernahkah kamu mengikuti sebuah pidatodengan menggunakan pengeras suara di salah saturuangan di sekolahmu? Mungkin kamu dapatmendengar sisa bunyi sesaat setelah sebuah katadiucapkan, sehingga mengganggu bunyi aslinya.Peristiwa ini disebut gaung. Gaung adalahperulangan bunyi yang terdengar hampir bersamaandengan bunyi dari sumber, dihasilkan oleh bunyi

yang terpantul berkali-kali pada sebuah ruangan. Ruang

Gambar 10.34Gema merupakan perulangan bunyiyang terjadi ketika ge-lombang bunyidipantulkan oleh suatu permukaan.

Halo ..... H-a-l-o

Mendengarkan musiklewat earphone memangmengasyikkan. Akantetapi, kebiasaan inisangat membahayakantelingmu. Biasanya orangcenderung memperbesarvolume musik yangdidengar lewat earphone,dengan alasan “lebihmerasuk ke hati”. Padahal,cara tersebut akanmenyebabkan gendangtelinga bergetar dengankuat, dan dalam jangkawaktu tertentu akanmenyebabkan gendangtelinga rusak. Akibatnya,orang dapat mengalamikehilangan pendengaran

Sayangilah Telingamu


S k a la(d B ) C o n to h S u m b e r B u n y i

1 4 0 te m b a k a n , p e ta s a n , k e m b a ng a p i

1 2 0 k o ns e r ro c k , m e s in je t

11 0 g e rg a ji m e s in , k la k s o n m o b i l

9 0 s ta s iun K A

7 0 la lu lin ta s

6 0 p e m b ic a ra a n no rm a l

5 0 hu ja n s e d a ng

3 0 b is ik -b is ik

0 d ia m t o t a l

Tabel 10.2: Contoh sumber bunyi pada skala kuatbunyi tertentu

v


Gambar 10.35Gambar kiri. Orang Yunani Kuno telahmengetahui pentingnya akustik ketika merekamerancang teater ini di ItaliaGambar kanan. Walaupun bahan-bahan danteknologi konstruksi telah makin maju, arsitekharus memperhatikan akustik dalam merancangbangunan seperti Gedung Gema UnesaSurabaya ini.

konser dan teater seperti Gambar 10.31 dirancang olehahli akustik, ilmu tentang bunyi. Bahan-bahan yanglunak, menyerap bunyi, dan bentuk dinding atau langitlangit tertentu dapat mengurangi gaung, seperti Gambar10.35.

Sonar dapat digunakan untuk mengukur kedalamanlaut. Sonar menerapkan prinsip pemantulan bunyi.Gelombang bunyi dipancarkan ke dalam air dari sebuahkapal. Gelombang bunyi merambat menurut garis lurushingga mengenai sebuah penghalang, misalnya dasarlaut. Ketika gelombang bunyi itu mengenai penghalang,sebagian gelombang itu dipantulkan kembali ke kapalsebagai gema. Waktu yang diperlukan gelombang bunyiuntuk bergerak turun ke dasar dan kembali ke atasdiukur dengan cermat. Perhatikan Gambar 10.36. Denganmenggunakan data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut,orang dapat menghitung jaraknya (ingat: jarak = cepatrambat ´ waktu). Kedalaman laut dapat ditemukandengan membagi jarak total dengan 2 (separuh untukturun dan separuhnya untuk naik). Perhatikan contohpermasalahan untuk dapat memahami penerapan sonaruntuk mengukur jarak, kemudian kerjakan soallatihannya. Kegiatan 10.3 dapat kamu lakukan untukmenerapkan pemahamanmu tentang nada bunyi dankuat bunyi. Gambar 10.36

Untuk mengukur kedalaman laut, jarak tempuhgelombang bunyi harus dibagi 2 (untuk turundan untuk naik).

Sumber: Bakalian, et al., 1994. Sumber: Dok. Penulis.

Sumber: Bakalian, et al., 1994.

v


1. Besaran apa yang mempengaruhi nada bunyi? Intensitas bunyi?2. Ketika kamu memperbesar volume radiomu, manakah diantara

besaran-besaran berikut ini yang berubah: cepat rambat bunyi, intensitas, nada,amplitudo, frekuensi, panjang gelombang, dan kuat bunyi?

3. Berpikir Kritis: seekor kelelawar pemakan serangga dalam kegelapan malammengeluarkan gelombang bunyi berfrekuensi tinggi dan mendeteksi peningkatanfrekuensinya setelah bunyi itu dipantulkan serangga. Jelaskan kemungkinan gerakkelelawar dan serangga pada saat itu.

Bina KeterampilanMembuat Tabel

Buatlah sebuah Tabel Perbandingan Gelombang Ultrasonik dan Infrasonik.Tabel tersebut memuat pengertian, contoh sumber bunyi, dan jenisbinatang yang mampu mendengarnya.

Contoh SoalSoal: Cepat rambat bunyi di air laut adalah 1530 m/s. Jika bunyi memerlukan

waktu 3 s untuk perjalanan pulang-pergi dari perangkat sonar,berapakah jarak benda yang memantulkan bunyi itu?

Diketahui: cepat rambat, v = 1.530 m/swaktu, t = 3 s

Ditanya: jarak benda (s/2).Rumus: s = v x tPenyelesaian: s = v x t = 1530 m/s x 3 s = 4590 m,

sehingga jarak benda = 4590 m/2 = 2295 m.

Soal Latihan1. Sebuah kapal peneliti hendak mengukur kedalaman laut. Sonar kapal tersebut

memancarkan bunyi, dan 4 detik kemudian gema bunyi itu dideteksi sonar tersebut.Jika cepat rambat bunyi di air laut adalah 1530 m/s, hitunglah kedalaman laut ditempat itu.


Intisari Subbab


Masalah Dapatkah kamu menemukan resonansi,panjang gelombang, dan frekuensi bunyiyang timbul pada sebuah pipa yang terbukakedua ujungnya?

Alat-alat dan Bahanpita karetpenggarispipa plastik (paralon) atau buluh bambuyang terbuka pada kedua ujungnya.

Langkah Percobaan1. Ukur panjang pipa dan catatlah hasilnya

pada tabel data.2. Rentangkan pita karet dengan tanganmu,

lalu petik pita karet tersebut. Dengarkannada bunyi pita karet itu.

3. Ketuklah pipa tersebut, dengarkan nadabunyi pipa itu.

4. Rentangkan kuat-kuat pita karet melintangpada salah satu ujung pipa danpegang kuat-kuat, sepert iditunjukan pada gambar.

PERHATIAN: Hati-hati janganmelepaskan peganganmu padaujung yang diberi pita karet.

5. Dekatkan pita karet yang telahdirentangkan tersebut ke telingamu, danpetiklah. Dengarkan nada yang berbeda(nada ganda) yang ditimbulkan oleh pitakaret (kegiatan no.2) dan pipa (kegiatanno.3) tersebut.

6. Kurangi pelan-pelan tegangan karet itu.Dengarkan nada karet itu berubah, tetapinada pipa tetap.


Frekuensi Gelombang BunyiBunyi berasal dari suatu getaran. Kadang-kadang getaran ini jugamenyebabkan benda didekatnya ikut bergetar. Keadaan ini disebut resonansi.Banyak alat musik dibuat dengan memanfaatkan kolom udara yang bergetardengan frekuensi tertentu. Bagaimanakah mengatur nada pada alat-alatmusik, misalnya seruling? Dengan menutup dan membuka lubang-lubangpada seruling, maka panjang kolom udara, panjang gelombang, dan frekuensibunyi berubah.

Kegiatan 10.3

7. Teruskan pengaturan tegangan karet itu,sehingga kamu hanya mendengar nadatunggal (nada pita karet dan pipa sama).Pada keadaan ini kamu akan medengarbunyi yang lebih keras dari sebelumnya.Dengar baik-baik bunyi ini.

8. Tukarkanlah pipamu dengan pipakelompok lain dan ulangi percobaan ini.


Menyimpulkan dan Menerapkan4. Bagaimana hubungan panjang suatu pipa

dengan frekuensi dan nada bunyi yangdihasilkannya?

5. Untuk menghasilkan berbagai macamnada, peniup seruling mengatur panjangpipa dengan menutup atau membukalubang-lubang pada seruling itu.Sebutkan alat musik lain yangmenggunakan panjang pipa untukmenghasilkan nada-nada musik.

Tabel Data dan PengamatanAnalisis

1. Nada tunggal yang kamu dengarkanpada langkah 7 dan 8 adalah nadaresonansi. Panjang gelombang nadaresonansi tersebut sama dengan dua kalipanjang pipa itu. Hitung panjanggelombang tersebut.

2. Misalkan cepat rambat bunyi di udara saatini 344 m/s. Gunakan rumus

frekuensi =

untuk menghitung frekuensi nada itu.3. Berapa panjang gelombang dan frekuensi

pada gelombang bunyi pipa kedua?

cepat rambatpanjang gelombang

P a n j a n gpipa

P a n j a n ggelombang(m)

Frekuensi(Hz)

Nada yangterdengar

“Melihat” Gelombang Bunyi

Dalam Kegiatan 10.3 kamu telah mendengar bunyiresonansi oleh pipa. Resonansi itu terjadi bilafrekuensi bunyi bersesuaian dengan frekuensiresonansi pipa. Kejadian ini dapat divisualisasikanseperti gambar di samping. Gelombang bunyi denganfrekuensi yang dapat menghasilkan resonansi denganpipa dilewatkan pada pipa. Pipa tersebut memilikilubang-lubang yang dapat menyala. Jika kamuperhatikan, nyala api pada lubang-lubang itu akanmembentuk pola nyala yang kuat dan lemah secaraberselang-seling.

Sumber: http://www..physicscurriculum.com.


Gambar 10.37Si kembar ini telah diambil gambarnya,walaupun mereka belum lahir. Gelombangultrasonik memungkinkan dokter mengamatiperkembangan janin yang belum lahir, disamping kondisi struktur di dalam tubuhnya.

Apabila kamu memikirkan pentingnya bunyi dalamhidupmu, berbagai macam pikiran boleh jadi muncul.Suara-suara sebagai bagian pergaulan sehari-hari dengantemanmu, hingar-bingar dan bisingnya perkotaan, kicauanburung di pedesaan, dan merdunya lagu yang kamunikmati hanyalah sedikit contoh. Namun selain membuathidup menjadi lebih menyenangkan, bunyi juga memilikisejumlah pemanfaatan penting.

Dalam subbab sebelumnya kamu telah mempelajarisalah satu pemanfaatan bunyi, yakni sonar. Masih ingatkahkamu akan kegunaannya? Sonar memanfaatkan gelombangultrasonik, yakni gelombang bunyi yang frekuensinya lebihbesar dari 20.000 Hz. Berikut ini kita akan membahasbeberapa pemanfaatan bunyi yang lain.

Melihat dengan BunyiSuatu teknik yang mirip dengan sonar digunakan

dalam bidang kedokteran untuk mendiagnosis masalahkesehatan. Gelombang ultrasonik diarahkan ke dalamtubuh. Gelombang itu dipantulkan oleh organ-organ didalam tubuh, misal nya organ dan tulang. Gelombang

E


Pemanfaatan Bunyi E

Kata-kata IPAultrasonik

ultrasonografi


Gambar 10.38Alat pembersih ultrasonik.

Sumber: http://www.villageanimal.net.

pantul itu kemudian dideteksi. Dengan menggunakanteknik ini pertumbuhan yang tidak normal dapatditemukan. Teknik ini dikenal dengan nama ultrasonografi.

Bayangan seperti hasil sinar-X dihasilkan selama prosesini. Namun tidak seperti sinar-X, yang hanya menghasilkansatu gambar untuk tiap pemotretan, ultrasonografi dapatdipergunakan secara terus menerus mirip dengan video.Hal ini berguna untuk memperlihatkan gerakan dalamtubuh. Mungkin kamu pernah melihat gambarpertumbuhan janin dengan teknik ultrasonografi, sepertiGambar 10.37. Dokter mengamati gerakan janin itu padalayar serupa TV selama beberapa menit. Ultrasonografimemiliki keunggulan karena gelombang ultrasonik tidakmempengaruhi sel-sel tubuh.

Menghindari Pembedahan denganUltrasonik

Kadang-kadang endapan kalsium oksalat terbentukdalam ginjal. Endapan ini biasa disebut batu ginjal. Operasibedah ginjal merupakan pilihan utama untuk mengambilbatu ginjal itu. Namun gelombang ultrasonik yangdiarahkan pada batu ginjal tersebut seringkali dapatmemecahkan batu itu tanpa pembedahan. Pecahan-pecahanbatu itu selanjutnya dapat keluar secara alami bersama airseni. Perlakuan yang sama dapat dikenakan pada batuempedu. Pasien yang berhasil ditangani dengan cara inilebih cepat sembuh dibandingkan dengan cara pembedahan.

Pembersih UltrasonikBenda-benda tertentu, seperti permata dan

komponen elektronik, terlalu lembut untuk dibersihkandengan sikat atau sabun. Herankah kamu bilamengetahui bahwa kamu dapat membersihkan benda-benda itu dengan bunyi? Gelombang ultrasonik dapatdigunakan untuk membersihkan permata, komponenelektronik, dan bagian-bagian mesin yang halus.Perhatikan Gambar 10.38. Untuk melakukan hal ini,benda tersebut dimasukkan ke dalam cairan pembersih

yang lembut. Gelombang bunyi selanjutnya diarahkan kedalam cairan itu, menyebabkan cairan itu bergetar denganintensitas yang besar. Getaran ini akan merontokkan kotoranyang menempel pada benda itu tanpa merusaknya.


PengayaanPendengaran Manusia

Detektor bunyi, seperti mikropon, menangkap danmengubah energi kinetik dari gerak partikel dalamgelombang bunyi menjadi bentuk energi lain, biasanyaenergi listrik. Telingamu merupakan suatu detektor bunyiyang canggih. Telinga itu peka terhadap suatu rentangintensitas dan frekuensi bunyi. Telinga manusia sepertitampak pada Gambar 10.39, memiliki tiga bagian: telingabagian luar, telinga bagian tengah, dan telinga bagiandalam.

Bagaimana kamu dapat mendengar? Pendengarandimulai pada saat gelombang bunyi memasuki telingabagian luar. Telinga bagian luar berlaku seperti coronguntuk gelombang bunyi itu. Gelombang tersebut merambatmelalui saluran telinga hingga mengenai gendang telinga,yang merupakan selaput tipis liat. Getaran partikel-partikeludara menyebabkan gendang ini bergetar.

Gambar 10.39Telinga manusia terdiri dari telinga bagian luar, telinga bagian tengah, dan telingabagian dalam. Bagian manakah yang bergetar dan melipatgandakan gaya dantekanan dari gelombang-gelombang bunyi?

Saluransetengah lingkaran

Rumah siput atauKoklea

Syaraf auditori

Saluran telinga

Martil

Gendangtelinga

Sanggurdi

Landasan

TelingaBagian Luar

Telinga Bagian Dalam

TelingaBagian Tengah



1. Paparkan paling sedikit tiga pemanfaatanteknologi ultrasonik.

2. Bagaimanakah bayangan organ di dalam tubuhmudapat dibuat dengan menggunakan gelombangbunyi?

Pemilihan TeknologiMisalkan salah satu anggota keluargamu

diketahui menderita batu empedu yang cukup besardan memerlukan operasi. Jika sama-sama tersediadi rumah sakit, manakah yang kamu pilih: melaluioperasi ataukah memilih teknologi ultrasonik?Pikirkan faktor-faktor apa saja yang mempengaruhipilihanmu itu.

Getaran dari gendang telinga masuk telinga bagiantengah. Telinga bagian tengah itu berisi tiga tulangterkecil dalam tubuh manusia. Gendang telingamenggetarkan tiga tulang tersebut. Ketiga tulang ituadalah martil, landasan, dan sanggurdi. Tulang-tulang iniberfungsi sebagai sistem pengungkit yangmelipatgandakan gaya dan tekanan gelombang bunyi.Tiga tulang tersebut meneruskan getaran bunyi ke telingabagian dalam.

Telinga bagian dalam berisi rumah siput yang berisicairan. Sel-sel rambut yang kecil di dalam rumah siputbergetar menyebabkan impuls-impuls syaraf dikirim keotak melalui syaraf auditori. Kerusakan pendengaranyang disebabkan oleh bunyi keras tiba-tiba atau terus-menerus umumnya diakibatkan kerusakan pada bagiansel-sel seperti rambut yang kecil ini. Apakah kamusenang mendengarkan musik keras-keras? Ingat, bunyi-bunyi keras dapat mengakibatkan kerusakanpendengaran selamanya.

Intisari Subbab

Ultrasonografimemungkinkan para orangtua melihat bayi merekauntuk pertama kali. DalamJurnal IPA-mu, tulislah hal-hal yang mungkin dapatkamu pelajari dariultrasonografi, dan tulislahsebuah karangan tentangbagaimana perasaanorang tua pada saatmelihat bayi mereka untukpertama kali.


A. Getaran1. Benda yang bergetar ditandai oleh adanya gerak bolak-balik melalui titik

kesetimbangan. Gerak bandul ayunan dan gerak beban pada pegas merupakancontoh-contoh benda yang bergetar.

2. Energi sebuah getaran ditunjukkan oleh amplitudo getaran itu. Semakin besaramplitudo sebuah getaran menunjukkan energi getaran itu semakin besar.

3. Selain dicirikan oleh energi, getaran juga dicirikan oleh periode dan frekuensi.4. Benda yang bergetar dapat menyebabkan benda lain di sekitarnya turut bergetar

dengan frekuensi yang sama. Peristiwa ini disebut resonansi.5. Periode sebuah ayunan tetap besarnya, walaupun amplitudonya berubah.

Berdasarkan kenyataan ini maka ayunan digunakan untuk penunjuk waktu.

B. Gelombang1. Gelombang memindahkan energi getaran dari satu tempat ke tempat lain. Medium

gelombang tidak ikut berpindah, hanya bergetar di sekitar titik kesetimbangannyasaat gelombang melintas.

2. Berdasarkan perlunya medium untuk dilalui gelombang, gelombang dapatdigolongkan menjadi gelombang mekanik dan elektromagnetik. Gelombang dapatpula digolongkan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal biladidasarkan arah getar terhadap arah rambat gelombang itu. arah getar gelombangsearah dengan arah rambatnya.

3. Jika cepat rambat suatu gelombang tetap, pada saat frekuensi meningkat, panjanggelombang menurun dan sebaliknya.

C. Bunyi1. Bunyi berasal dari getaran yang dipindahkan melalui medium dalam suatu rangkaian

renggangan dan rapatan (gelombang longitudinal).2. Nada suatu bunyi menjadi lebih tinggi bila frekuensinya meningkat. Kuat bunyi

bunyi meningkat apabila amplitudo gelombang bunyi membesar.3. Bunyi ultrasonik mempunyai beberapa kegunaan, misalnya dalam teknologi sonar

dan ultrasonografi.

Rangkuman


1. jarak antara titik-titik yang serupa padadua gelombang yang berurutan.

2. arah getar sama dengan rambat gerakgelombang.

3. bahan yang dilalui gelombang.4. dinyatakan dalam hertz.5. titik paling tinggi dari suatu gelombang

transversal.10. jarak dari posisi diam medium ke

lembah atau ke puncak gelombang.7. yang dipindahkan gelombang.8. dapat timbul dan bergerak dalam ruang

hampa.9. gerak bolak-balik melalui titik

kesetimbangan.

Pilih kata atau ungkapan yang dapat melengkapikalimat berikut.

1. Semua gelombang membawa ... bergerakmaju.

a. materi c. materi dan energi b. energi d. medium

2. Suatu gelombang yang membawajumlah energi besar akan selalumempunyai ....a. amplitudo besarb. amplitudo kecilc. frekuensi tinggid. panjang gelombang pendek

3. Frekuensi gelombang dinyatakan dalam....a. hertz c. meterb. desibel d. meter/sekon

4. Kamu mengetuk sebuah pintu. Kamumenimbulkan getaran yang bergerakmelalui ....a. zat padatb. zat cairc. hampad. selain jawaban di atas

5. Untuk medium yang sama, ...gelombang yang melalui medium itutetap.a. amplitudo c. cepat rambatb. frekuensi d. panjang

gelombang6. Gelombang elektromagnetik ....

a. tidak memiliki panjang gelombangb. tidak memiliki frekuensic. membutuhkan mediumd. memindahkan energi

7. Contoh gelombang elektromagnetikadalah ....a. gelombang airb. gelombang cahayac. gelombang pada talid. gelombang bunyi

Pasangkan Kata-kata Kunci IPA berikut (tidaksemua kata kunci digunakan) dengan pernyataandi bawahnya.

Evaluasi

Reviu Perbendaharaan Kata

Gelombang

Pengecekan Konsep

a. amplitudob. gelombang

longitudinalc. puncakd. frekuensie. getaranf. mediumg. energi

h. gelombangtransversal

i. lembahj. gelombangk. panjang gelombangl. gelombang

elektromagnetik


15. Sebuah gempa bumi berasal dari batuandi bawah lautan Pasifik, menghasikansuatu gelombang pasang yang mengenaisebuah pulau yang jauh. Apakah airyang mengenai pulau itu sama denganair yang ada di atas gempa itu? Jelaskan.

16. Dalam sistem komunikasi, satelit di atasbumi atau radio dan televisi di rumah-rumah digunakan untuk memancar-ulang gelombang elektromagnetik.Bagaimana proses tersebut terjadi?

17. Suatu gelombang mempunyai panjanggelombang 6 m dan cepat rambatnya 420m/s. Berapakah frekuensinya?

1. penggunaan gelombang bunyiberfrekuensi tinggi

2. ilmu tentang bunyi3. materi bergetar dalam arah yang sama

dengan arah gerak gelombang4. tinggi rendahnya bunyi5. materi yang dilalui rambatan

gelombang6. dinyatakan dalam hertz7. tanggapan manusia pada intensitas

bunyi

a. akustikb. gelombang

longitudinalc. frekuensid. intensitase. getaranf. kuat bunyig. mediumh. nada

i. resonansij. gaungk. gelombang

transversall. teknologi

ultrasonikm. gelombang

Pasangkan Kata-kata Kunci IPA berikut (tidaksemua kata kunci digunakan) dengan pernyataandi bawahnya.

8. Simpangan maksimum suatu getaranatau gelombang ditentukan oleh ....a. panjang gelombangnyab. frekuensinyac. amplitudonyad. cepat rambat

9. Peristiwa saat gelombang mengenaipermukaan disebut....a. pembalikanb. penambahan kelajuanc. perubahan frekuensid. pemantulan

Jawablah pertanyaan di bawah dalam bukumu.

10. Bagaimana menentukan amplitudo,frekuensi, dan panjang gelombang padagelombang trasversal dan longitudinal?

11. Jelaskan bagaimana keterkaitangelombang dengan energi dan getaran.

12. Apakah yang dimaksud denganresonansi?

13. Sebuah getaran memiliki frekuensi 12 Hz.Berapakah periode getaran itu?

14. Sebuah ayunan melakukan 32 getarandalam waktu 20 sekon. Berapakahfrekuensinya?

17. Membuat hipotesis. Buatlah sebuahhipotesis yang menjelaskan bagaimanaperiode getaran sebuah ayunandipengaruhi oleh panjang talinya.

18. Menghitung. Lengkapilah tabel berikutini:

Pemahaman Konsep

Berfikir Kritis

Pengembangan Keterampilan

BunyiReviu Perbendaharaan Kata

150 2,0

200 0,5

250 1,5

200 1,0

Kelajuan Frekuensi Panjang gel. (m/s) (Hz) (m)


Jawablah pertanyaan di bawah denganmenggunakan kalimat yang lengkap.

11. Mengapa bunyi jam beker yangdimasukkan dalam bejana yang kedapudara menjadi lemah pada saat udaradikeluarkan dari bejana itu?

12. Bagaimana gema dipergunakan untukmengukur jarak di bawah permukaanair?

13. Suatu gelombang bunyi mempunyaipanjang gelombang 6 m dankecepatanya 420 m/s. Berapakahfrekuensinya?

14. Misalkan kamu sedang duduk di barisanbelakang sebuah ruangan besar danseseorang di panggung meneriakkansebuah nada tinggi tepat pada saat orangdi sebelahnya memukul drum besar.Bunyi manakah yang kamu dengar lebihdulu? Mengapa?

Pilihlah kata atau ungkapan yang dapatmelengkapi kalimat berikut.1. Bunyi bergerak sebagai ....

a. gelombang transversalb. gelombang elekromagnetikc. gelombang cahayad. gelombang longitudinal

2. Kelajuan bunyi paling cepat bila bunyimerambat dalam ....a. ruang hampab. zat padatc. zat caird. zat gas

3. Peningkatan kelajuan bunyi dapatdisebabkan oleh meningkatnya ....a. suhu mediumb. kerapatan mediumc. amplitudo gelombang bunyid. nada bunyi

4. Suatu bunyi dengan nada rendah selalumempunyai ... rendah.a. amplitudob. panjang gelombangc. frekuensid. kecepatan gelombang

5. Kekerasan bunyi bergantung kepada ....a. frekuensib. amplitudoc. panjang gelombangd. nada

6. Pada saat ... maka intensitas bunyinyamenurun.a. kecepatan gelombang menurun.b. panjang gelombang menurun.c. amplitudo menurun.d. kualitas menurun.

7. Bunyi tidak dapat merambat melalui ....a. zat padat c. zat gasb. zat cair d. ruang hampa

8. Kamu mengetuk sebuah pintu. Kamumenimbulkan getaran yang bergerakmelalui ....

a. zat padatb. zat cairc. zat gasd. hampa

9. Penggunaan bunyi untuk mengukurjarak disebut ....a. sonarb. resonansic. kloakad. ultrasonografi

10. Perulangan bunyi yang terdengar bilabunyi dipantulkan oleh suatupermukaan disebut ....a. akustikb. nadac. gemad. resonansi.

Pengecekan Konsep

Pemahaman Konsep

Berfikir Kritis


19. Rancangan Percobaan: Coba gunakangulungan kardus untuk mengulangiprosedur yang digu-nakan dalamKegiatan 10.3 untuk menentukanfrekuensi alamiah tabung itu. Apakahkamu mendengar bunyi yang jelas?Jelaskan, mengapa ya atau tidak!

20. Proyek: Dengan menggunakan bahan-bahan yang kamu punyai di rumah, buatsebuah instrumen musik. Mainkaninstrumen musikmu untuk temansekelasmu dan jelaskan bagaimanakamu dapat mengubah nadainstrumenmu.

17. Menggunakan Tabel: Kamu memulaibisnis pemotong rumput selama liburan.Pemotong rumputmu mempunyai tarafintensitas bunyi 100 dB. Denganmenggunakan tabel di bawah, tentukanberapa jam sehari kamu dapatmemotong rumput halaman denganaman? Jika kamu ingin bekerja denganwaktu yang lebih lama, apa yang dapatkamu lakukan untuk melindungipendengaranmu? Jika keluargamumembeli pemotong rumput baru dengantingkat intensitas bunyi 95 dB,bagaimana pengaruhnya terhadapbisnismu?

15. Hipotesis: Bunyi merambat lebih lambatdi udara pada tempat yang tinggidaripada pada tempat yang rendah.Rumuskan hipotesis untuk menjelaskanpengamatan ini.

16. Penggunaan Bilangan: Pelajari cepatrambat bunyi untuk berbagai mediumpada suhu 25°C dalam tabel di bawah ini.Urutkan medium dalam memindahkangelombang bunyi dari yang paling cepatke yang paling lambat. Perkirakanberapa kali lebih cepat rambat bunyididalam baja dibanding di udara?

18. Membuat Grafik. Dengan meng-gunakan data berikut ini, buatlah grafikyang menunjukkan bagaimana cepatrambat bunyi berubah denganberubahnya suhu.

Kuat Bunyi Waktu yang (dB) diperbolehkan (jam)

90 895 4100 2105 1110 0,5

Rekomendasi Batas Kuat Bunyi

-10 325 0 331

10 337 20 343

Suhu Cepat Rambat Bunyi(dalam m/s)(dalam oC)

Pengembangan Keterampilan

Penilaian Kinerja

Zat Kelajuan Bunyi 25°C

Udara 347 m/sBatu 3650 m/sGabus 500 m/sAir 1498 m/sBaja 5200 m/s

Perpindahan Bunyi

11. IPA KLS 8 BAB 10

Documents

Transcript of 11. IPA KLS 8 BAB 10