Bunyi

Bunyi Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena perapatan dan perenggangan dalam medium gas, cair atau padat Gelombang itu dihasilkan ketika sebuah benda seperti garpu tala atau senar biola, yg digetarkan dan menyebabkan gangguan kerapatan medium. Gangguan dijalarkan di dalam medium melalui interaksi molekul-molekulnya.

Getaran molekul tersebut berlangsung sepanjang arah penjalaran gelombang. Seperti dalam kasus gelombang pada tali, hanya gangguan yang di jalarkan sementara molekul-molekul itu sendiri hanya bergetar ke belakang dan ke depan disekitar posisi kesetimbangan.

Manusia mempunyai alat penerima bunyi, yaitu telinga, yang merubah dan memperbesar peruba-han tekanan yang datang kepadanya menjadi gelombang bunyi. Gelombang ini diterima oleh selaput telinga diubah menjadi isyarat-isyarat listrik dan selanjutnya diteruskan ke otak. Otaklahyang merasai bunyi itu serta membedakan jenis dan sumber bunyi, kuat maupun tinggi frekuensinya.

Nyaring bunyi ialah besarnya perasaan pendengar an yang dihasilkan oleh bunyi, dan bergantung kepada rangsangan pendengaran yang diderita seorang pendengar. telinga itu tidak sama peka nya terhadap semua frekuensi, maka bunyi dengan frekuensi tinggi tidak akan terdengar sama nyaringnya dengan bunyi frekuensi rendah, meski pun intensitasnya sama.

Suatu getaran materi dengan frekuensi antara 20 hertz sampai 20 x 103 hertz akan dapat didengar dengan telinga normal. Getaran materi yang dapat didengar ini disebut bunyi. Frekuensi gelombang bunyi dibawah daerah pendengaran disebut infra sonic dan frekuensi diatas daerah pendengaran disebut ultra sonic.

Supaya bunyi dapat terdengar diperlukan medium yang meneruskan bunyi itu dari sumbernya sampai ketelinga. Mediumnya ialah udara, zat cair dan zat padat. Ruang hampa udara tidak dapat meneruskan bunyi.

Gelombang dalam tiga dimensi Peristiwa rambatan gelombang bunyi termasuk peristiwa pengangkutan tenaga. Pada gelombang elektromagnetik misalnya matahari, mengangkut tenaga matahari ke bumi berupa tenaga mekanik yaitu tenaga kinetik dan tenaga potensial. Jumlah tenaga yang diangkut tiap satuan waktu dan tiap satuan luas bidang yang tegak lurus arah rambatan disebut intensitas

Energi kinetik pada gelombang bunyi ialah energi yang berkaitan dengan gerak partikel dari molekul-molekul udara. Usaha yang dilakukan pada sistem gas atau udara yang mengalami kompressi adalah W = p.dv

Untuk gelombang bola atau lingkaran, sinar meru- pakan garis-garis radial. Jika sumber titik meman- carkan gelombang secara seragam kesemua arah,energi pada jarak r dari sumber akan terdistribusi secara seragam pada kulit bola berjari-jari r dan luasnya 4r2.

Jika P adalah daya yang dipancarkan oleh sumber daya per satuan luas pada jarak r dari sumber, akan menjadi P/4r2. Daya rata-rata per satuan luas yang datang tegak lurus terhadap arah penjalaran disebut intensitas I dituliskan : I = P/A satuan intensitas ialah watt per meter kuadrat, jadi intensitas pada jarak r ialah : I = P/4r2. Intensitas ini setelah dijabarkan lebih jauh dapat berbentuk I = p2/v

I = P/A satuan intensitas ialah watt per meter kuadrat, jadi intensitas pada jarak r ialah : I = P/4r2. Intensitas ini setelah dijabarkan lebih jauh dapat berbentuk I = p2/v

I = p2/v disini : p = amplitudo tekanan ; = rapat massa rata-rata udara ; v = cepat rambat gelombang bunyi.

Untuk bunyi terkeras : p = 280 dyne.cm-2 udara = 1,22 x 10-3 gr.cm-3 ; v = 3,46 x 104 cm/detMaka : I = 94 x 10-6 watt/cm2

Untuk bunyi terlemah p = 3 x 10-4 dyne.cm-2Maka : I = 1 x 10-16 watt/cm2

Kenyaringan dan tingkat intensitas Karena rentang intensitas yang dapat ditangkap telinga demikian luas dan karena rangsangan psi kologis kenyaringan tidak berubah-ubah secara langsung terhadap intensitas, tetapi lebih mendekati logaritmik, maka suatu skala logaritmik diguna kan untuk menyatakan tingkat intensitas gelom bang bunyi.

Tingkat intensitas yang diukur dalam desibel (dB) didefinisikan oleh persamaan : = 10 log I/I0 dengan I ialah intensitas bunyi dan I0 ialah intensitas acuan, yang diambil dariambang pendengaran : I0 = 10-12 watt/m2.

Pada skala ini ambang pendengaran : = 10 log I0/I0 = 0 dB dan ambang sakit ialah = 10 log I/I0 = 10 log 10-12 = 120 dB

Respons telinga manusia terhadap intensitas bunyi tidaklah sebanding dengan intensitasnya, oleh karena itu mendua kalikan intensitas suatu bunyi tidak berarti akan menyebabkan bunyi itu terdengar dua kali lebih besar, tapi hanya sedikit lebih keras. Dengan alasan itulah digunakan skala desibel (dB) untuk intensitas bunyi.

Intensitas sebesar 10-16 w/cm2 yaitu bunyi mulai terdengar diberi harga 0 dB. Bunyi dgn intens 10 kali lipat diberi harga 10 dB Bunyi dgn intens 102 kali lipat diberi harga 20 dBBunyi dgn intens 103 kali lipat diberi harga 30 dBdan seterusnya dapat dilihat dalam tabel berikut .

Tabel intensitas dan tingkat intensitas beberapa bunyi yang lazimSumber bunyi l/l0 dBAmbang pendengaran 100 0Bernapas normal 101 10Angin berdesir 102 20Bisikan lembut 103 30Perpustakaan 104 40Percakapan biasa 106 60Kebisingan konstruksi 1011110Jet tinggal landas (jarak 60 m) 1012120Jet tinggal landas (jarak dekat) 1015150

Contoh 1Seekor anjing yang menggonggong melepas daya sekitar 1 miliwatt. Jika daya ini terdistribusi secara seragam kesemua arah, berapa watt/m2 tingkat intensitas bunyi pada jarak 5 meter ?Berapa dB tingkat intensitas dari dua anjing yang menggonggong secara bersamaan, jika masing-masing melepas daya 1 miliwatt ?

Jawab Intensitas pada jarak 5 m ialah daya dibagi luas jadi : I = P/4r2 = (10-3) watt/(4)(5)2 m2 = 3,18 x 10-6 w/m2 dan tingkat intensitas pada jarak ini :

= 10 log I/I0 = 10 log (3,18 x 10-6)/(10-12) = 10 log (3,18 x 10-6) = 10(log 3,18 + log 106) = 10 (0,50 + 6) = 65 dB

contoh 2 : suatu suber bunyi yang memancarkan tenaga akustik serapan kesegala arah 1,5 watt sama rata. Tentukan berapa watt/cm2 intensitas dan berapa dB taraf intensitas pada suatu titik yang terletak 25 meter dari sumber bunyi tsb ?

contoh 3 : Suatu sumber bunyi dengan taraf intensitas 13 dB.Berapa dB taraf intensitas kalau terdapat 100 sumber bunyi dengan taraf masing-masing sumbersama ?

Efek dopplerBilamana suatu sumber gelombang dan penerima bergerak relatif satu sama lain, frekuensi yang teramati oleh penerima tidak sama dengan frekuensi sumber. Ketika keduanya bergerak saling mendekat, frekuensi yang teramati lebih besar daripada frekuensi sumber. Ini disebut efek Doppler.

Rumus umum efek Doppler ialah :

fp/fs = ( v vp )/ ( v vs ) fp = frekuensi bunyi yang terdengar atau frekuensi pengamatan fs = frekuensi sumber bunyi dalam keadaan diam atau frekuensi sebenarnya dari benda bersuara.v = kecepatan bunyi vp = kecepatan gerak pendengar vs = kecepatan gerak sumber bunyi.

Untuk memudahkan pengertian dibuat sbb :1. letakkan sumber bunyi disebelah kanan dan pendengar disebelah kiri. 2. setiap vektor kecepatan yang mengarah kekanan ialah positif, yang mengarah kekiri diambil negatif. 3. untuk keadaan diam harga kecepatannya nol.

Contoh 1 : Sebuah kereta api yang bergerak dengan kecepatan 34 m/det dari stasiun, membunyikan pluit yang frekuensinya 300 hz. cepat rambat bunyi diudara saat itu 335 m/det Berapa hz frekuensi yang didengar oleh seorang pengamat di stasiun ?

Jawab : v = 335 m/det ; vs = 34 m/det ; vp = 0 ; f = 300 hz fp/fs = ( v vp )/ ( v vs ) = ((v + 0)/(v+vs))fs fp = (( v + 0 )/( v + 34 ))300 = 272,4 hz

Contoh 2 : sebuah kereta api yang berhenti di sta siun membunyikan pluit dengan frekuensi 300 hz.Berapa hz frekuensi yang didengar oleh pengamat yang sedang meninggalkan stasiun itu dengan kecepatan 34 m/det, cepat rambat bunyi diudara saat itu 335 m/det ?

Contoh 3 : frekuensi sebuah klakson mobil ialah 400 hz. Berapa hz frekuensi yang teramati jika mobil yang bergerak melalui udara tenang menuju penerima diam dengan laju 34 m/det ? Laju bunyi di udara 340 m/det.

Contoh 4 : seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju menara bandara mendengar bunyi sirine menara dengan frekuensi 2000 hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi 1700 hz dan cepat rambat bunyi diudara saat itu 340 m/det. Hitunglah berapa km/jam kecepatan pesawat udara itu ?

Minggu depan latihan ke 3 Bawa kertas doubel folio bergaris, kalkulator,latihannya tutup buku, jangan lupa !