Power Point Materi Gelombang Bunyi

MEDIA PEMBELAJARAN KELAS XII IPA

GELOMBANG BUNYI

Oleh:Dian Mufarridah, M.Pd

NIP. 197809152003122015

SMA NEGERI 2 BONTANG2014

TUJUAN PEMBELAJARAN :

Setelah mempelajari bab ini siswa diharapkan mampu:

1. mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyi,

2. mengidentifikasikan sifat-sifat dasar gelombang bunyi,

3. merancang percobaan untuk mengukur cepat rambat gelombang bunyi,

4. mengklasifikasikan gelombang bunyiberdasarkan frekuensinya,

5. mendeskripsikan tinggi nada bunyi pada beberapa alat penghasil bunyi,

6. menjelaskan intensitas dan taraf intensitas bunyi,

7. menjelaskan intensitas dan resonansi bunyi pada kehidupan sehari-hari,

8. mengidentifikasi gejala pelayangan bunyi,

9. menerapkan asas Doppler untuk gelombang bunyi

10. menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dalam teknologi,

11. menerapkan gelobang bunyi pada pengujian tak merusak.

Bagaimana bunyi bisa terdengar?

Merupakan gelombang longitudinalongitudinal

Merupakan gelombang mekanik, dengan medium perambatan padat, cair, dan gas.

Tidak dapat merambat dalam ruang hampa (vakum)

Bunyi dapat diterima bergantung pada frekuensi, amplitudo, dan bentuk

gelombang

Kecepatan merambat bunyi : padat > cair > gas

Manfaat bunyi: memberikan informasi khusus tentang gejala, peristiwa, atau

identitas suatu benda

BUNYI

BUNYI MEMERLUKAN MEDIUM DALAM MERAMBAT

Sumber:

PENENTU BUNYI

Sumber:

FREKUENSI DAN TINGGI NADA

Tinggi rendahnya nada bergantung pada frekuensi.

Berdasarkan frekuensi bunyi dikelompokkan:

Nada bunyi yang frekuensinya teratur

Desah/Noise bunyi yang frekuensinya tidak teratur

Tabel Frekuensi :

Frekuensi disebut Sifat Pendengar

< 20 Hz Infrasonik Jangkrik

20 Hz – 20.000 HZ FrekuensiAudio/

Audiosonik/range audible

Manusia

> 20.000 HZ Ultrasonik Tidak bisa didengarPanjang gelombang lebih pendekDifraksi lebih kecil

AnjingKelelawarLumba-lumba

Sumber:

Manfaat SONAR (Sound Navigation and Ranging) /Teknik Pulsa – Gema

Pengujian dengan ultrasonik aman karena tidak merusak material

yang dilalui NDT (Non-Destructive Testing)

Binatang yang mampu mendengar dengan frekuensi tersebut :

• anjing ( 50.000 HZ)

•Kelelawar ( 100.000 HZ)

Ultrasonik

Aplikasi Ultrasonik dalam kehidupan sehari-hari :

1) Kelelawar-kelelawar dapat terbang dimalam hari tanpa tabrakan

2) Kacamata tunanetra untuk menentukan jarak disekitar

3) Untuk menentukan kedalaman laut dengan dipancarkannya pulsaultrasonik dari fathometer

4) Untuk mengidentifikasi keretakan-keretakan pada titik-titiksambungan las pada logam

5) Dalam industri bor-bor ultrasonik digunakan untuk membuatberbagai bentuk dan ukuran lubang pada gelas dan baja

6) Dalam bidang kedokteran USG (Ultrasonografi)

AMPLITUDO DAN KUAT NADA

Kuat lemahnya nada/bunyi bergantung pada amplitudo gelombang.

Makin besar amplitudo getaran, makin kuat pula bunyi yang dihasilkan.

Sumber:

EFEK DOPPLER

Persamaan frekuensi doppler :

Keterangan :fp = frekuensi pendengar (HZ)fs = frekuensi sumber (HZ)V = cepat rambat gelombang bunyi dalam medium

vp = kecepatan pendengar (m/s)+ pendengar mendekati sumber bunyi- pendengar menjauhi sumber bunyi

vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)+ sumber bunyi menjauhi pendengar- sumber bunyi mendekati pendengar

Vp Vs

Sumber dan Pendengar saling mendekat :

Contoh Soal :

Interaktif

Contoh Soal:

n (m/s)np (m/s)ns (m/s)fs (HZ)fp (HZ)340 70 20 650 833

#DIV/0!

#DIV/0!

#DIV/0!

#DIV/0!

#DIV/0!

Sumber dan Pendengar saling mendekat :

Vp V

s

Vp V

s

Latihan Soal :

Interaktif

Pendengar mendekati Sumber :

VpVs

Contoh Soal :

Interaktif

n (m/s)np (m/s)ns (m/s)fs (HZ)fp (HZ)340 25 20 1700 1724

#DIV/0!

Pendengar mendekati Sumber :

Vp V

s

Contoh Soal :

Latihan Soal :

Interaktif

Sumber dan Pendengar saling menjauhi :

Vp

Vs

Vs

Interaktif

Contoh Soal :

Sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi 3400 Hz dan pendengar

bergerak saling menjauhi dengan kecepatan masing-masing 60 m/s dan 40

m/s. Kecepatan rambatan bunyi di udara 340 m/s. Frekuensi yang didengar

adalah …..

a. 3400 HZ

b. 3230 HZ

c. 3643 HZ

d. 4533 HZ

e. 2550 HZ

n (m/s)np (m/s)ns (m/s)fs (HZ)fp (HZ)350 25 20 650 571

Sumber dan Pendengar saling menjauhi :

Vp Vs

Sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi

3400 Hz dan pendengar bergerak saling menjauhi

dengan kecepatan masing-masing 60 m/s dan 40

m/s. Kecepatan rambatan bunyi di udara 340 m/s.

Frekuensi yang didengar adalah …..

Sumber mendekati Pendengar :

Vp Vs

Contoh Soal:

Interaktif

Contoh Soal:

n (m/s)np (m/s)ns (m/s)fs (HZ)fp (HZ)340 17 34 918 969

#DIV/0!

#DIV/0!

#DIV/0!

Sumber mendekati Pendengar : Vp Vs

Latihan Soal : 1

Interaktif

Latihan Soal: 2

Interaktif

CEPAT RAMBAT BUNYI

a). Cepat Rambat Bunyi dalam Zat Padat

b). Cepat Rambat Bunyi dalam Zat Cair

n= cepat rambat bunyi (m/s)

E = modulus Young (N/m 2)

= massa jenis zat padat (kg/m 3)

n= cepat rambat bunyi (m/s)

B = modulus Bulk (N/m 2)

= massa jenis zat Cair (kg/m 3)

c). Cepat Rambat Bunyi dalam Gas

n= cepat rambat bunyi (m/s)

R = Konstanta Gas Umum (J/mol K)

T = Suhu Gas (K)

M = massa molekul relatif gas

=Konstanta Laplace

SUMBER BUNYI

misal : gitar, suling, biola, trompet, dll.

Pada saat bergetar, sumber bunyi ini juga akan menggetarkan udara di

sekelilingnya dan kemudian udara menstransmisikan getaran tersebut dalam

bentuk gelombang longitudinal.

SENAR SEBAGAI SUMBER BUNYI

Nada dasar fo (harmonik pertama )l = ½ o atau o = 2 l

Nada atas pertama f1 (harmonik kedua )l = 1 atau 1 = l

s sp

s s

p p

s

Nada atas kedua f2 (harmonik ketiga )l = 3/2 2 atau 2 = 2/3 l

Nada atas ketiga f3 (harmonik keempat)l = 2 3 atau 3 = ½ l

Perbandingan frekuensi alami / frekuensi resonansi pada senar :

f0 : f1 : f 2 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 : 4 : …

s s

p pp

s s

p pp p

s s

s s s

Jumlah perut pada senar/dawai sebagai sumber bunyi :

p = ( n + 1 )

Jumlah simpul pada senar / dawai sebagai sumber bunyi :

s = ( n + 2 )

dengan n = 0, 1, 2, …

S = p + 1

Frekuensi nada pada senar/dawai sebagai sumber bunyi :

Hukum Marsene

1. Pipa Organa Terbuka

Nada dasar fo ( harmonik pertama )l = ½ o atau o = 2 l

Nada atas pertama f1 ( harmonik kedua )l = 1 atau 1 = l

PIPA ORGANA SEBAGAI SUMBER BUNYI

Nada atas kedua f2 (harmonik ketiga )l = 3/2 2 atau 2 = 2/3 l

Perbandingan frekuensi alami / frekuensi resonansi pada pipaorgana terbuka :

f0 : f1 : f 2 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 : 4 : … Hukum I Bernoulli

Jumlah simpul pada pipa organa terbuka sebagai sumber bunyi :

s = ( n + 1 )

Jumlah perut pada pipa organa terbuka sebagai sumber bunyi :

p = ( n + 2 )

dengan n = 0, 1, 2, …

Frekuensi nada pada pipa organa terbuka sebagai sumber bunyi :

p = s + 1

2. Pipa Organa Tertutup

Nada dasar fo ( harmonik pertama )l = ¼ o atau o = 4 l

Nada atas pertama f1 ( harmonik kedua )l = ¾ 1 atau 1 = 4/3 l

Nada atas kedua f2 (harmonik ketiga )l = 5/4 2 atau 2 = 4/5 l

Perbandingan frekuensi alami / frekuensi resonansi pada pipaorgana tertutup :

f0 : f1 : f 2 : f3 : ….. = 1 : 3 : 5 : 7 : … Hukum II Bernoulli

Jumlah perut dan simpul pada pipa organa tertutup sebagai sumber bunyi :

s = p = ( n + 1 )

dengan n = 0, 1, 2, …

Frekuensi nada pada pipa organa tertutup sebagai sumber bunyi :

fn = (2n + 1) f 0

E = ½ k A 2 = ½ m 2 A 2 = 2 2 m f 2 A2

Ket :

E = energi gelombang (J)

k = konstanta (N/m)

A = amplitudo (m)

= frekuensi sudut (rad/s)

f = frekuensi (Hz)

ENERGI GELOMBANG

Sumber:

LENSA AKUSTIK

PERTANYAAN LENSA AKUSTIK

JAWABAN LENSA AKUSTIK

ALASAN LENSA AKUSTIK

Perbandingan intensitas gelombang bunyi pada suatu titik yang berjarak r1 dan r2

dari sumber bunyi adalah :

Intensitas total gelombang bunyi untuk n buah sumber bunyi:

Itotal = I 1 + I 2 + I 3 + … + I n

INTENSITAS GELOMBANG BUNYI

Intensitas ambang pendengaran I0 = 10-12 W/m 2

Intensitas ambang perasaan = 1 W/m2

Intensitas bunyi yang dapat didengar manusia : 10-12 W/m 2 - 1 W/m2

Taraf intensitas bunyi (TI) :

Jika terdapat n sumber bunyi, maka TI total adalah :

TARAF INTENSITAS BUNYI (TI)

Taraf intensitas bunyi di suatu titik berjarak r1 adalah TI1 dan pada

jarak r2 adalah TI2 :

Pelayangan bunyi terjadi jika ada dua buah sumber bunyi yang

memiliki amplitudo sama dan merambat dalam arah yang sama,

namun memiliki frekuensi yang berbeda sedikit.

Bentuk pelayangan bunyi : bunyi akan terdengar keras dan lemah

secara bergantian.

Frekuensi pelayangan :

PELAYANGAN BUNYI

LATIHAN SOAL

1. Foster, Bob. 2000. Fisika SMU Kelas 3. Jakarta : Erlangga.

2. INDOSAT GALILEO

3. PhETcolorado

4. Supiyanto. 2006. FISIKA UNTUK SMA KELAS XII. Jakarta : PHIβETA,

5. WWW. GOOGLE.COM

DAFTAR PUSTAKA