Ketua : Alfid Yoda

Anggota : 1. Adkha Nur W.

2. Devryan Bayu D.

3. Ganar Dzul Hazmi

4. Murniyanti O.

5. Nur Yuniar P. Sari

6. Prayojana Virza S.

7. Rizky Gita

GELOMBANG BUNYI

Melakukan kajian ilmiah untuk mengenali gejala dan ciri-ciri

gelombang bunyi serta penerapannya

EFEK DOPLER

Efek Doppler adalah suatu gejala di mana frekuensi yang didengar oleh seorang

pendengar berbeda dengan frekuensi sumbernya. Jadi jika frekuensi sumber fs

dan frekuensi yang didengar pendengar fp, maka akibat efek doppler

menyebabkan fs tidak sama dengan fp.

Ada tiga kemungkinan hubungan antara fs dan fp:

fp = fs (jika jarak antara sumber dan pendengar tetap)

fp > fs (jika jarak antara sumber dan pendengar selalu menjauh)

fp < fs (jika jarak antara sumber dan pendengar selalu memendek)

Hubungan matematis antara fs dan fp adalah sebagai berikut :

v = cepat rambat gelombang suara (ms-1)

Vp = laju pendengar (ms-1)

Vs = laju sumber bunyi (ms-1)

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)

fp = frekuensi bunyi yang didengar pendengar (Hz)

Cara penggunaan rumus :

- Vp bertanda positif ( + ) jika arah gerak pendengar menuju sumber dan

sebaliknya.

- Vs bertanda positif ( + ) jika arah gerak sumber menjauhi pendengar dan

sebaliknya.

1. ← vs ← vp

PS fp = v + vp . fs

v + vs

fp = v ± vp . fs

v ± vs

2. → vs ← vp

3. → vs → vp

4. ← vs → vs

- Jika pengaruh angin terhadap cepat rambat gelombang suara diperhitungkan, maka rumusnya dapat ditulis :

Va = laju angin (bertanda positif jika searah dengan datangnya gelombang bunyi ke pendengar = arah angina dari pihak sumber bunyi ke pendengar ) dan sebaliknya.

ENERGI GELOMBANG

Gelombang merupakan perambatan energi geteran ( gelombang tidak

merambatkan partikel )

S P

PS

S P fp = v + vp . fs

v - vs

fp = v - vp . fs

v - vs

fp = v - vp . fs

v - vs

fp = (v ± va) ± vp . fs

(v ± va) ± vs

Intensitas Bunyi

- Energi yang dirambatkan tiap satu satuan waktu disebut daya atau :

E = energi bunyi yang dirambatkan, (joule) P= daya bunyi yang (daya akustik),

(joule.s-1 atau watt) t = selang waktu (sekon)

- Daya pada gelombang transversal melalui dawai dapat dirumuskan sebagai :

f = frekuensi gelombang (Hz)µ = massa per satu satuan panjang dawai (kg.m-1)A = amplitudo gelombang (m)V = cepat rambat gelombang (ms-1)

- Intensitas pada gelombang longitudinal dinyatakan sebagai : ρ = massa jenis medium tempat merambat

gelombang (kg.m-3)

- Intensitas bunyi (I ) adalah daya bunyi yang dipancarkan tiap satu satuan luas bidang yang ditembus tegak lurus.

P = daya pancar bunyi (watt )A = luas bidang yang diterobos tegak lurus arah gelombang bunyi ( m2 )

I = intensitas bunyi ( watt.m-2 )

- Intensitas terkecil yang masih dapat didengar oleh manusia disebut” intensitas ambang”.

- Besarnya intensitas ambang pada frekuensi 1000 Hz adalah 10-12

watt.m-2

- Intensitas bunyi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari suatu titik tertentu ke sumber bunyi.

I = intensitas bunyiP = daya keluaran

atau A = luas permukaan(bola = 4πr2 )

Taraf intensitas bunyi ( TI ) didefinisikan sebagai :

EP =

t

P = 2π2 µ f2 A2 v

I = 2π2 ρ v f2 A2

PI = A

P P I = = A 4πr2

I1 r2 2

= I2 r1

l = intensitas bunyi ( W.m-2 )l0 = intensitas ambang bunyi ( W.m-2 )TI = taraf intensitas bunyi (dB )

Jika n buah sumber bunyi bersamaan :

Dari satu sumber bunyi jika di dengar dari sua tempat (dengan jarak ke sumber bunyi berbeda) yaitu r1 dan r2 . Jika dari r1 terdengar bunyi dg taraf intensitas ( TI1 ), maka pada jarak r2 terdengar bunyi dengan taraf intensitas ( TI2 )

atau

APLIKASI GELOMBANG BUNYI

1. KACAMATA TUNANETRAKacamata tunanetra dilengkapi dengan pengirim dan penerima ultrasonic, sehingga tunanetra dapat menduga jarak benda yang ada di dekatnya.

lTI = 10 log

l0

∑ I = n.I TI = TI0 + 10 log n

r2 2

TI2 = TI1 – 10 log r1

r2

TI2 = TI1 – 20 log r1

2. MENGUKUR KEDALAMAN LAUTKedalaman laut dapat ditentukan dengan teknik pantulan pulsa ultrasonic. Pulsa ultrasonic dipancarkan oleh instrument yang dinamakan fathometer. Dengan mengukur selang waktu antara saat pulsa ultrasonic dipancarkan dan saat pulsa ultrasonic diterima, kita dapat mengukur kedalaman laut.

3. MENCUCI BENDA DENGAN ULTRASONIKBeberapa benda seperti berlian dan bagian-bagian mesin, sangat sukar dibersihkan dengan menggunakan spon kasar atau detergen keras.Benda-benda tersebut dapat dibersihkan dengan menggunakan gelombang ultrasonic. Suatu objek (berlian,komponen elektronik atau bagian-bagian mesin) dicelupkan dalam suatu cairan. Gelombang ultrasonic kemudian dikirim melalui cairan, menyebabkan cairan bergetar dengan sangat kuat. Getaran cairan akan merontokkan kotoran yang menempel pada objek tanpa harus menggosok kotoran itu dengan keras.

Contoh soal :1. Seorang penerbang yang pesawatnya menuju ke menara

mendengar bunyi sirine dengan frekuensi 2000 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi 1700 Hz dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka kecepatan pesawat di udara itu adalah …..

A. 196 km/jamB. 200 km/jamC. 216 km/jam

D. 220 km/jamE. 236 km/jam

Penyelesaian :

fp = v + vp . fs

v + vs

2000 = 340 + vp . 1700 340

2000 = 1700 + 5 vp5 vp = 300Vp = 60 m/s x 18/5Vp = 216 km/jam ( C )

2. Intensitas bunyi mesin jahit yang bekerja adalah 10-9 W/m2

maka taraf intensitas bunyi dari 10 mesin jahit sejenis yang sedang bekerja bersama-sama adalah……….A. 400 dBB. 300 dBC. 30 dBD. 3 dBE. 40 dB

Penyelesaian : l

TI0 = 10 log TI = TI0 + 10 log n l0 = 30 + 10 log 10

TI0 = 10 log 10-9 = 30 +1010-12 = 40 dB ( E )

= 10 log 103

= 30 dB

3. Jarak P dan Q ke suatu sumber bunyi masing-masing 3m dan 6m. Jika bunyi itu diterima P dengan intensitas 10-8

Wm-2 maka intensitas yang diterima Q adalah……….A. 2,5 . 10-9 Wm-2

B. 5,0 . 10-9 Wm-2

C. 2,0 . 10-8 Wm-2

D. 4,0 . 10-8 Wm-2

E. 7,0 . 10-8 Wm-2

Penyelesaian :

I1 r2 2

=I2 r1

10-8 3 2 = I2 6

10-8 1 = I2 4

I2 = 4,0 . 10-8 Wm-2 ( D )

4. Jarak A ke sumber bunyi adalah ⅔ kali jarak B ke sumber bunyi tersebut. Jika intensitas bunyi yang didengar adalah l0 , maka intensitas bunyi yang didengar B adalah……..

A. ⅓ l0

B. 4/9 l0C. 2/3 l0D. 3/2 l0E. 9/4 l0

Penyelesaian :

I0 rB 2

=IB r0

I0 B 2 = IB ⅔B

I0 B = IB 4/9B

IB = 4/9 l0 ( B )

5. Suatu sumber bunyi bergerak relative terhadap pendengar yang diam. Bila cepat rambat bunyi di udara 325 ms-1 dan kecepatan bunyi 25 ms-1 , maka perbandingan frekuensi yang diterima pendengar itu pada saat sumber bunyi mendekati dan menjauhi adalah……..

A. 5 : 7B. 6 : 7C. 7 : 6D. 6 : 5E. 5 : 4

Penyelesaian :

fp mendekat : fp menjauh325 + 0 325 + 0

: 325 – 25 325 + 25

325 325:

300 350

1,08 : 0,927 : 6 ( C )

6. Garpu tala x dan y, bila dibunyikan bersama-sama menghasilkan 300 layangan per menit. Garpu x mempunyai frekuensi 300 Hz. Apabila garpu y di tempeli setetes lilin akan menghasilkan 180 layangan per menit dengan garpu x. Frekuensi asli garpu x adalah………

A. 303 HzB. 296 HzC. 305 HzD. 308 HzE. 295 Hz

Penyelesaian :

fpx = 300 = 5 fpx = f1 – f2

60 3 = 300 – f2

f2 = 303 Hz ( A )fpy = 180 = 3

60

7. Jika sebuah sepeda motor melewati seseorang, maka ia menimbulkan taraf intensitas (TI) sebesar 80 dB. Bila sekaligus orang itu dilewati 10 sepeda motor seperti itu, maka besar taraf intensitas 10 sepeda motor adalah……….

A. 8 dBB. 70 dBC. 80 dBD. 90 dB

E. 800 dB

Penyelesaian :

TI = TI0 + 10 log n80 = TI0 + 10 log 1080 = TI0 + 10TI0= 70 dB ( B )

8. Sebuah alat ukur intensitas diletakkan pada jarak 2m dari sumber bunyi, intensitas yang diterima pada jarak ini 1 Wm-2. Agar intensitas yang diterima menjadi 0,25 Wm-2

maka alat ukur tersebut harus digeser sejauh…………A. 2m, menjauhi sumber bunyiB. 4m, menjauhi sumber bunyiC. 4m, mendekati sumber bunyiD. 2m, mendekati sumber bunyiE. 16m, menjauhi sumber bunyi

Penyelesaian :

I1 r2 2

=I2 r1

1 r2 2 =0,25 2

r2

4 = 4

r2 = √16 r2 = 4m, mendekati sumber bunyi ( B )

9. Gelombang bunyi dengan frekuensi 256 Hz merambat di udara dengan kecepatan 330 ms-1. Kecepatan rambat gelombang bunyi dengan frekuensi 512 Hz di udara adalah…..

A. 82,5 ms-1

B. 165 ms-1

C. 330 ms-1

D. 660 ms-1

E. 1320 ms-1

Penyelesaian :

f fu=

V Vu 256 512

=330 Vu

Vu = 660 ms-1 ( D )

10. Untuk pernyataan berikut. P adalah pendengar dan S adalah sumber bunyi yang sedang bekerja.(1) P dan S saling menjauhi(2) P menjauhi S yang diam(3) P yang diam dijauhi S(4) P dan S sama-sama ke kanan dengan laju yang sama

Diantara pernyataan di atas yang berlaku untuk P yang mendengar bunyi S dengan frekuensi lebih rendah dari frekuensi sebenarnya drai S adalah nomor…….A. (1),(2),dan (3)B. (1),(2),(3),dan (4)C. (1),dan (3) sajaD. (2),dan (4) sajaE. (4) saja

Jawaban : C