2013

HERLITA PUTRI SILALAHI

FAKULTAS FARMASI UNIVERSITAS JEMBER

10/25/2013

GELOMBANG DAN GETARAN

ii

KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan

rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusunan buku ini dapat diselesaikan. Buku ini

membahas tentang Gelombang dan Getaran yang sudah biasa kita temukan dalam kehidupan

sehari-hari namun kurang disadari.

Sebagai penyusun buku ini, penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang

telah membantu dan mendukung dalam menyelesaikan makalah ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa masih banyak kekurangan pada buku ini. Oleh

sebab itu, penulis mengharapkan adanya kritik dan saran yang membangun dari semua pihak

agar makalah ini lebih sempurna lagi. Dan penulis berharap semoga buku ini bermanfaat bagi

kita semua. Khususnya bagi para pembaca agar lebih memahami tentang Pancasila sebagai

pandangan hidup dasar pemersatu bangsa Indonesia.

Jember, 25 Oktober 2013

Penyusun

iii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR......................................................................................................................................... ii

DAFTAR ISI .................................................................................................................................................... iii

DAFTAR TABEL ............................................................................................................................................. iv

DAFTAR GAMBAR ......................................................................................................................................... iv

BAB I PENDAHULUAN ................................................................................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ......................................................................................................................... 1

1.3. Tujuan dan Manfaat ...................................................................................................................... 1

BAB II PEMBAHASAN ..................................................................................................................................... 2

2.1 Pengertian Getaran ....................................................................................................................... 2

2.1.1 Frekuensi Getaran ................................................................................................................ 3

2.1.2 Periode Getaran .................................................................................................................... 3

2.1.3 Energi Getaran ...................................................................................................................... 3

2.2 Materi dalam Getaran ................................................................................................................... 4

2.2.1 Gaya pada gerak harmonic ................................................................................................... 4

2.2.2 Getaran pada Ayunan Sederhana ......................................................................................... 4

2.2.3 Getaran pada Benda Pegas ................................................................................................... 5

2.3 Pengertian Gelombang ................................................................................................................. 6

2.3.1 Jenis-jenis Gelombang .......................................................................................................... 6

2.3.2 Besaran Gelombang .............................................................................................................. 8

2.4 Bagian Gelombang ........................................................................................................................ 8

2.4.1 Energi Gelombang ................................................................................................................. 8

2.4.2 Pemantulan Gelombang ....................................................................................................... 9

2.4.3 Gelombang Berjalan .............................................................................................................. 9

2.4.4 Gelombang Stasioner .......................................................................................................... 10

2.5 Bunyi ........................................................................................................................................... 12

2.5.1 Perambatan Gelombang Bunyi ........................................................................................... 12

2.5.2 Sumber-sumber Bunyi ........................................................................................................ 13

2.5.3 Intensitas Bunyi ................................................................................................................... 14

2.5.4 Efek Doppler ........................................................................................................................ 15

BAB III PENUTUP ......................................................................................................................................... 17

3.1 Kesimpulan .................................................................................................................................. 17

DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................................................................... 18

iv

DAFTAR TABEL Table 1 Tabel cepat rambat bunyi .............................................................................................................. 14

DAFTAR GAMBAR Figure 1 ......................................................................................................................................................... 2

Figure 2 ......................................................................................................................................................... 4

Figure 3 ......................................................................................................................................................... 4

Figure 4 ......................................................................................................................................................... 5

Figure 5 ......................................................................................................................................................... 7

Figure 6 Gelombang Longitudinal ................................................................................................................. 7

Figure 7 Pemantulan Pada Gelombang......................................................................................................... 9

Figure 8 Ujung terikat ................................................................................................................................. 10

Figure 9 Pemantulan ujung tetap ............................................................................................................... 11

Figure 10 Pemantulan ujung terikat ........................................................................................................... 11

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Pada zaman globalisasi dewasa ini,perkembangan teknologi modern berkembang

dengan pesat dan memberikan dampak penting dalam segi kehidupan. Teknologi dapat

memudahkan pekerjaan dan memperpendek jarak komunikasi ,misalnya dengan

menggunakan telepon. Salah satu hal penting yang mendukung keberadaan teknologi

adalah sarana,misalnya energy atau gelombang yang digunakan sebagai media. Hal ini

tentu saja berhubungan dengan dunia fisika.

Gejala getaran banyak ditemukan dalam kehidupan sehari-hari. Getaran bandul

jam dinding, senar gitar yang dipetik, dan pita suara yang bergetar sehingga

menimbulkan bunyi,getaran pada mistar yang ditarik merupakan beberapa contoh benda

yang melakukan getaran.

Gejala gelombang dapat kita lihat misalnya pada gelombang bunyi, gelombang

pada air yang beriak, gelombang cahaya matahari yang menyinari bumi. Dan saya akan

membahas penjelasan mengenai getaran dan gelombang serta pemanfaatannya dalam

kehidupan sehari-hari secara spesifik.

Pada bab ini akan dipelajari pengertian getaran, materi dalam getaran,pengertin

gelombang,jenis gelombang dan besaran yang berkaitan.

1.2. Rumusan Masalah

Dari berbagai ulasan yang tertera di latar belakang masalah makalah ini,maka

dapat di ambil beberapa rumusan masalah yaitu :

1. Pengertian dari getaran

2. Materi dalam getaran

3. Pengertian dari gelombang

4. Bagian-bagian dari gelombang

5. Pengertian dari bunyi

1.3. Tujuan dan Manfaat Tujuan dan manfaat dari penulisan makalah ini adalah :

1. Untuk mengetahui pengertian getaran dan bagian –bagian dari getaran

2. Untuk mengetahui pengertian gelombang dan bagian-bagian dari gelombang

3. Untuk mengetahui manfaat getaran dan delombang dan mempelajari fenomena bunyi

yang erat kaitannya dengan kehidupan sehari-hari.

2

BAB II PEMBAHASAN

2.1 Pengertian Getaran

Getaran adalah gerak bolak-balik suatu benda melalui titik seimbangnya secara

periodic. Gerak periodic adalah suatu getaran atau gerakan yang dilakukan benda secara

bolak-balik melalui jalan tertentu yang kembali lagi ke tiap kedudukan dan kecepatan

setelah selang waktu tertentu. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali bergetar penuh ,

yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut. Satu kali getaran adalah ketika benda

bergerak dari titik C-A-B-A-C atau dari titik A-B-A-C-A misalnya jam dinding yang

memakai bandul. Jarum jam tersebut bergerak akibat adanya gerak bolak-balik. Bandul

tidak pernah melewati lebih dari titik B atau titik C karena titik tersebut merupakan

simpangan terjauh.

Simpangan maksimum yang dilakukan pada peristiwa getaran disebut amplitudo.

Dari titik B atau titik C benda akan berhenti sesaat sebelum kembali bergerak. Contoh

amplitudo adalah jarak AB atau jarak AC. Jarak antara kedudukan bendayang bergetar

pada suatu saat sampai kembali pada kedudukan seimbangnya disebut simpangan.

(Hidayat, 1999)

Perhatikan gambar 1.1.

Figure 1

titik A merupakan titik keseimbangan

simpangan terbesar terjauh bandul ( ditunjuk kan dengan jarak AB = AC )

disebut amplitudo getaran

jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran penuh.

Selain itu gejala getaran dapat dilihat misalnya: getaran pada sinar gitar saat dipetik,

getaran beduk saat dipukul, getaran pada pita suara,getaran pada mistar yang ditarik

dll.

3

Hubungan Periode dan Frekuensi Getaran

2.1.1 Frekuensi Getaran

Salah satu besaran yang sering dipakai untuk menggambarkan karakter sebuah

getaran adalah frekuensi. Banyaknya getaran penuh yang terjadi tiap satuan waktu

dinamakan frekuensi yang dilambangkan sebagai f. jadi sat getaran dapat berupa getaran

/menit,bahkan getaran per/jam. Bila satuannya dinyatakan dalam sekon maka disebut

getaran/sekon atua sering juga dinamakan siklus/sekon dan 1 getaran/sekon = 1

siklus/sekon = 1Hz (Hertz adalah satuan frekuensi, sesuai nama fisikawan

Jerman,Heinrich Rudolf Hertz, yang berjasa di bidang gelombang).

Frekuensi dapat dinyatakan dalam satuan matematika sebagai berikut:

Frekuensi (f) = Jumlah getaran / Waktu getaran (t)

2.1.2 Periode Getaran

Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran penuh.

Periode dinyatakan dalam satuan sekon. Periode dapat dinyatakan dlam rumus

matematika sebagai berikut:

Periode getaran (T)= waktu getar /Jumlah getaran (n)

Hubungan antara Periode dan Frekuensi dapat dinyatakan dengan :

f= 1/T

T =1/f

Keterangan : f= ferekuensi T=periode

2.1.3 Energi Getaran

Telah dijelaskan bahwa getaran adalah sebuah gerakan,karena itu setia getaran pasti

terkait sejumlah energi yang kita kenal sebagai Energi Kenetik,yaitu energy yang dimiliki

benda atau system karena keadaannya yang bergerak itu.

Dengan rumus, Ek=1/2 mv2

, dimana m=massa benda (kg) dan v= kecepatan benda

(m/s).

Sebuah benda yang berada di atas sebuag permukaan juga mempunyai energy yang

terkait kedudukan tersebut,yang disebut energi potensial gravitasi. Karena benda

mempunyai energi potensial gravitasi ini ,maka ia mendapatkan kerja yang dilakukan

oleh gaya gravitasi ketika jatuh. Besarnya energi potensial dinyatakan dengan,

4

Ep = mgh, dengan m = massa benda (kg), g = percepatan gravitasi (m/s2),

h = jarak titik pusat massa benda ke acuan nol (m).

Penjumlahan antara energi kinetic dan energi potensial disebut Energi Total atau

energi mekanik,dimana Ek = Ek+Ep. Hukum kekekalan energi menyatakan bahwa,tanpa

adanya gesekan dan kerja dari luar, maka energi awal dan energi akhir total adalah sama.

2.2 Materi dalam Getaran

2.2.1 Gaya pada gerak harmonic

Didalam getaran terdapat istilah gaya pada gerak harmonik, sama dengan

pemaparan yang diatas gerak harmonik adalah gerak bolak balik suatu benda dengan

melalui titik setimbangnya dan gerak bolak balik yang melalui titik setimbangnya

tersebut disebut gaya pemulih,gaya pemulih dibagi menjadi 2 yaitu, gaya pemulih pada

ayunaan sederhana dan gaya pemulih pada pegas.

Sebuah benda titik P melakukan gerak melingkar dengan jari-jari A

Figure 2

Dimana =kecepatan sudut (rad/s)

=konstanta fase (radian)

f =frekuensi (Hertz)

Proyeksi kedudukan titik P terhadap sumbu Y memenuhi persamaan

2.2.2 Getaran pada Ayunan Sederhana

Figure 3

5

Frekuensi dan Periode Ayunan

2.2.3 Getaran pada Benda Pegas

Figure 4

kedudukan kesetimbangan :

k = Konstanta gaya pegas (N/m)

m = massa benda (kg)

»»

Pada pegas terjadi gaya pemulih dari dua arah, mulanya ketika oegas diberi beban

dan ditarik kebawah kita anggap sebagai titik –y, kemudian dilepas maka pegas akan

terlontar ke atas menuju titik tertinggi ,kita sebut saja titik y. Pada saat posisi di puncak

kecepatan pegas adalah v=0, disaat itu juga terjadi gaya pemulih pada pegas yang

arahnya vertikal ke bawah menuju titik terendah, sama halnya pada puncak di titik bawah

g

LT 2

L

gF

2

1

k

mπ2T

m

k

π2

1f

6

pegas juga mengalami kecepatan sebesar v=0 dan kembali terjadi gaya pemulihan yang

arahnya vertical ke atas, gerakan itu berulang-ulang sampai pada titik setimbangnya.

2.3 Pengertian Gelombang

Gelombang adalah suatu getaran yang merambat,selama perambatannya gelombang

membawa energi. Gelombang terjadi karena adanya sumber getaran. Pada gelombang,

materi yang merambat memerlukan medium,tetapi medium atau perantarannya tidak ikut

berpindah. (Bueje, F; Jerde, D, 1995)

2.3.1 Jenis-jenis Gelombang Menurut zat perantaranya gelombang di bedakan menjadi dua macam yaitu:

- Gelombang elektromagnetik

- Gelombang mekanik

a. Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium/

perantara. Misalnya adalah gelombang cahaya. Cahaya matahari bisa sampai ke

bumi,padahal di atas atmosfer adalah ruang vakum/ruang hampa,tidak ada medium

apapun untuk merambat. Hal ini membuktikan bahwa cahaya tidak memerlukan medium

untuk merambat,sehingga cahaya termasuk kedalam gelomabang elektromagnetik.

Contoh lainnya adalah gelombang radio,gelombang TV,gsinar-X, dan sinar gamma.

b. Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium/perantara untuk

merambat. Di bulan astronot tidak dapat mendengarkan bunyi karena tidak udara sebagai

medium perambatan bunyi. Jadi gelombang mekanik tidak dapat merambat tanpa

medium. Sebagai contoh adalah gelombang tali,gelombang bunyi,gelombang pada dawai,

gelombang air laut dan sebagainya.

Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya gelombang di bedakan atas gelombang

transversal dan gelombang longitudinal.

c. Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan

arah perambatannya. Suatu gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang

transversal jika pertikel-partikel mediumnya bergetar ke atas 6ank e bawah dalam arah

tegak lurus terhadap gelombang. Contoh gelombang transversal adalah getaran sinat gitar

yang dipetik,dan gelombang tali. Ketika kita menggerakkan tali naik turun, tampak

bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang.

Bentuk gelombang transversal tampak seperti gambar di bawah ini.

7

Figure 5

S= sumber gelombang

λ = lamda

A= amplitudo

Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik terendah disebut lembah.

Amplitudo adalah ketinggian maksimum puncak atau kedalaman maksimum

lembah,diukur dari posisi setimbang. Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada

gelombang disebut panjang gelombang (disebut lamda-huruf Yunani).satu panjang

gelombang transversal memiliki satu bukit dan satu lembah. Panjang gelombang juga

bisa dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari lembah ke lembah.

d. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah

rambatnya.

Figure 6 Gelombang Longitudinal

Jika slinki digerakkan searah dengan panjangnya dengan cara mendorong dan

menariknya, akan terbentuk pola-pola gelombang. Satu panjang gelombang adalah jarak

antara satu rapatan dan satu renggangan atau jarak dari ujung renggangan sampai ke

ujung renggangan berikutnya.

Pada gambar di atas tampak bahwa arah getaran sejajar dengan arah rambatan

gelombang. Serangkaian rapatan dan regangan merambat sepanjang pegas. Rapatan

merupakan daerah di mana kumparan pegas saling mendekat, sedangkan regangan

merupakan daerah di mana kumparan pegas saling menjauhi. Jika gelombang tranversal

memiliki pola berupa puncak dan lembah, maka gelombang longitudinal terdiri dari pola

rapatan dan regangan.

8

2.3.2 Besaran Gelombang

a. Panjang Gelombang

Panjang gelombang () = jarak yang ditempuh gelombang dalam satu periode. Satu panjang gelombang untuk gelombang transversal adalah satu bukit dan satu lembah.

Satu panjang gelombang longitudinal adalah satu rapatan dan satu renggangan yang

berdekatan. Satuan panjang gelombang dalam SI adalah meter (m).

b. Amplitudo

Amplitudo adalah simpangan gelombang paling jauh amplitudo hanya ada pada

gelombang transversal.

c. Hubungan antara frekuensi,periode dan cepat rambat gelombang

Peride gelombang (T),yaitu waktu yang di prlukan untuk menempuh satu

gelombang,satuanny adalah sekon (s). Frekuensi gelombang (f), yaitu jumlah gelombang

yang terbentuk dalam satu detik,satuannya adalah Hz (hertz). Cepat rambat gelombang

(v) yaitu jarak yang di tempuh gelombang dalam waktu satu detik ,satuannya adalah

meter/detik (m/s)

Rumus cepat rambat gelombang dinyatakan sebagai berikut:

Bila S = karena 1/T=f

Maka:

t=T

S=jarak tempuh (meter)

=panjang gelombang (meter)

f=frekuensi (Hertz)

t= waktu(sekon)

T=periode

v=cepat rambat (meter/sekon)

2.4 Bagian Gelombang

2.4.1 Energi Gelombang Setiap gelombang merambatkan energi. Pada gelombang mekanik,hal ini

diperlihatkan ketika energi yang dirambatkan melalui gelombang air mampu

memindahkan gabus yang semula terapung tenang di atas permukaan air. Tudaj stabilnya

kapal di laut yang sering disebabkan oleh ombak laut membuktikan adanya sejumlah

energi yang dibawa oleh gelombang. Panas matahari yang terasa di bumi kita, juga

disebabkan karena gelombang elektromagnetik yang dipancarkan oleh matahari

merambatkan/meradiasikan energi panas ke bumi. Sementara itu, pemindahan energi

melalui gelombang elektromagnetik tanpa disadari, manfaatnya sudah biasa dinikmati

t

S v

T v

f x v

9

dalam kehidupan seharihari. Contohnya, seseorang dapat menikmati alunan musik dari

stasiun radio yang jauh letaknya karena adanya gelombang radio yang mengangkut energi

bunyi musik itu. Berkat gelombang mikro, seorang pemilik perkebunan dapat memberi

perintah pada para karyawannya di areal kebun yang luas dan mengendalikan

perusahaannya hanya dari sebuah telepon gengggam. Semua cara berkomunikasi ini

dapat terlaksana berkat gelombang elektromagnetik, yang dapat mengangkut energi

informasi ke berbagai tempat. Contoh lain bahwa gelombang membawa sejumlah energi

adalah terjadinya kerusakan di mana-mana ketika terjadi gempa. Kekuatan gempa

biasanya dinyatakan oleh skala Richter yang diusulkan oleh Charles Richter. Richter

mengaitkan kekuatan gempa dengan log1

amplitudo maksimum suatu getaran yang

diukur dalam mikrometer. Amplitudo maksimum itu harus diukur pada jarak 100 km dari

pusat gempa. Jadi misalkan rekaman gempa yang diperoleh dari alat perekam gempa

yang disebut seismometer yang dipasang 100 km dari pusat gempa menunjukkan

amplitudo maksimum 1 mm = 103

m; maka ini berarti bahwa kekuatan gempa itu

(berhubungan dengan energinya) adalah Log (10)3

= 3 skala Richter.

2.4.2 Pemantulan Gelombang Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda padat,

maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Pemantulan ini merupakan salah satu sifat

dari gelombang.

Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang tali

Figure 7 Pemantulan Pada Gelombang

2.4.3 Gelombang Berjalan Pada gelombang berjalan amplitudo nya tetap. Misalkan titik asal getran P telah

bergetar naik turun selama t sekon.Persamaan gelombang titik Q sesuai dengan

persamaan simpangan getaran harmonik sederhana dengan sudut fase awal θo adalah :

y = A sin (ωt kx+ θo)

1 Logaritma dengan basis 10

10

dimana:

A=amplitudo

θo= sudut fase awal (rad)

ωt = sudut fase asal gelombang (rad/s)

ω=2 f=kecepatan sudut (rad)

k=

=bilangan gelombang(meter)

Beda fase dapat dinyatakan dengan,

=

o Syarat gelombang sefase/kuat/konstruktif/terang

= 0,1,2,3,……

o Syarat gelombang berlawanan fase/lemah/destruktif/gelap

= 1/2,3/2,5/2,…..

2.4.4 Gelombang Stasioner Gelombang stasioner dapat juga disebut gelombang diam atau gelombang tegak

atau gelombang berdiri.

Pada gelombang ini nilai A berubah.gelombang stasioner adallah hasil superposisi

atau interfase perpaduan 2 gelombnag yang koheren. Keheren berarti nilai amplitudo dan

frekuensinya sama.

Gelombang tegak ini dibedakan menjadi menjadi 2 yaitu gelombang oada ujung

terikat/tetap dan gelombang pada ujung bebas.

o Pada ujung terikat/tetap

Figure 8 Ujung terikat

Persamaan gelombang adalah:

Ar = 2A sin kx

= 2A sin

x

11

- Letak simpul

Xs= 0,1/2

- Letak Perut

Xp=

o Pada ujung bebas

Persamaan gelombang pada ujung bebas adalah

Ar = 2A cos kx

= 2A cos

x

- Letak Simpul

Xs=

- Letak Perut

Xp= 0,1/2

Figure 9 Pemantulan ujung tetap

Figure 10 Pemantulan ujung terikat

Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan mengalami perubahan bentuk atau

fase. Akan tetapi pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau

fasenya.

12

2.5 Bunyi

Bunyi adalah energi yang dirambatkan dalam bentuk gelombang. Gelombang bunyi

ini dapat menyebabkan sensasi aural, artinya gelombang bunyi dapat kita dengar.

Bunyi timbul karena adanya sumber yang bergetar dengan getarannya yang

merambat merupakan suatu gelombang. Gelombang bunyi merupakan gelombang

mekanis yang dapat merambat melalui berbagai medium (padat, cair, dan gas/udara).

Gelombang bunyi merambat di udara dalam bentuk gelombang longitudinal.

2.5.1 Perambatan Gelombang Bunyi Gelombang bunyi yang dirambatkan di udara menghasilkan pemampatan dan

peregangan dan pemampatan serta peregangan ini dirambatkan. Jadi gelombang bunyi

yang merambat di udara termasuk gelombang longitudinal, karena arah rambatnya sama

dengan arah perapatan dan peregangan.

Gelombang bunyi membutuhkan medium untuk merambatkan gelombang bunyi. Ia

tidak seperti gelombang electromagnet yang dapat merambat diruang hampa. Karena itu

apara astronaut tidak dapat menggunakan bunyi untuk berkomunikasi di bulan,karena di

bulan tidak ada udara. Perambatan gelombang menjadi sarana bagi binatang-bnatang

untuk berkomunikasi. Kelelawar misalnya menggunakan bunyi ultra untuk mengegtahui

letakmangsa yang hendak ditangkapnya.

Gelombang bunyi tidak hanya merambat di udara tetapi dapat juga merambat di zat

cair maupun zat padat. Lumba-lumba dan ikan paus misalnya, dapat berkomunikasi

dengan sesamanya melalui bunyi yang dirambatkan di air. Bunyi yang dihasilkan

lumbalumba berkisar dari 250 Hz sampai 150.000 Hz. Diduga bahwa lumbalumba

mempunyai bahasa di antara mereka seperti halnya manusia.Lumba – lumba yang

mengeluarkan bunyi untuk menentukan letak suatu objek (echolocation) dan

berkomunikasi.

Bunyi merambat lebih cepat di air dibandingkan di udara. Gelombang bunyi juga

merambat lebih cepat di zat padat. Bukti bahwa gelombang bunyi merambat lewat zat

padat dapat dibuktikan kalau telinga ditempelkan di dinding pemisah antara dua kamar.

Bukankah bunyi-bunyi yang ada di ruang sebelah dapat didengar? Jadi gelombang bunyi

merambat di zat cair, gas dan zat padat, namun dengan kecepatan rambat yang berbeda.

Kecepatan rambat bunyi di udara adalah 346 m/s (jauh lebih kecil dari kecepatan rambat

cahaya; itulah sebabnya ketika terjadi badai, kilat akan terlihat terlebih dahulu sebelum

suara guruh/petir terdengar), sedangkan di air kecepatan rambatnya 1498 m/s. Di zat

padat kecepatan rambatnya tergantung pada jenis zat padatnya. Dalam baja kecepatannya

5200 m/s, di karet hanya 60 m/s, sedangkan di kayu 1850 m/s.

Beberapa pesawat jet dapat bergerak dengan kecepatan yang lebih tinggi, yaitu

dua atau tiga kali lebih cepat dibandingkan kecepatan rambat bunyi. Kecepatan yang

lebih tinggi dari kecepatan bunyi ini dinamakan supersonik. Bila pesawat bergerak

dengan kecepatan supersonik, maka ia bergerak lebih cepat dari bunyi yang dihasilkan

mesinnya. Karena itu, ketika sebuah pesawat supersonik lewat di atas Anda, maka

pesawat itu sudah akan berada cukup jauh sebelum bunyi pesawatnya terdengar.

13

Glamorous Glennis yang dipiloti oleh Chuck Yeager, adalah pesawat pertama yang

bergerak dengan kecepatan yang melebihi kecepatan rambat bunyi. Gerakan pesawat

yang melampaui kecepatan rambat bunyi ini akan menimbulkan bunyi yang sangat keras

yang disebut sebagai sonic boom. Kecepatan rambat bunyi di udara yang besarnya

346m/s dinamakan 1 Mach. Pada 14 Oktober, 1947 itulah Chuck Yeager menerbangkan

pesawat dengan kecepatan yang lebih dari 1 Mach. Dengan berkembangnya teknologi,

sekarang pesawat supersonik sudah dapat terbang dengan kecepatan 2 Mach bahkan

sampai 3 Mach. Contohnya adalah pesawat Concorde yang menyeberangi Lautan

Atlantic dalam waktu yang sangat singkat. Satu- satunya kerugian dari pesawat

supersonik adalah sonic boom yang dihasilkannya. Sonic boom itu sedemikian kerasnya

hingga dapat memecahkan jendela bahkan dapat menjatuhkan pigura-pigura yang

digantungkan di dinding. Karena itulah pesawat supersonik tidak diperkenankan terbang

di atas daerah yang banyak penduduknya.

Syarat-syarat terdengarnya bunyi:

- Adanya sumber bunyi

- Adanya medium atau zat perantara

- Adanya telinga atau alat pendengaran

- Getaran mempunyai frekuensi tertentu (20 Hz – 20.000 Hz

Macam-macam bunyi berdaearkan frekuensinya:

- Infrasonik : bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz. Bunyi ini bisa

didengar oleh jengkerik

- Audiosonik : bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Bunyi

ini dapat didengar oleh manusia

- Ultrasonik : bunyi yang frekuensinya lebih dari 20.000 Hz. Bunyi ini dapat

didengar oleh kelelawar, lumba – lumba, anjing, dan kucing.

2.5.2 Sumber-sumber Bunyi a. Dawai

Besar frekuensi dawai dapat ditentukan dengan rumus

Dengan

V=

dimana F =tegangan dawai (N)

=

V= Cepat rambat gelombang pada dawai (m/s)

b. Pipa Organa

o Pipa Organa Terbuka

14

o Pipa Organa Tertutup

Table 1 Tabel cepat rambat bunyi

Cepat rambat bunyi tergantung pada jenis medium perantaranya dan suhu

medium tersebut. (Foster, 2011)

2.5.3 Intensitas Bunyi Telah dijelaskan bahawa bunyi adalah energi yang dirambatkan dalam bentuk

gelombang. Banyak sedikitnya energi bunyi yang diterima di suatu tempat dinyatakan

melalui besaran intensitas bunyi (I). Intensitas bunyi adalah energi yang dirambatkan tiap

sekon melalui satu satuan luas yang tegak lurus arah rambat gelombang bunyi tersebut.

Karena energi per satuan waktu menyatakan daya,maka intensitas bunyi juga dapat

dikatakan daya yang menembus tiap satuan luasan yang tegaklurus arah rambat gelobang

bunyi itu. Dalambentuk matematika dituliskan sebagai:

(Kanginin, 2000)

Dimana :

P= daya bunyi (watt)

A= luas bidang yang ditembus tegak lurus oleg gelombang bunyi (m2)

r = jarak dari sumber bunyi ke pendengar/titik ukur (m)

Taraf Intensitas skala desibell merupakan besaran scalar. Taraf Intesitas dapat disefinisikan

sebagai logaritna intensitas dengan intensitas ambang(I0). Dapat dirumuskan sebagai:

Dimana TI= Taraf intensitas (desibell=dB)

1 Bell = 10 dB

15

Di udara terbuka pengurangan intensitas dinyatakan dengan

r = jarak dengan sumber

2.5.4 Efek Doppler Efek Doppler terjadi pada saat terdapat gerak relative antara sumber dan

pengamat/detector. Efek Doppler merupakan perubahan frekuensi (bertambah atau

berkurang) yang disebabkan oleh gerak dari sumber dan atau pengamat/detector.

Ketika sedang menunggu kereta api melintasi suatu persimpangan,anda tentunya

pernah mendengar bahwa peluit yang dibunyikan kereta api itu terdengar makin lama

makin tinggi ketika kereta api itu mendekat namun frekuensinya terdengar semakin

rendah ketika kereta api itu telah melewati anda menjauh.

Jadi Anda mendengar peluit itu seakan-akan melagukan suatu musik dengan nada

yang semula makin lama makin tinggi, namun kemudian menjadi rendah kembali. Apa

yang Anda dengar itu terjadi karena gejala yang dikenal sebagai Efek Doppler, untuk

menghormati seorang Australia bernama Christina Andreas Doppler(1803-1855),yang

pertama kali mengamati gejala ini.

Efek Doppler adalah gejala berubahnya frekuensi yang disengar seorang karena

sumber bunyi bergerak relative terhadap pendengarnya.

Sumber bunyi yang relative bergerak terhadap pendengarnya,dapat berarti bahwa

sumber bunyi diam dan pendengar mendekat atau menjauhi sumber,namun dapat juga

pendengarnya yang diam sementara sumber bunyi yangbergerak mendekati atau

menjauhi pendengar, bahkan juga kedua-duanya dalam keadaan bergerak.

Terjadinya efek Doppler tidak hanya dapat didengar tetapi juga dapat dilihat.

Ingatlah kembali bahwa frekuensi gelombang menggambarkan jumlah gelombang yang

melewati suatu titik tiap satuan waktunya. Frekuensi yang dipancarkan peluit kereta api

sebenarnya tidak berubah. Yang berubah adalah frekuensi yang terdengar, dan kita

katakan bahwa frekuensi sumber bunyi itu seakan-akan berubah, namun sekali lagi,

frekuensi sumber bunyi tidak berubah.

Hubungan antara frekuensi yang terdengar dan frekuensi bunyi sesungguhnya

tergantung pada kecepatan gerak sumber bunyi maupun kecepatan gerak pendengar.

Hubungan itu dinyatakan oleh :

Vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

Vp = kecepatan pendengar (m/s)

V = kecepatan rambat gelombang bunyi

16

Untuk mengisi tanda (+) atau (-) berlaku ketentuan sebagai berikut:

a Vp diisi (+), bila P (pendengar) mendekati S (sumber)

Vp diisi (-), bila P menjauhi S

b Vs diisi (+), bila S menjauhi P

Vs diisi (-),bila S mendekati P

Tinggi rendahnya bunyi tergantung pada frekuensi getaran sunber bunyi.

Sedangkan kuat lemahnya bunyi tergantung pada besarnya amplitudo. Beberapa factor

yang mempengaruhi kuatnya bunyi adalah,amplitudo,jarak sumber bunyi dengan

pendengar,dan jenis medium.

17

BAB III PENUTUP

3.1 Kesimpulan 1. Getaran merupakan gerak bolak-balik suatu benda melalui titik setimbangnya

secara periodic.

2. Di dalam getaran juga terdapat tentang gaya harmonic,simpangan gerak,yang

pengaplikasiannya dikaitkan dengan frekuensi,amplitudo,periode dan simpangan.

3. Gelombang adalah getaran yang merambat,berdasarkan perantaraan mediumnya

terdiri dari dua jenis yaitu gelombang elektromagnetik yang tidak memerlukan

medium perambatan dan gelombang mekanik yang memerlukan medium

perambatan.

4. Berdasarkan arah getar relative terhadap arah rambatannya,dikenal gelombang

transversal dan gelombang longitudinal

5. Bagian-bagian dari gelombang juga terdapat gelombang berjalan dan gelombang

stasioner. Dimana gelombang stasioner terdiri dari gelombang pada ujung terikat

dan pada ujung bebas, yang didalamnya juga mengaitkan

frekuensi,periode,amplitudo,cepat rambat gelombang.

6. Pada umumnya gelombang yang dirambatkan membutuhkan medium

perantara,kecuali gelombang elektromagnetik yang dapat merambat di ruang

hampa.

7. Kecepatan rambat gelombang tergantung pada jenis gelombang yang dirambatkan

dam karakteristik medium perantaranya.

8. Gelombang bunyi adalah gelombang yang dapat didengar dan di udara

dirambatkan sebagai gelombang longitudinal. Diruang hampa bunyi tidak dapat

didengar.

9. Keras lemahnya bunyi ditentukan oleh intensitas bunyi dan taraf intensitasnya.

Makin jauh pendengar dari sumber bunyi,makin lemah pula bunyi yang didengar.

10. Efek Doppler adalah gejala berubahnya frekuensi yang didengar seseorang karena

sumber bunyi bergerak terhadap pendengar.

18

DAFTAR PUSTAKA

Bueje, F; Jerde, D. (1995). Principles Of Physics. New York: Mc Grawhill.

Foster, B. (2011). Fisika SMU. Jakarta: Yudhistira.

Hidayat, D. (1999). Prinsip-Prinsip Fisika. Jakarta: Yudhistira.

Kanginin, M. (2000). Fisika SMU. Jakarta: Cempaka Putih.