Makalah Pengembangan Konsep dasar IPA Fisika

BUNYI DAN MANFAATNYA DALAM KEHIDUPAN

SEHARI-HARI

Disusun Oleh :

Ani handayani 09108244078

Eka Desiana 09108244096

Ika Susilawati 09108244106

Natalia Wulandari 09108241064

Riang Prinandi .A 09108241029

PRODI PENDIDIKAN GURU SEKOLAH DASAR

JURUSAN PENDIDIKAN PRA SEKOLAH DAN SEKOLAH DASAR

FAKULTAS ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS NEGERI YOGYAKARTA

2011

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Dalam kehidupan sehari-hari kita selau mendengarkan beranekaragam suara, mulai

dari suara musik, kicauan burung, tlakson kendaraan bermotor, suara rel kereta api dan

suara orang yang sedang berbicara. Semua suara itu dapat kita dengar karena ada sumber

suara/bunyi.

Bunyi merupakan salah satu bentuk energi yang ada di dunia ini. Ia dapat diciptakan

dari berbagai benda dan hampir setiap makhuk hidup dapat menciptakan suatu bunyi.

Bunyi memberikan manfaat yang sangat banyak bagi kita, contohnya kita dapat

mengetahui apa yang disampaikan guru di depan kelas. Selain itu dengan adanya bunyi,

maka dunia tidak akan sepi.

Kami mengambil judul makalah ini dengan “Bunyi” karena kami ingin membahas

lebih banyak lagi tentang bunyi khususnya tentang konsep bunyi itu sendiri, pemanfaatan

bunyi dalam kehidupan sehari-hari, serta ingin mencoba membuat suatu alat yang

menghasilkan bunyi.

B. Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam makalah ini yaitu:

1. Apa konsep bunyi itu?

2. Bagaimana sifat-sifat bunyi?

3. Bagaiman pemanfaatan bunyi untuk kehidupan sehari-hari?

4. Bagaimana cara membuat alat yang dapat menghasilkan bunyi (bel listrik sederhana)?

C. Tujuan

Tujuan dari penyusunan makalah ini yaitu:

1. Mengetahui konsep dari bunyi.

2. Mengetahui sifat-sifat bunyi.

3. Mengetahui pemanfaatan bunyi dalam kehidupan sehari-hari.

4. Mencoba membuat alat yang dapat menghasilkan bunyi (bel listrik sederhana)?

2

BAB II

PEMBAHASAN

A. Konsep Dasar Bunyi

1. Pengertian Bunyi

Bunyi adalah energi gelombang yang berasal dari sumber bunyi, yaitu benda

yang bergetar. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang dapat

merambat melalui medium. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal .

Bunyi adalah bahan terpenting dalam musik. Bunyi berasal dari sumber bunyi

yang digetarkan oleh tenaga atau energi. Kemudian getaran tersebut oleh pengantar

diantarkan atau dipancarkan keluar. Dan bila getaran ini sampai di telinga kita,

barulah kita dapat mendengarkannya.

2. Komponen Bunyi

a. Sumber Bunyi

Sumber bunyi berupa benda-benda yang bergetar. Dilihat dari bahannya

sumber bunyi ada tiga macam yaitu :

1) Logam

2) Kulit

3) Udara

Selain perbedaan bahannya, sumber bunyi dapat dibedakan oleh bentuk dan

ukurannya. Bila bentuknya berbeda, maka berbeda pula bunyinya. Jadi sumber bunyi

akan berbeda oleh perbedaan bahan, bentuk dan ukurannya.

Sumber bunyi akan bergetar, bila terdapat tenaga atau energi yang

menggetarkannya. Tenaga ini bisa berupa :

1) Tenaga Manusia

2) Tenaga Listrik

3) Tenaga Angin

4) Tenaga Uap

5) Tenaga Air

6) dll.

Dari bermacam-macam tenaga tersebut ada beberapa kesamaan sifat, yaitu bahwa

tenaga itu :

1) Dapat diubah atau dikurangi

2) Dapat disimpan

3

3) Dapat dialihkan

4) Dapat digabungkan.

Contoh:

Jam weker, tenaganya dapat disimpan untuk berbunyi. Pemain biola tidak langsung

menyentuh sumber bunyinya.

b. Pengantar

Udara adalah pengantar bunyi yang paling banyak kita gunakan. Namun

sebenarnya udara pengantar bunyi yang lamban, bukan berarti tidak baik. Kecepatan

merambat bagi udara sebagai pengantar bunyi hanyalah 345 meter per detik.

Bandingkan dengan kecepatan rambat bunyi pada zat pengantar lain :

Gabus……………………………….....500 meter per detik

Timah………………………………...1190 meter per detik

Air………………………………........1440 meter per detik

Besi………………………………......5120 meter per detik

Angka-angka tersebut memang dapat berubah oleh peruubahan suhu. Namun

perubahan ini kecil sekali sehingga praktis kurang begitu berarti.

c. Frekuensi

Tinggi-rendahnya bunyi ditentukan oleh cepat-lambatnya getaran dari sumber

bunyi. Biasanya dari banyaknya getaran per detik. Semakin banyak getaran per

detiknya, semakin tinggi bunyinya. Dan banyaknya getaran per detik ini disebut

frekuensi. Dalam penguluran frekuensi biasanya dihitung denga satuan Cps ( cyeles

per second) yang berarti getaran per detik. Disamping itu, khususnya dalam tehnik

radio dipakai pula satuan Hz (hertz) ini diambil dari nama Heinric Hertz (1857-1894)

seorang ahli pengetahuan alam bangsa Jerman. Maka : 440 Cps = 440 Hz = 440 getar

per detik.Secara umum daya dengar manusia antara 16 Hz sampai dengan 16.000

Hz. Usia merupakan salah satu pengaruh frekuensi tinggi-rendahnya daya dengar

manusia.

d. Kekuatan bunyi

Bunyi yang kuat berbeda dengan bunyi yang tinggi. Kekuatan bunyi

ditentukan oleh :

1) Amplitudo, adalah lebar getar atau simpang getar yang dibuat oleh sumber bunyi.

Semakin lebar getaranya, semakin kuat pula bunyinya.

4

2) Resonansi, berarti ikut bergetar sejalan getaran bunyi. Biasanya dilakukan oleh

benda atau bagian terdekatnya. Dan sedikit banyak kejadian ini akan menambah

kekuatan getar sumber bunyi.

Contoh :

Gitar, walaupun sumber bunyinya pada senar, namun kekuatannya bunyinya lebih

berasal dari kotak kayunya. Sebab, udara di dalam kotak itulah pelaku resonansi,

yang justru lebih kuat daripada sumber bunyi. Sehingga kotak tersebut dinamakan

kotak resonator. Namun kotak resonatornya hanya berlaku pada gitar accostic.

Pada gitar elektrik resonansi dibuat oleh proses elektrik

3) Jarak dimaksukan bahwa kekutan bunyi juga ditentukan oleh jarak antara sumber

bunyi dengan alat pendengar atau penerima. Memakin dekat, akan semakin keras

bunyinya. Sebagaimana frekuensi, kekuatan bunyi juga dapat diiukur. Biasanya

digunakan satuan decibel yang disingkat db.

Angka petunjuk antara 0 db sampai kurang lebih 120 db. Sebagai bandingan;

bunyi biola selembut-lembutnya yang setara dengan siulan kita lebih kurang 20

db. Sedangkan bagian kuat dari pemain orkes besar kurang lebih hanya mencapai

95 db.

e. Timbre

Timbre adalah warna bunyi, berupa keseluruhan kesan pendengaran yang kita peroleh

dari sumber bunyi, setelah dipengaruhi resonansi dan zat pengantar.

B. Sifat-sifat Bunyi

Sifat-sifat bunyi pada dasarnya sama dengan sifat-sifat gelombang longitudinal,

yaitu dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), dipadukan (interferensi),

dilenturkan (difraksi) dan dapat diresonansikan.

Sifat-sifat dasar gelombang bunyi:

a. Gelombang bunyi memerlukan medium.

b. Gelombang bunyi mengalami pemantulan.

c. Gelombang bunyi mengalami pembiasan.

d. Gelombang bunyi mengalami pelenturan.

e. Gelombang bunyi mengalami perpaduan.

5

a. Gelombang bunyi memerlukan medium dalam perambatannya

Karena gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam

perambatannya bunyi memerlukan medium. Hal ini dapat dibuktikan saat dua orang

astronout berada jauh dari bumi dan keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara,

astronout tersebut tidak dapat bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat

komunikasi seperti telepon. Meskipun dua orang astronout tersebut berada dalam satu

pesawat.

b. Gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi)

Salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan sehingga gelombang bunyi juga

dapat mengalami hal ini. Hukum pemantulan gelombang: sudut datang = sudut pantul

juga berlaku pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi

dalam ruang tertutup dapat menimbulkan gaung.

Yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli

terdengar tidak jelas. Untuk menghindari terjadinya gaung maka dalam bioskop,

studio radio dan televisi, dan gedung konser musik dindingnya dilapisi zat

peredam suara yang biasanya terbuat dari kain wol, kapas, gelas, karet, atau

besi.

c. Gelombang bunyi mengalami pembiasan (refraksi)

Salah satu sifat gelombang adalah mengalami pembiasan. Peristiwa pembiasan dalam

kehidupan sehari-hari misalnya pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras

daripada siang hari. Hal ini disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas

lebih dingin daripada dilapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu

dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara

atas lebih kecil daripada dilapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas

lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam

hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas

kelapisan udara bawah. Untuk lebih jelasnya hal ini dapat kalian lihat pada

gambar dibawah.

d. Gelombang bunyi mengalami pelenturan (difraksi)

Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang bunyi diudara

memiliki panjang gelombang dalam rentang sentimeter sampai beberapa meter. Seperti

yang kita ketahui, bahwa gelombang yang lebih panjang akan lebih mudah didifraksikan.

Peristiwa difraksi terjadi misalnya saat kita dapat mendengar suara mesin mobil

6

ditikungan jalan walaupun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang

oleh bangunan tinggi dipinggir tikungan.

e. Gelombang bunyi mengalami perpaduan (interferensi)

Gelombang bunyi mengalami gejala perpaduan gelombang atau interferensi, yang

dibedakan menjadi dua yaitu interferensi konstruktif atau penguatan bunyi dan

interferensi destruktif atau pelemahan bunyi. Misalnya waktu kita berada diantara dua

buah loud-speaker dengan frekuensi dan amplitudo yang sama atau hampir sama

maka kita akan mendengar bunyi yang keras dan lemah secara bergantian.

Penerapan dari sifat-sifat gelombang bunyi diantaranya:

a. Dua astronout tidak dapat bercakap-cakap langsung tetapi menggunakan alat

komunikasi seperti telepon karena keadaan dalam pesawat dibuat hampa udara.

b. Terjadinya gaung, yaitu sebagian bunyi pantul bersamaan dengan bunyi asli

sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas.

c. Pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras daripada siang hari.

d. Kita dapat mendengar bunyi ditikungan meskipun kita belum melihat mobil tersebut

karena terhalang tembok yang tinggi.

C. Pemanfaatan Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari

1) Aplikasi Ultrasonik. Gelombang ultrasonik dapat dimanfaatkan

untuk berbagai macam keperluan antara lain:

a. kacamata tunanetra, dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik

memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik. Perhatikan bentuk kaca

tuna netra pada gambar berikut.

b. mengukur kedalaman laut, untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui

cepat rambat bunyi (v) dan selang waktu (t), pengiriman dan penerimaan pulsa

adalah :

7

c. alat kedokteran, misalnya pada pemeriksaan USG (ultrasonografi). Sebagai

contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe di sekitar

kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di layar

monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan,

perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan dengan sinar X,

pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu maupun

janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak merusak

material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah pengujian tak

merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic

juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak)

dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak

yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. “Dengan cara ini, pasien

tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan

jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit kulit

kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.

2) Manfaat cepat rambat bunyi dalam kehidupan sehari-hari yaitu:

a. Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk

mengetahui siang dan malam.

b. Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena

kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.

8

3) Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.

a. Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang, beduk dan

lainnya.

4) Manfaat pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari, antara lain:

a. menentukan kedalaman laut

Pada dinding kapal bagian bawah dipasang sebuah sumber getaran (osilator). Di dekat

osilator dipasang alat penerima getaran (hidrofon). Jika waktu getaran (bunyi)

merambat (t) sekonuntuk menempuh jarak bolak-balik yaiu 2 L meter, maka cepat

rambat dapat dihitung sebagai berikut.

Di mana:

v = cepat rambat bunyi (m/s)

L = dalamnya laut (m)

t = waktu (t)

b. melakukan survei geofisika

mendeteksi, menentukan lokasi dan mengklasifikasikan gangguan di bumi atau untuk

menginformasikan struktur bumi, mendeteksi lapisan batuan yang mengandung

endapan minyak.

c. prinsip pemantulan ultrasonik dapat digunakan untuk mengukur ketebalan pelat

logam, pipa dan pembungkus logam yang mudah korosi (karat).

d. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam

Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning

ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada

bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan pesawat.

Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat di-scaning secara

ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari retakan akan dapat

dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat

diperkenankan terbang.

9

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Bunyi adalah energi gelombang yang berasal dari sumber bunyi, yaitu benda

yang bergetar. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal sehingga mempunyai

sifat-sifat dapat dipantulkan (reflection), dapat dibiaskan (refraction), dapat

dilenturkan (difraction), dan dapat dibiaskan (interferention). Komponen bunyi

berupa sumber bunyi, pengantar, frekuensi, kekuatan bunyi, dan timbre.

Bunyi dapat dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari. Pemanfaatannya

antara lain dengan pemanfaatan ultrasonik (pemanfatan dalam dunia kesehatan).

Bunyi dapat dimanfaatkan dengan adanya cepat rambat bunyi, pemantulan bunyi dan

resonansi. Pemanfaatan dalam kehidupan sehari-hari diantaranya untuk menghitung

kedalaman laut, melakukan survei geofisika, dan mendeteksi retak-retak pada struktur

logam.

Bunyi juga merupakan salah satu bentuk energi. Energi bunyi didapat dari

perubahan beberapa energi seperti listrik dan kimia. Di dalam pengubahannya tentu

saja menggunakan alat. Misalnya membuat bel untuk mengubah energi listrik menjadi

energi suara. Bel dapat dibuat dengan menggunakan beberapa komponen dan

langkah-langkah yang sistematis.

B. Saran

Bunyi merupakan bentuk energi. Bunyi juga dapat dikatakan gelombang.

Bunyi sangat berpengaruh terhadap kehidupan manusia. Sehingga ketikasudah

mempelajari tentang bunyi kita dapat memanfaatkannya dengan semaksimal mungkin.

Adanya bunyi terkadang juga dapat memberi pengaruh negatif seperti polusi suara

sehingga kita juga harus bisa menempatkan pemanfaatan bunyi sesuai keadaan.

10

CARA MEMBUAT BEL LISTRIK

A. Alat dan Bahan

1. Alat

a). Solder

b). Soldering atractor

c). Kawat potong

d). Multimeter

2. Bahan

a). Paket komponen bel listrik berdaya 9 volt DC

Paket komponen berisi:1). Chasis (papan sirkuit)

2). Resistor keramik sejumlah 8 buah dengan ukuran masing-masing 100, 470,

2200, 1800,18000, 10000, 4700, dan 820 ohm

3). Varco logam (resistor variabel putar manual) dengan ukuran 220 ohm

4). Kondensator elektrolit (elko) sebanyak 5 buah dengan ukuran masing-masing:

2 buah elko berukuran 4,7 mikro farad/16 volt; 1 buah elko berukuran 100

mikro farad/16 volt; 1000 mikro farad/10 volt; 470 mikro farad/10 volt; dan 47

mikro farad/10 volt

5). Kondensator nonpolar sebanyak 2 buah dengan ukuran keduanya sebesar 47

nano farad

6). Transistor sebanyak 5 buah dengan nomor seri masing-masing: 3 buah

transistor bernomor seri C458, 1 buah transistor bernomor seri D131, dan

C495

7). Dioda sebanyak 2 buah dengan nomor seri keduanya adalah IN4001

8). LED dengan ukuran standar, warna tidak mempengaruhi.

Apabila tidak terdapat paket komponen tidak tersedia, komponen dapat dibeli per item kmponen secara terpisah.

b). Timah patri sepanjang 2 meter

c). Kabel minimal 2 warna berbeda masing-masing sepanjang 2 meter

d). Speaker dengan ukuran diameter 3,5 inci dan hambatan sebesar 8 ohm

11

e). Baterei kering berdaya 9 volt DC

B. Langkah Pembuatan

1. Periksalah kelengkapan komponen dengan daftar komponen yang dibutuhkan atau pada

brosur yang menyertai chasis (papan sirkuit).

2. Pasangkan setiap komponen pada papan sirkuit sesuai penempatan. Kode penempatan

telah tercantum pada papan sirkuit.

3. Rekatkan kaki-kaki komponen menggunakan timah patri dan solder.

4. Hubungkan antara sumber daya dengan blok processing dan speaker menggunakan

kabel.

5. Bel listrik kini telah dapat bekerja. Apabila bel tidak bekerja sebagaimana mestinya,

periksalah menggunakan multimeter. Pastikan seluruh komponen dilewati arus listrik.

12

CARA KERJA BEL LISTRIK

Pada dasarnya suara merupakan gelombang elektromagnetik yang dapat diubah ke dalam menjadi energi listrik. Dari energi listrik ini, dapat pula diubah kembali menjadi energi bunyi. Secara garis besar, media pembelajaran bel listrik dapat dijelaskan ke dalam skema alat sebagai berikut:

Gambar 01. Penampang blok rangkaian bel listrik skala kecil.

1. Blok Input/Sumber Daya

Blok input merupakan bagian di mana aliran listrik yang akan diubah menjadi energi bunyi berasal. Karena input ini berupa listrik yang berasal dari suatu sumber tertentu, maka blok input ini dapat dikatakan pula sebagai blok sumber daya. Untuk input yang digunakan di dalam pembuatan bel listrik ini merupakan listrik AC dengan daya sebesar 6 sampai dengan 9 volt. Listrik diperoleh dari batu baterei kering dengan daya sebesar 9 volt. Oleh karena sumber daya yang digunakan berasal dari batu baterei kering dengan daya 9 volt DC cukup kecil, maka bel listrik ini disebut sebagai bel listrik skala kecil atau miniatur rangkaian bel listrik. Meskipun demikian, sering kali bel listrik seperti ini dapat kita temui di rumah-rumah dan digunakan sebagai bel pintu.

Gambar 02. Contoh baterei kering berdaya 9 volt DC.

2. Blok Processing

Blok processing merupakan blok dimana terdapat rangkaian kompleks yang terdiri dari sejumlah komponen dan berfungsi untuk mengatur keluaran (output) menjadi sedemikian rupa sehingga mampu diubah menjadi energi bunyi. Secara teknis, rangkaian ini digambarkan ke dalam bagan berikut:

13

Input/Sumber DayaProcessingOutput

Gambar 03. Contoh rangkaian blok processing pada bel listrik.

Keterangan bagan:a. R1 : Resistor 1 ukuran 100 ohm

b. R2 : Resistor 2 ukuran 470 ohm

c. R3 : Resistor 3 ukuran 2.200 ohm (2,2 kilo ohm)

d. R4 : Resistor 4 ukuran 1.600 ohm (1,6 kilo ohm)

e. R5 : Resistor 5 ukuran 18.000 ohm (18 kilo ohm)

f. R6 : Resistor 6 ukuran 10.000 ohm (10 kilo ohm)

g. R7 : Resistor 7 ukuran 4.700 ohm (4,7 kilo ohm)

h. VR: Varco ukuran 220 ohm

i. C1 : Kondensator Elektrolit 1 ukuran 4,7 mikro farad/16 volt

j. C2 : Kondensator Elektrolit 2 ukuran 4,7 mikro farad/16 volt

k. C3 : Kondensator Elektrolit 3 ukuran 100 mikro farad/10 volt

l. C4 : Kondensator Elektrolit 4 ukuran 1.000 mikro farad/10 volt

m. C5 : Kondensator Elektrolit 5 ukuran 470 mikro farad/10 volt

n. C6 : Kondensator Elektrolit 6 ukuran 47 mikro farad/10 volt

o. C7 : Kondensator Nonpolar 7 ukuran 47 nano farad

p. C8 : Kondensator Nonpolar 8 ukuran 47 nano farad

q. Q1 : Transistor 1 nomor seri D313

r. Q2 : Transistor 2 nomor seri C495

s. Q3 : Transistor 3 nomor seri C458

t. Q4 : Transistor 4 nomor seri C458

u. Q5 : Transistor 5 nomor seri C458

v. D1 : Dioda 1 nomor seri IN4001

14

w. D2 : Dioda 2 nomor seri IN4001

x. D3 : Dioda 3 LED

y. Speaker 8 ohm

z. Switch optional

3. Blok Output

Block output hanya terdiri dari satu komponen elektronika, yakni speaker. Speaker yang digunakan berukuran diameter 3,5 inci dengan hambatan sebesar 8 ohm. Speaker mampu mengubah energi listrik yang dihasilkan oleh sumber daya pada blok input dan mengalami penyesuaian daya, arus, dan frekuensi pada saat berada di blok processing sehingga menjadi energi bunyi yang dapat didengar oleh manusia.

Gambar 04. Penampang speaker

15