Bahan Ajar Kelas XII IPABahan Ajar Kelas XII IPA

Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar

Indikator Pencapaian

Materi

Latihan Soal-soal

Uji Kompetensi

Keluar

NEXTPREV

Standar Kompetensi :Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah

Kompetensi Dasar :Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyi dan cahaya.

NEXTPREV

Indikator Pencapaian

• Mendeskripsikan gejala gelombang bunyi

• Mendiskripsikan ciri-ciri gelombang bunyi

NEXTPREV

Bunyi

Benda yang bergetar dapat menghasilkan sumber bunyi, tetapi tidak semua benda yang bergetar menghasilkan bunyi yang dapat diterima oleh pendengaran manusia, adanya keterbatasan pendengaran manusia menerima frekuensi bunyi. Batasan frekuensi yang dapat diterima oleh manusia akan kita bahas lebih lanjut pada pembahasan berikutnya. Bunyi yang dihasilkan sumber bunyi dicirikan oleh frekuensi yang dihasilkan, ciri tersebut akan kita bicarakan pada pembahasan ini adalah terbatas pada dawai dan pipa organa.

NEXTPREV

A. Dawai :Getaran yang dihasilkan dari getar, biola ataupun

kecapi merupakan sumber bunyi . Hal ini telah dirumuskan oleh Marsene ,dengan menunjukkan persamaan-persamaan sebagai berikut :

NEXTPREV

1. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasar

f0=V/2L½λ = L

L

2. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasar

f1=V/L

L

(3/2)λ = L

3. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasar

f2=3V/2L

NEXTPREV

λ = L

L

Dengan demikian untuk kecepatan perambatan pada dawai tetap, akan diperoleh perbandingan antara frekuensi nada-nada pada dawai sebagai berikut :

3:2:123::

2:: 210

LLv

Lvfff

NEXTPREV

Perbandingan frekuensi nada-nada tersebut merupakan bilangan bulat . Telah kita ketahui bahwa kecepatan rambat gelombang dalam dawai adalah :

MeldeHukummakaFv ,

F

Lf

21

0

11 FfL

1. Nada Dasar :

232

FfL

2. Nada atas pertama :

3. Nada atas Kedua:

Secara umum frekuensi nada - nada pada senar dirumuskan :

12nn FfL

Ket :F = Tegangan Dawai ( N )μ = massa persatauan panjang (kg/m ) L = Panjang dawai ( m )fn = frekuensi nada ke n ( Hz )

NEXTPREV

Pipa Organa :1. Pipa Organa Terbuka

LvfL202

1

Pipa organa terbuka adalah alat tiup berupa tabung yang kedua ujungnya terbuka . Jika pola gelomabang yang dihasilkan seperti pada gambar :

(a)

Nada dasar (f0)

Nada atas pertama (f1) LvfL 1

LvfL231 22

1 Nada atas kedua (f2)

(b)

(c)

NEXTPREV

Dengan demikian, diperoleh perbandingan antara frekuensi nada-nada pada pipa organa terbuka sbagai berikut :

F

Lf

21

0

F

Lf 11

F

Lf

23

2

a. Frekuensi nada dasar

b. Frekuensi nada atas pertama

c. Frekuensi nada atas kedua

NEXTPREV

Secara umum , bentuk persamaan frekuesi

vL

nfFL

nf nn 21

21

F = Gaya tegangan tali ( N ) μ = m/L dalam (kg/m) n = 0,1,2,... bilangan cacah. L = Panjang pipa organa (m) v = kecepatan bunyi di udara (m/s)

f0 : f1 : f2 = 1 : 2 : 3 atau fn = ( n +1 )f0

NEXTPREV

2. Pipa Organa TertutupPipa organa tertutup merupakan kolom udara atau tabung yang salah satu ujungnya tertutup. Pada ujung yang tertutup menjadi simpul gelombang karena udara tidak bebas bergerak dan ujung lainnya terbuka menjadi perut gelombang.

LvfL404

1

Jika pola gelomabang yang dihasilkan seperti pada gambar :

LvfL43

143

LvfL45

245

a. Nada Dasar

b. Nada Atas Pertama

c. Nada atas kedua

(a)

(b)

(c)

NEXTPREV

Soal Latihan

1. Sepotong dawai yang kedua ujungnya terikat memiliki panjang 5 meter, massa jenisnya μ = 40 gram/m menghasilkan frekuensi nada dasar f0 = 20 Hz. Tentukan : a. Tegangan dawai b. Frekuensi serta panjang gelombang pada nada atas pertamc. Frekuensi serta panjang gelombang pada nada atas kedua

2. Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 2 m mengasilkan dua frekuensi harmonik yang berturut – turut adalah 410 Hz dan 495 Hz. Tentukan cepat rambat bunyi pada pipa organa tersebut .

3. Sebuah pipa organa tertutup yang panjangnya 50 cm. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s . Tentukan frekunsi : (a). Nada dasar (f0) ;(b). Nada atas pertama (f1) ;(c). Nada atas kedua (f2)

NEXTPREV

Pembahasan1. Jawab . Diketahui : L = 5 m ; μ = 40 gram/m = 4x 10-2kg/m; f0 = 20 HzDitanyakan : a. F = ......? b. f1 = ..... ? ; λ1 = ......? c. f2 = ......? ; λ2 = ......?Penyelesaian :

F

LfF

Lf

41)(

21)( 2

0

2

20

FF

22

22 10.4.20.)10(4

10.4)5(41)20(

NF 320

a.

b. . fn = ( n + 1 )f0

f1 = ( 1+1)20 = 40 Hz

λ1 = L= 5 m

c. fn = ( n + 1 )f0

f2= ( 2 + 1 )20 = 60 Hz

mL 33,35.32

32

2

NEXTPREV

2. Jawab.Diketahui : fn = 410 Hz ; f(n+1) = 495 Hz Ditanyakan : V = ..... ?

HzLvnfn 4102)1(

HzLvnf n 4952)2()1(

Lvn

Lvnff nn 2

)1(2)2()1(

Lv

lv

285

2410495

smvLv /3402.2.852

85

NEXTPREV

3. Diketahui : L = 50 cm = 0,5 m; V = 340 m/sDitanyakan : (a). f0 = ........ ? (b). f1 = ........ ?(c). f2 = ........ ?

HzLvf 170

2340

)5,0(4340

40 a.

b.

Hzf 510170.3170)11.2(2

Hzf 850170.5170)12.2(2

0)12( fnfn

c.

NEXTPREV

Penyelesaian :

Referensi • Fisika SMA XII, Marten Kanginan,

Erlangga• www.praweda.com

NEXTPREV