LAPORAN RESONANSI DAN INTENSITAS BUNYI

I.            TUJUAN

untuk mengetahui proses resonansi.     

II.            LANDASAN TEORI

Resonansi adalah ikut bergetarnya molekul udara dalam kolom udara akibat getaran

benda lain apabila frekuensi dari benda tersebut sama. Syarat resonansi ada benda pertama

(sumber getaran), benda kedua (sumber getaran lain) dengan frekuensi sama dan adanya

kolom udara. Frekuensi benda yang ikut bergetar tersebut disebut frekuensi alamiahnya.

Suatu benda, misalnya gelas, mengeluarkan nada musik jika diketuk sebab ia

memiliki frekuensi getaran alami sendiri. Jika kita menyanyikan nada musik berfrekuensi

sama dengan suatu benda, benda itu akan bergetar. Peristiwa ini dinamakan resonansi. Bunyi

yang sangat keras dapat mengakibatkan gelas beresonansi begitu kuatnya sehingga pecah.

Rumus resonansi pada kolom udara:

L = ¼   (2n-1)

Keterangan

L          = panjang kolom udara

            = panjang gelombang

n          = resonansi ke 1, 2, 3,…..

Keuntungan dan kerugian adanya resonansi

Beberapa keuntungan adanya resonansi bunyi adalah sebagai berikut :

a.       pada telinga kita terdapat kolom udara yang disebut kanal pendengaran yang akan

memperuat bunyi yang kita dengar.

b.      Adanya ruang resonansi pada gitar, biola, saron, kolintang, dan kentongan dapat

memperkeras bunyi alat-alat tersebut.

c.       Kantung udara yang dimiliki katak pohon dna katak sawah dapat memperkeras bunyi yang

dihasilkan.

Contoh-contoh kerugian akibat resonansi antara lain :

a.       Suara tinggi seorang penyanyi dapat memecahkan gelas yang berbentuk piala karena gelas

berresonansi.

b.      Dentuman bom atau mesin pesawat supersonik dapat memecahkan kaca-kaca jendela

bangunan.

c.       Bunyi yang terlalu kuat dapat memecahkan telinga kita.

d.      Pengaruh kecepatan angin pada sbeuah jembatan di Selat Tacoma, Amerika Serikat,

menghasilkan resonansi yang menyebabkan jembatan roboh.

III.            ALAT DAN BAHAN

         3 Gelas lengkung

         Air

IV.            LANGKAH KERJA

1.      Siapkan alat dan bahan yang diperlukan

2.      Isi masing-masing gelas dengan ketinggian yang berbeda.

3.      Celupkan tangan dan gosokkan tangan di bibir gelas beberapa kali.

4.      Ulangi kegiatan seperti diatas pada semua gelas.

5.      Amati apa yang terjadi

V.            HASIL KEGIATAN

1. Gelas yang berisi penuh suara kurang nyaring

2. Gelas yang berisi air sedang suara nyaring

3. Gelas yang berisi sedikit air suara sangat nyaring

VI.            PEMBAHASAN

Dalam percobaan tersebut jari tangan harus basah terlebih dahulu agar mengeluarkan

suara. Gelas yang berisi air sedikit mengeluarkan suara paling nyaring karena kolom udara

yang luas dan suara yang dihasilkan berasal dari getaran air. Gelas yang berisi air setengah

mengeluarkan suara yang nyaring, karna kolom udaranya tidak lebih luas dari yang memiliki

air sedikit, suara yang dihasilkannya tidak lebih nyaring. Gelas yang berisi air penuh suara

yang dihasilkan hampir tidak terdengar karena hanya berisi air dengan sedikit kolom udara.

VII.            KESIMPULAN

Resonansi adalah ikut bergetarnya  molekul udara dalam kolom akibat getaran benda

lainTinggi rendahnya frekuensi bunyi pada peristiwa resonansi dipengaruhi oleh panjang kolom udara dalam benda

http://moeluzie.blogspot.com/2012/01/resonansi-dan-intensitas-bunyi.html. 11/05/2014, jam 19.36

Secara prinsip, bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambat

melalui zat perantara atau medium. Medium perambatan bunyi ini bias

berupa zat padat, cair, maupun gas. Yang membuat saya tertarik untuk

mengangkat bunyi sebagai topik pada tulisan kali ini adalah kaitannya

dengan medium gas atau udara. Selanjutnya kita definisikan bahwa bunyi

merupakan getaran udara. Sekedar info, bunyi mempunyai kecepatan

tertentu di udara, sekitar 340 m/s. Masih kalah jauh dengan kecepatan

cahaya yang bernilai 300.000.000 m/s. Hal ini menjelaskan kenapa jika

terjadi petir kita melihat kilat dulu baru mendengar gemuruh.

Perhatikan animasi mobil hijau yang saya “colong” dari wikipedia berikut :

Sebuah mobil awalnya diam, lalu bergerak ke kiri sambil membunyikan klakson. Bunyi dari klakson digambarkan oleh garis – garis merah. Kerapatan garis merah – garis merah tersebut adalah frekuensi bunyi klakson. Sedangkan jarak antara dua garis merupakan panjang gelombangnya. Nampak bahwa gelombang di kiri mobil lebih rapat daripada yang di sebelah kanan. Artinya frekuensi gelombang di depan mobil lebih tinggi (panjang-gelombang lebih pendek) daripada sebelah kanan. Fenomena ini diamati pertama kali, dan dijelaskan oleh Christian Johann Doppler pada tahun 1842, karena itulah selanjutnya fenomena ini disebut efek Doppler.

Kasus pertama :Misalkan ada dua orang pendengar / pengamat A dan B yang diam relatif terhadap jalan. pada jarak yang sama di depan dan di belakang mobil ketika mobil diam. Saat mobil bergerak dengan kecepatan v, keduanya mengukur frekuensi klakson yang dibunyikan oleh mobil. Tentu saja hasil pengukuran yang didapat oleh kedua pendengar akan berbeda. Dalam kasus ini, seolah – olah mobil itu memancarkan gelombang bunyi ke depan dengan frekuensi lebih tinggi, padahal sebenarnya mobil bergerak maju.

Kasus kedua :Misalkan ada sebuah mobil yang diam relatif terhadap jalan. Pada jarak tertentu dari mobil tersebut ada dua orang pengamat A dan B yang bergerak relatif terhadapnya dengan kecepatan sama namun arahnya berlawanan.

Jadi A mendekati mobil dan B menjauhi mobil. Keduanya mengukur frekuensi gelombang (bunyi klakson) yang dipancarkan oleh mobil. Sebenarnya frekuensi gelombang yang dipancarkan mobil ke depan dan ke belakang sama. Namun karena A bergerak mendekat, maka jarak gelombang satu dengan gelombang lainnya seolah – olah lebih rapat sedangkan menurut B lebih renggang(1).

Mari kita beralih sejenak ke Galileo Galilei. Ia dikenal sebagai bapak mekanika karena mencetuskan model gerak benda (transformasi), yang kemudian dinamai sesuai namanya galileo. Transformasi Galilean mengisyaratkan adanya dua buah kerangka acuan yang bergerak relatif satu sama lain. Namun dalam kaitannya dengan sistem koordinat mutlak, salah satu kerangka acuan tersebut adalah diam.

Pada gambar, O relatif diam sedangkan O’ bergerak ke kanan dengan kecepatan v. kita perluas gerak ini, sehingga arah gerak boleh ke kiri asal masih sejajar dengan sumbu-x. kita dapatkan rumus sebagai berikut :

Untuk gerak relatif saling menjauhi :

Untuk gerak relatif saling mendekati :

Di mana x adalah pengamat sedangkan x’ sumber.

Kecepatan kedua kerangka acuan diperoleh dengan menurunkan persamaan sebanyak satu kali. Maka diperoleh :

Kecepatan menjauh :

Kecepatan mendekat :

Selanjutnya kita susun berdasarkan status kerangka acuan, yaitu pengamat ataukah sumber.

Menurut sumber :

 

Menurut pengamat :

Hasil – hasil di atas berguna untuk menjelaskan perbedaan tanda pada rumus efek Doppler (2).

Kembali ke pengukuran frekuensi, perbandingan antara frekuensi yang diukur dengan kecepatan relatif baik untuk sumber maupun pengamat harus memberikan nilai yang sama. Ditulis :

Dan dengan sedikit modifikasi, didapakan rumus umum efek Doppler :

Tanda yang atas kita pakai untuk kasus gerak relatif saling mendekati, sedangkan tanda di bawah kita pakai untuk gerak relatif saling menjauhi. Dengan memegang rumus tersebut kita dapat mengetahui adanya sistem koordinat mutlak. Akibatnya kita menjadi tahu siapa yang sebenarnya bergerak, sumber ataukah pengamat. Untuk membuktikan hal itu, saya ambil satu contoh dari buku yang ditulis oleh Kenneth Krane.

Kecepatan suara di udara adalah 340 m/s, sebuah sumber memancarkan gelombang bunyi berfrekuensi 1.000 Hz. Jika sumber dan pengamat bergerak saling dengan laju (total) 30 m/s, maka akan kita dapatkan minima tiga hasil pengukuran yang berbeda.

Sumber diam relatif terhadap medium, sedangkan pengamat bergerak

dengan laju 30 m/s menuju sumber :

Pengamat diam, sumber bergerak menuju pengamat dengan laju 30 m/s :

Sumber dan pengamat masing – masing bergerak saling mendekati dengan kecepatan 15 m/s relatif terhadap zat perantara.

Kira – kira seperti itulah gambaran sistem koordinat mutlak yang dicari oleh Newton 300 tahun silam. namun Newton mempostulatkan koordinat tersebut dalam skala alam semesta, sedangkan pengukuran berdasarkan medium udara dan bunyi hanya bisa dilakukan di bumi dan planet beratmosfer lainnya. Mungkin, berdasarkan analogi medium udara ini jugalah para fisikawan akhir abad ke-18 mengusulkan adanya eter yang sayangnya sampai sekarang keberadaan eter tidak terbukti.

Catatan :

(1) Sebuah kasus lagi, jika saat pengukuran terjadi angin kencang. Tetapi angin tersebut tidak akan merubah rumus, hanya mempengaruhi nilai u saja. Jika angin bergerak menuju pendengar dengan kecepatan x maka u menjadi u + x. Dan jika menjauhi pendengar maka u menjadi u – x.

(2) Untuk variabel y, z dan t sengaja tidak ditulis karena nilainya tidak berubah.http://narasomanotebook.blogspot.com/2011/05/efek-doppler-untuk-gelombang-bunyi.html 11/05/2014, 20.15