Jumat, 27 November 2009
Selasa, 17 November 2009
baim...!
My child is my happiness !
Lelah dan letih ketika pulang dari sekolah setelah hampir 7 jam melaksanakan aktivitas di Madrasah Aliyah Negeri Pangkalan Balai tempatku mengajar. Penat rasanya dikepala karena banyak hal yang dipikirkan, mulai dari proses pembelajaran, membimbing siswa/siswi dalam suatu kegiatan, mengurusi perangkat Laboratorium, belum lagi mengawasi kegiatan siswa di sekolah apalagi jika ada yang melanggar peraturan sekolah.
Alhamdulillah....! inilah rezeki Allah yang tidak bisa diukur dengan parameter apapun. My child yang selalu menghibur jiwa dan raga yang penat ini, senyum indahnya dan tawa lucunya mengalahkan segala kepenatan diri.
Thank's my child.....
AHMAD MAULANA MALIK IBRAHIM
Rabu, 11 November 2009
Metafikir Thermodinamika Pengantar Kuliah
Belajar fisika itu sebenarnya menyenangkan jika dihayati dan pahami dengan baik. bagi Anda calon guru terutama guru Fisika, penguasaan materi sangat penting diiringi metode mengajar yang tepat.
contoh konsep termo perkenalan.
Selasa, 29 September 2009
B U N Y I
Sifat-sifat dasar bunyi :
· Bunyi merupakan gelombang mekanik (tidak dapat merambat dalam hampa udara)
· Bunyi berupa gelombang longitudinal
· Yang merambat pada bunyi adalah energi
· Medium tempat merambatnya bunyi adalah zat padat, cair, dan gas
· Bunyi merambat dari suhu tinggi ke suhu rendah
· Batas frekuensi yang didengar oleh telinga manusia normal dari 20 Hz sampai 20000 Hz disebut daerah audio
· Untuk f < 20 Hz disebut daerah infrasonik
· Untuk f > 20000 Hz disebut daerah ultrasonik
· Tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensi
· Keras lemahnya bunyi tergantung pada amplitudo
· Nada adalah bunyi yang frekuensinya beraturan (garputala, seruling)
· Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak beraturan/tidak teratur (tiupan angin)
· Gema adalah bunyi yang terpantul
· Kecepatan bunyi tidak tergantung pada frekuensi, tekanan dan panjang gelombang bunyi, dimana v = l . f = konstan. Kecepatan tergantung pada zat pengantar.
Sumber-Sumber Bunyi
a. Dawai
b. Pipa Organa
c. Garputala
Osilator mekanikMengukur Cepat Rambat Bunyi
dawai
katrola. Cepat Rambat Gelombang pada Dawai
l
Generator frekuensiBerdasaran percobaan Melde besar cepat rambat gelombang transversal pada tali/dawai dapat ditentukan. Alat yang digunakan adalah Sonometer. Berdasarkan percobaan Melde, cepat rambat gelombang transversal pada dawai adalah :
massa
F = gaya tegangan pada dawai (N)
µ = massa jenis linear (kg/m)
r = massa jenis dawai (kg/m3)
A = Luas penampang dawai (m2)
Contoh :
1. Suatu gelombang berjalan dengan persamaan y = 5 sin (10pt - 4px) dengan y dan x dalam centi meter dan t dalam sekon, merambat pada seutas tali yang panjangnya 100 cm. Jika massa tali 800 gram, tentukan gaya tegangan tali !
Jawab :
l = 100 cm = 100.10-2 m = 0,1 m = 10-1 m
m = 800 gr = 800.10-3 kg = 8.10-1 kg = 0,8 kg
Persamaan gelombang y = A sin (wt - kx)
y = 5 sin (10pt - 4px)
w = 10p didapat f = 5 Hz k = 4p didapat l = 0,5 cm = 5. 10-3 m
Kecepatan merambat gelombang v = l . f sehngga v = 5.10-3 m x 5 Hz = 25.10-3 m/s
2. Seutas dawai panjangnya 2 meter dan massanya 20 gram. Perambatan gelombang transversal yang dihasilkannya memiliki kecepatan 50 m/s. Hitunglah tegangan dawai ! (25 N)
b. Cepat Rambat Gelombang pada Berbagai Medium
· Dalam zat padat
E = modulus elastisitas/modulus Young (N/m2)
r = massa jenis zat cair (kg/m3)
· Di dalam zat cair
b = modulus Bulk zat cair (N/m2)
r = massa jenis zat cair (kg/m3)
DP = perubahan tekanan
DV = perubahan volume
V = volume
· Di dalam gas
g = Cp/Cv = tetapan Laplace T = suhu gas (K)
M = berat molekul (kg) P = tekanan (atm)
R = tetapan gas umum = 8,31 x 103 J/mol K
Tugas : buatlah tabel “Modulus Young, Modulus Bulk, dan tetapan Laplace Bebarapa Bahan”
Contoh :
1. Cepat rambat bunyi di udara pada suhu -170C dan tekanan 1 atm adalah 300 m/s. Bila suhu udara berubah menjadi 1270C, sedang tekanan udara tetap. Hitung cepat rambat bunyi sekarang ?
Diketahui : v1 = 300 m/s
T1 = -17 + 273 = 256 K
T2 = 127 + 273 = 400 K
P1 = P2 = 1 atm
Ditanya : v2 ..... ?
g R M molekul sama sehingga persamaan v =
2. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam air, jika diketahui modulus Bulk air 2,25 x 109 N/m2 dan massa jenis air 10 kg/m3 ! Tentukan pula panjang gelombangnya, jika frekuensinya 1 kHZ !
Penyelesaian :
B = 2,25 x 109 N/m2, r = 103 kg/m3, f = 103 Hz
3. Suatu gas ideal memiliki tekanan 6,4 x 105 N/m2 dan rapat massanya 1,4 kg/m3. jika diketahui tetapan Leplace untuk gas tersebut 1,4 tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam gas !
Penyelesaian :
P = 6,4 x 105 N/m2, r = 1,4 kg/m3, g = 1,4
4. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam besi yang memiliki modulus Young 2 x 1011 Pa dan massa jenis 7,8 x 103 kg/m3 !
Penyelesaian :
E = 2 x 1011 Pa, r = 7,8 x 103 kg/m3
Latihan
1. Sebuah gelombang transversal merambat pada seutas dawai yang memiliki panjang 2 m dan massa 25 gram dengan cepat rambat 40 m/s. Tentukan besar gaya tegangan pada dawai ! (20N)
2. Seutas senar yang panjangnya 50 cm diberi gaya tegangan sebesar 30 N. Pada senar tersebut merambat gelombang trnasversal dengan laju 100 m/s. Berapakah masa senar tersebut ? (1,5 gram)
3. Suatu gelombang sinus merambat pada tali yang panjangnya 100 cm. Untuk bergerak dari simpangan minimum ke maksimum suatu titik memerlukan waktu 0,05 sekon. Hitunglah :
periode gelombang (0,2 s)
frekuensi gelombang (5 Hz)
gaya tegangan tali jika diketahui panjang gelombang l = 0,8 m dan massa tali 250 gram (4 N)
4. Kecepatan rambat bunyi dalam gas hidrogen pada suhu 250 K adalah 1350 m/s. Jika tetapan Laplace untuk hidrogen dan oksigen dianggap sama, berapa kecepatan rambat bunyi dalam oksigen pada suhu 360 K ?
5. Diketahui modulus Bulk dari Gliserin 5 x 109 Nm-2 dan massa jenisnya 1,25 x 103 kg/m3. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam Gliserin, jika frekuensi getarannya 500 Hz ! Tentukan pula panjang gelombangnya !
6. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam alkohol yang meiliki modulus Bulk 1,25 x 109 Pa dan massa jenis alkohol 0,8 x 103 kg/m3 ! (1,250 m/s)
7. Gelombang bunyi merambat di dalam gas hidrogen dengan kecepatan 1400 m/s. jika diketahui massa jenis gas hidrogen ketika itu 0,2 kg/m3 dan tetapan Laplace gas 1,4 tentukanlah tekanan gas hidrogennya ! (2,8 x 105 Pa)
8. Sebuah batang panjangnya 10 m. Batang tersebut memiliki modulus Bulk 0,65 x 1011 Pa dan massa jenisnya 2,6 x 103 kg/m3. Tentukanlah waktu yang dibutuhkan oleh gelombang bunyi untuk merambat sepanjang batang tersebut ! (0,6 m/s)
9.
m1Sebuah balok bermasa m1 digantungkan pada seutas kawat homogen dengan µ = 5,6 g/m. Kawat dilewatkan melalui sebuah katrol lalu diikatkan ke dinding seperti tampak pada gambar. Kelajuan gelombang transversal pada kawat mendatar adalah 20 m/s. Jika sebuah balok lain dengan massa m2 ditambahkan sebagai beban, kelajuan bertambah menjadi 45 m/s. Tentukan massa beban m2 ! (910 gram)
Pelayangan Bunyi
Interferensi yang terjadi akibat superposisi dua buah gelombang dengan frekuensi yang sedikit berbeda dan merambat dalam arah yang sama. Jika Anda memiliki dua garpu tala dan keduanya memiliki frekuensi yang perbedaannya kecil, kemudian kedua garpu tala tersebut digetarkan, akan terdengar alunan bunyi kuat lemah saling bergantian. Peristiwa ini disebut pelayangan bunyi. Peristiwa pelayangan bunyi didefenisikan sebagai peristiwa penguatan dan pelemahan bunyi akibat superposisi dua gelombang yang memiliki frekuensi yang berbeda dengan beda relatif kecil.
Satu layangan didefenisikan sebagai gejala dua bunyi keras atau dua bunyi lemah yang terjadi secara berurutan, sehingga :
1 layangan = keras – lemah – keras atau lemah – keras – lemah
dan
Ap = amplitudo pelayangan
fp = frekuensi pelayangan (banyak layangan/sekon) f1 = frekuensi gelombang y1 (Hz)
f2 = frekuensi gelombang y2 (Hz)
Contoh :
1. Sebuah sirine berbunyi dengan frekuensi 1000 Hz. Tiba-tiba ada sirine lain yang berbunyi sehingga terdengar bunyi yang keras dan lemah secara periodik dengan periode 1 sekon. Berapakah frekuensi sirine kedua ?
Penyelesaian :
F1 = 100 hz
Tp = 1 s sehingga fp = 1/Tp = 1 hz
Maka fp = f1 – f1 sehingga 1 = f2 – f1
Ada 2 kemungkinan f2 yaitu 1 = f2 ± f1
F2 = 1000 + 1 = 1001 hz
F2 = 1000 – 1 = 999 hz
2. Dua buah senar yang identik memberikan nada dasar dengan frekuensi 400 Hz. Bila tegangan salah satu dawai ditambah 2 %, berapakah frekuensi pelayangan yang terjadi ?
Penyelesaian :
f1 = 400 hz
f1 = F
f2 = 102% f = 1,02 f
Latihan
1. Dua gelombang y1 = 0,04 sin (64pt) m dan y2 = 0,04 sin (48pt) m mengalami sebuah pelayangan gelombang. Tentukan besar frekuensi pelayangan yang dihasilkannya ?
2. Dua buah gelombang bunyi frekuensi masing-masing 300 Hz dan x Hz dibunyikan pada saat yang bersamaan sehingga menghasilkan 6 layangan dalam 2 sekon. Berapakah kemungkinan nilai x ? (297 hz dan 303 hz)
3. Garpu tala X dan Y, bila dibunyikan bersama akan menghasilkan 300 layangan per menit. Frekuens garpu X 300 hz. Apabila garpu Y ditempeli setetes lilin, akan menghasilkan 180 layangan per menit dengan garpu X. Berapakah frekuensi asli garpu Y ?
Efek Dopler
vp
Pengamat
P
s
lApabila kita berdiri di pinggir jalan raya mengamati kendaraan – kendaraan yang lalu lalang, frekuensi bunyi klakson sebuha mobil yang dihidupkan terus akan terdengar lebih tinggi saat mendekati kita dan akan terdengar lebih rendah saat menjauhi. Peristiwa ini disebut efek Dopler, yang pertama kali dikemukakan oleh Cristian Johan Doppler (1803-1855).
Pertama-tama mari kita bayangkan seorang pengamat P yang bergerak dengan kecepatan vp menuju sumber bunyi S yang diam sebagaimana gambar di atas. Jika cepat rambat gelombang terhadap medium adalah v, maka kecepatan gelombang relative terhadap pengamat adalah v’ = v+vp, akan tetapi l konstan. Dengan demikian frekuensi yang didengar pengamat bertambah besar menjadi :
Secara umum persamaan efek Dopler dapat ditulis sebagai berikut :
fp = frekuensi yang didengan oleh pendengar (Hz)
fs = frekuensi dari sumber bunyi (Hz)
v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)
vp = kecepatan pendengar (m/s)
vs = kecepeatan sumber bunyi (m/s)
Aturan penentuan tanda vp dan vs adalah sebagai berikut :
Cara I
· Bila pendengar (P) mendekati sumber (S), tanda vp : positif, fp > fs
· Bila pendengar (P) menjauhi sumber (S), tanda vp : negatif, fp< fs
· Bila sumber (S) mendekati pendengar (P), tanda vs : negatif, fp > fs
· Bila sumber (S) menjauhi pendengar (P), tanda vs : positif, fp< fs
· Jika S dan P sama – sama diam, vs = 0 dan vp = 0, sehingga fp= fs
Cara II
· Tetapkan arah positif dari posisi P ke S
· Vp dan vs bertanda positif bila searah dengan arah P ke S, sebaliknya negatif.
Apabila angina berhembus dengan kecepatan va, cepat rambat bunyi di udara akan dipengaruhi. Untuk angin yang berhembus dari posisi S ke P, maka berlaku hubungan :
Untuk angin yang berhembus dari posisi P ke S, maka berlaku hubungan :
Contoh :
1. Sebuah garputala yang diam, bergetar dengan frekuensi 384 Hz. Garpu tala lain yang bergetar dengan frekuensi 380 Hz dibawa seorang anak yang berlari menjauhi garpu tala pertama. Kecepatan rambat bunyi di udara 320 m/s. jika anak itu tidak mendengar layangan, berapa kecepatan anak tersebut !
Penyelesaian :
· Garpu tala yang diam berperan sebagai sumber (S) dengan fs = 384 Hz
· Karena anak tidak mendengar layangan berarti frekuensi yang dia terima sama besar dengan frekuensi garpu tala yang dibawanya sehingga dapat ditulis bahwa fp = 380 Hz.
· P menjauhi S, berarti vp bertanda negatif.
2. Dodi beridir di tepi jalan. Dari kejauhan dating sebuah mobil ambulance bergerak mendekati Dodi, kemudian lewat di depannya, lalu menjauhinya dengan kecepatan tetap 20 m/s. jika frekuensi sirine yang dipancarkan mobil ambulance 8640 Hz, dan kecepatan gelombang bunyi di udara 340 m/s, tentukanlah frekuensi sirine yang didengarkan Dodi pada saat :
a. mobil ambulance mendekati Dodi
b. mobil ambulance menjauhi Dodi
Penyelesaian :
Diketahui : v = 340 m/s, vs = 20 m/s, fs = 8640 Hz
a. Pada saat mobil ambulance mendekati Dodi
b. Pada saat mobil ambulance menjauhi Dodi
3. Dua gerbong kereta api yang ditarik oleh sebuah lokomtif bergerak meninggalkan stasiun dengan kelajuan 36 km/jam. Ketika itu, seorang petugas di stasiun meniup pluit dengan frekuensi 1700 Hz. Jika kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara 340 m/s, tentukanlah frekuensi bunyi pluit yang didengar oleh seorang pengamat di dalam kereta api !
Penyelesaian :
Diketahui Vp = 36 km/jam = 10 m/s, vs = 0 m/s, v = 340 m/s, fs = 1700 Hz
4. Tuliskan bentuk persamaan Efek Dopler jika sumber bunyi dan pengamat :
a. saling menjauhi
b. saling mendekati
c. sumber mendekati pengamat, tetapi pengamat menjauhi sumber bunyi !
Penyelesain :
a. Sumber bunyi dan pengamat saling menjauhi, vs = + dan vp = -.
b. Sumber bunyi dan pengamat saling mendekati, vs = - dan vp = +.
c. Sumber bunyi mendekati pengamat, tetapi pengamat menjauhi sumber bunyi, vs = - dan vp = -.
Latihan
1. Sebuah ambulan bergerak dengan kecepatan 33,5 m/s sambil membunyikan sirinenya pada frekuensi 400 Hz. Seorang pengemudi Truk yang bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 24,6 m/s mendengar bunyi sirine ambulan. Berapa frekuensi yang dia dengar (a) saat kedua mobil saling mendekati dan (b) saling menjauhi ? (a. 475 Hz dan b. 338 Hz)
2. Ketika berdiri di trotoar, seorang anak mendengar frekuensi 560 Hz dari sirine mobil polisi yang mendekatinya. Setelah mobil polisi melewatinya, frekuensi yang terdengar menjadi 480 Hz. Berapa kelajuan mobil polisi ? (kecepatan bunyi di udara 340 m/s). (26,15 m/s).
3. Sebuah sumber bunyi mempunyai frekuensi 600 Hz bergerak dengan kecepatan 20 m/s mendekati seorang pengamat yang diam. Tentukan besar frekuensi yang didengar oleh pengamat jika (a) tidak ada angina, (b) terdapat angina yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s searah dengan arah sumber bunyi, (c) terdapat angina yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s berlawanan arah dengan arah gerak sumber bunyi ! Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. (a. 637,5 Hz, b. 636, 4 Hz, c. 638,7 Hz)
4. Sebuah bunyi siulan dengan frekuensi 600 Hz merambat menjauhi seorang pengamat yang diam menuju sebuah dinding rumah secara tegak lurus dengan kecepatan 2 m/s. jika cepat rambat bunyi di udara pada saat itu 340 m/s, berapa layangan tiap sekon yang didengar oleh pengamat ? (7 layangan)
5. Perubahan frekuensi suatu bunyi yang sumbernya bergerak mendekati pendengar diketahui 1% dari frekuensi asalnya. Bila kecepatan rambat bunyi di udara adalah 300 m/s, tentukanlah kecepatan sumber bunyi tersebut terhadap pengamat yang diam !
Cepat Rambat Gelombang Transversal Pada Senar
Sumber bunyi adalah sesuatu yang bergetar. Peralatan musik seperti gitar atau biola, menggunakan dawai sebagai alat getar. Getaran yang terjadi pada senar merupakan gelombang stasioner pada dawai dengan ujung terikat. Nada yang dihasilkan oleh senar gitar dapat diubah-ubah dengan cara menekan senarnya pada posisi tertentu.
Nada dasar (f0) (Harmonik Pertama) terdiri dari 1 perut yang panjangnya setengah dari satu panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada atas pertama (f1) (Harmonik kedua) terdiri dari 2 perut yang panjangnya satu panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada atas kedua (f2) (Harmonik ketiga) terdiri dari 3 perut yang panjangnya 3/2 panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada atas ketiga (f3) (Harmonik keempat) terdiri dari 4 perut yang panjangnya 2 panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada terendah yang dihasilkan disebut nada dasar atau harmonic pertama. Selanjutnya untuk nada yang lebih tinggi secara berurutan disebut nada atas pertama (harmonic kedua), nada atas kedua (harmonic ketiga), dan seterusnya.
Frekuensi yang dihasilkan pada setiap pola gelombang tersebut adalah :
Diturunkan dari persamaan kecepatan sehingga frekuensi dapat dicari :
1. nada dasar (f0) :
2. nada atas pertama (f1) :
3. nada atas kedua (f2) :
4. nada atas ketiga (f3) :
Jika kita buat perbandingan frekuensinya dengan menetapkan sebagai factor pengali didapat
f0 : f1 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 ….
Jika kecepatan gelombang pada senar/dawai dihitung denagn persamaan berikut :
, , ,
Persamaan di atas pertama kali didapatkan oleh Marsene sehingga persamaan ini dikenal sebagai “Hukum Marsene”.
Kesimpulan dari uraian di atas sebagai berikut :
Cepat Rambat Gelombang pada Pipa Organa
Alat yang menggunakan kolom udara sebagai sumber bunyi disebut pipa organa. Alat musik tiup dan pipa organa menghasilkan bunyi dari getaran gelombang berdiri di kolom udara dalam tabung atau pipa. Pada beberapa alat musik tiup, bibir pemain yang bergetar membantu menggetarkan kolom udara. Sementara itu, pada instrumen buluh, seperti klarinet dan saksofon, kolom udara dibangkitkan oleh suatu buluh yang terbuat dari bambu atau bahan lenting lainnya yang dapat digerakkan oleh hembusan napas pemainnya. Kolom udara bergetar pada kecepatan tetap yang ditentukan oleh panjang buluh. Panjang kolom udara yang efektif dapat diubah dengan membuka dan menutup sisi lubang dalam pipa. Alat musik yang paling sederhana yang menggunakan prinsip kolom udara yang bergetar (alat tiup) adalah pipa organa. Pipa organa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup.
a. Pipa Organa Terbuka
Pipa Organa Terbuka adalah alat tiup berupa tabung yang kedua ujung penampangnya terbuka.
Nada dasar (f0) (Harmonik pertama) :
Nada atas pertama (f1) (Harmonik kedua) :
Nada atas kedua (f2) (Harmonik ketiga) :
Pada pipa organa ujung terbuka selalu terjadi perut. Hal ini berbeda dengan senar yang pada edua ujungnya selalu terjadi simpul. Namun hubungan panjang (l) terhadap panjang gelombang (l) pada pipa organa terbuka sama dengan pada senar.
f0 : f1 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 …. dikenal sebagai Hukum Bernoulli I
Kesimpulan yang dapat diambil yaitu :
b. Pipa Organa Tertutup
Pipa Organa Tertutup adalah alat tiup berupa tabung yang salah satu ujungnya tertutup dan ujung lainnya terbuka.
Nada dasar (f0) (harmonik pertama) :
Frekuensi nada dasar :
Nada atas pertama (f1) (harmonik kedua) :
Frekuensi nada dasar :
Nada atas kedua (f2) (harmonik ketiga) :
Frekuensi nada dasar :
Pada ujung terbuka dari pipa organa selalu terjadi perut dan pada ujung tertutup selalu terjadi simpul. Perbandingan frekuensinya :
f0 : f1 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 …. dikenal sebagai Hukum Bernoulli II
Kesimpulan yang dapat diambil yaitu :
Resonansi
Resonansi ialah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar. Resonansi dapat terjadi apabila kedua frekuensi sama atau frekuensi yang satu merupakan keliapatan frekuensi yang lain. Contoh peristiwa resonansi :
· Dua garpu tala yang kotak bunyinya dipsang berhadapan akan menyebabkan garpu tala bergetar ketika salah satu garpu tala digetarkan
· Senar gitar yang digetarkan akan menggetarkan uadara yang ada di dalam kotak bunyinya
· Udara di dalam kolom udara akan bergetar jika garpu tala di atasnya digetarkan.
Contoh Soal :
1. Sepotong dawai yang kedua ujungnya terikat memiliki panjang l = 5 m, massa jenis linear µ = 40 g/m menghasilkan frekuensi nada dasar f0 = 20 Hz. (a) Hitung gaya tegangan dawai (b) Berapa besar frekuensi dan panjang gelombang pada nada atas pertama (c) Tentukan frekuensi dan panjang gelombang pada dawai untuk nada atas kedua !
Penyelesaian :
a. gaya tegangan dawai
b. frekuensi dan panjang gelombang pada nada atas pertama
Panjang gelombang pada nada atas pertama : l = l = 5 m
c. frekuensi dan panjang gelombang pada dawai untuk nada atas kedua
Panjang gelombang pada nada atas kedua :
2. Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 2 m menghasilkan dua frekuensi harmonic yang berturut-turut adalah 410 Hz dan 495 Hz. Berapakah cepat rambat bunyi pada pipa organa tersebut ?
Penyelesaian :
Misalkan fn = 410 Hz dan fn+1 = 495 Hz,
dan , sehingga
3. Sebuah pipa organa tertutup memiliki panjang 50 cm. jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 340 m/s, tentukan frekuensi nada dasar f0, nada dasar pertama f1, nada dasar kedua f2 !
Penyelesaian :
Nada dasar (n = 0) :
Nada atas pertama (n = 1) :
Nada atas kedua (n = 2) :
4. Sebuah pipa organa terbuka panjangnya l1 dan sebuah pipa organa tertutup panjangnya l2. Jika frekuensi nada dasar pipa organa terbuka sama dengan frekuensi nada atas pertama pipa organa tertutup, berapakah l1/l2 ?
Penyelesaian :
Nada dasar pipa organa terbuka : , Nada atas pertama pipa organa tertutup :
Oleh karena f0 = f1 , maka
5. Pada suatu pipa organa terbuka (A) dengan panjang 45 cm terjadi 3 buah simpul. Nada pipa organa ini beresonansi dengan pipa organa lain yang tertutup (B) serta membentuk 2 buah simpul. Tentukan panjang pipa organa tertutup.
Penyelesaian :
Pipa organa terbuka (3 simpul)
Pipa organa tertutup (2 simpul)
Karena kedua pipa beresonansi, maka berlaku : f2 = f1
Latihan
1. Dua buah senar mempunyai luas penampang yang sama dan terbuat dari bahan yang sama pula. Senar pertama panjangnya l dengan gaya tegangan F serta menghasilkan frekuensi nada dasar 60 Hz. Kawat kedua panjangnya 1,5 l dan mengalami gaya tegangan sebesar 4 F. tentukan frekuensi nada dasar dan nada atas kedua pada kawat yang kedua ! (80 Hz dan 240 Hz
2. Pada suatu percobaan sonometer terjadi resonansi nada dasar senar dengan sebuah garpu tala yang frekuensinya 440 Hz apabila panjang senar 20 cm dan gaya tegangannya 20 N. (a) berapakah cepat rambat gelombang transversal di dalam senar ? (b) berapakah panjang senar supaya dapat beresonansi pada frekuensi 330 Hz jika gaya tegangan tetap ? (c)jika diinginkan senar beresonansi pada frekuensi 528 Hz untuk panjang 25 cm, tentukanlah besar gaya tegangan yang harus diberikan ! ( (a) 176 m/s, (b) 0,27 m, (c) 45 N).
3. Berapakah frekuensi nada dasar dan nada atas pertama suatu pipa organa terbuka yang panjangnya 1 meter bila cepat rambat bunyi di udara 344 m/s ? Berapakah frekuensi-frekuensi tersebut bila pipa organa itu tertutup ? ( 172 Hz, 344 Hz, 86 Hz, 258 Hz)
4. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada atas ketiga dengan frekuensi 1700 Hz. Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. (a) Berapa panjang pipa organa tersebut ? (b) jika pipa organa tersebut tertutup, berapa panjang pipa yang digunakan ? (a. 40 cm, b. 35 cm)
5. Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 60 cm menghasilkan bunyi dengan pola gelombang yang memiliki 3 simpul di dalamnya. Nada pipa organa ini beresonansi dengan pipa organa lain yang tertutup serta membentuk 3 buah simpul juga. Berapa panjang pipa organa tertutup ? (50 cm)
6. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan panjang gelombang lb untuk nada atas ketiga. Pipa organa lain yang tertutup menghasilkan panjang gelombang lt untuk nada atas kedua. Bila panjang kedua pipa adalah sama, berapa perbandingan lb dengan lt ? (8 : 5)
7. Sebuah pipa organa tertutup yang panjangnya 115 cm menghasilkan dua frekuensi harmonic yang berturut-turut sebesar 750 Hz dan 1050 Hz. Berapakah cepat rambat bunyi diudara pada pipa organa tersebut ? (690 m/s)
8. Sebuah pipa organa menghasilkan tiga frekuensi berurutan masing-masing 2200 Hz, 3080 Hz, dan 3960 Hz. (a) Apakah jenis pipa organa (tertutup atau terbuka) (b) Berapa frekuensi nada dasar (c) Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, berapa panjang kolom udara pipa organa ? (a. tertutup b. 440 Hz c. 19,3 cm)
9. Tentukan panjang minimum pipa organa terbuka yang dapat beresonansi dengan garpu tala yang bergetar dengan frekuensi 170 Hz. Kecepatan rambat suara di udara 340 m/s ? (1 m)
Energi Gelombang
Gelombang adalah getaran yang merambat melalui suatu medium, akan tetapi medium tidak akan merambat. Yang merambat adalah energinya sehingga gelombang merupakan rambatan energi. Energi ini dapat melakukan kerja, misalnya mengakibatkan gendang telingan kita bergetar hingga bunyi terdengar. Dalam keadaan yang ekstrim, misalnya bunyi ledakan, energi gelombang bahkan mampu mengakibatkan kaca-kaca jendela pecah.
Energi yang dipindahkan gelombang adalah energi getaran. Besar energi ini dapat ditentukan dari energi potensial maksimum getaran, yaitu :
m = massa (kg) ym = amplitudo (m)
f = frekuensi k = konstanta
Intensitas Gelombang Bunyi
Intensitas gelombang bunyi didefenisikan sebagai energi yang dipindahkan per satuan luas per satuan waktu atau daya per satuan luas yang tegak lurus pada arah cepat rambat gelombang.
I = intensitas gelombang bunyi (W/m2)
P = daya gelombang (W)
A = luas penampang (m2)
Jika sumber bunyi memancarkan gelombang ke segala arah, muka gelombang yang dipancarkan berbentuk bola. Semakin jauh dari sumber bunyi, semakin besar luas muka gelombang bola sehingga intensitas bunyi semakin kecil.
r1 = jarak sumber bunyi ke posisi 1 (m)
r2 = jarak sumber bunyi ke posisi 2 (m)
Sumber bunyi
2
1
Intensitas gelombang bunyi berbanding lurus dengan kuadrat frekuensi (f2) dan kuadrat amplitudo (ym2).
Makin jauh dari sumber bunyi, intensitas gelombang bunyi semakin kecil secara berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber, sedang amplitudo gelombang semakin kecil secara berbanding terbalik dengan jarak.
Apabila jarak pengamat terhadap sumber dibuat menjadi dua kali semula, maka intensitas gelombang bunyi menjadi seperempat dari semula.
Intensitas total (Itot) dari gabungan n buah sumber bunyi yang identik adalah :
I adalah intensitas masing-masing sumber bunyi.
Taraf Intensitas Bunyi
· Intensitas terkecil yang masih dapat menimbulkan rangsangan pendengaran pada telinga manusia adalah 10-10 W/m2, yang disebut Intensitas ambang pendengaran (I0).
· Intensitas terbesar yang masih dapat diterima telinga manusia tanpa rasa sakit adalah 1 W/m2, yang disebut Intensitas ambang perasaan.
· Logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran disebut taraf intensitas bunyi.
TI = taraf intensitas (decibel = dB), 1 bel (B) = 10 desibel (dB)
I = intesitas bunyi (W/m2)
I0 = 10-12 W/m2 = intensitas ambang pendengaran
Tugas : buatlah table “Taraf intensitas beberapa sumber bunyi”.
Hubungan antara taraf intensitas dan jumlah sumber bunyi adalah sebagai berikut :
1) TI oleh sebuah sumber bunyi
2) TI oleh n buah sumber yang memiliki intensitas sama (identik)
Dari kedua persamaan tersebut diperoleh :
Hubungan antara taraf intensitas dan jarak adalah sebagai berikut :
1) TI1 oleh sebuah sumber bunyi dari jarak r1 (TI1 = 10 log I/I0)
2) TI2 oleh sebuah sumber bunyi dari jarak r2 (TI2 = 10 log I2/I0)
TI1
r1
r2
TI2
Contoh :
1. Taraf intensitas sebuah pesawat jet pada jarak 30 m sebesar 140 dB. Berapakah taraf intensitasnya pda jarak 300 m, jika ambang intensitas pendengaran 10-12 W/m2 ? (abaikan refleksi dari tanah)
Penyelesaian :
Intensitas bunyi pada jarak 30 m dihitung dengan persamaan
Pada jarak 300 m atau 10 kali lebih jauh dari jarak semula, intensitasnya akan menjadi (1/10)2 = 1/100 kali semula
I = (1/100) (102 W/m2) = 1 Wm2
Dengan demikian, taraf intensitasnya pada jarak 300 meter adalah
2. Seorang anak berteriak di tanah lapang, dan menghasilkan taraf intensitas 60 dB, diukur dari jarak 10 m. jika ada 10 orang anak berteriak dengan intensitas bunyi yang sama, dan diukur dari jarak 10 m, hitunglah taraf intensitas anak-anak tersebut !
Penyelesaian :
TIn = TI1 + 10 log n
= 60 dB + (10 log 10) dB
= 60 dB + 10 dB
= 70 dB
3. Taraf intensitas bunyi sebuah pompa air dari jarak 1 meter adalah 60 dB. Tentukanlah taraf intensitasnya jika diamati dari jarak 10 m !
Penyelesaian :
TI1 = 60 dB, r1 = 1 m, r2 = 10 m
TI2 = TI1 – 20 log r2/r1
TI2 = 60 dB – 20 log 10/1 m = 60 -20 = 40 dB
5. Sebuah jet menimbulkan bunyi 140 dB pada jarak 100 n. Berapakah taraf intensitasnya pada jarak 100 km ?
Penyelesaian :
Pada jarak r1 = 100 m = 102 m, TI1 = 140 dB
Pada jarak r2 = 10 km = 104 m, TI2 = … ?
6. Berapa kalikah intensitas bunyi 50 dB terhadap intensitas bunyi 40 dB ? terhadap intensitas bunyi 20 dB ?
Penyelesaian :
untuk TI2 = 10 dB dan TI1 = 40 dB maka n adalah
Untuk TI2 = 50 dB dan TI1 = 20 dB maka n adalah
Latihan
1. Tentukan taraf intensitas yang dihasilkan oleh suara seorang penyanyi dari jarak 10 meter, jika intensitas suaranya pada jarak tersebut 5 x 10-7 Wm-2 ! (diketahui log 5 = 0,7) ! (57 dB)
2. Tentukan perbedaan taraf intensitas yang dihasilkan oleh dua sumber bunyi masing-masing dengan intensitas 8 x 10-6 W/m2 dan 2 x 10-6 W/m2 ! (10 log4)
3. Di dalam sebuah toko televisi, sebuah televisi dalam keadaan normal (dengan volume suara tertentu) menghasilkan tingkat kebisingan 60 dB. Jika 10 buah televisi dinyalakan bersama-sama dengan volume suara sama, hitunglah taraf intensitas bunyi yang dihasilkan ! (70 dB)
4. Dengan menggunakan alat sound levelmeter, sebuah ledakan terdeteksi dari jarak 5 meter dengan taraf intensitas sebesar 100 dB. Tentukanlah kebisingan yang dihasilkan oleh ledakan tersebut dari jarak 50 meter ! (80 dB)
5. Tingkat kebisingan yang dihasilkan oleh seekor tawon yang sedang terbang dari jarak 1 meter adalah 30 dB. Ternyata, sekelompok tawon lainnya yang terbang pada jarak 10 meter dapat menghasilkan tingkat kebisingan sebesar 30 dB. Tentukanlah jumlah tawon tersebut ! (100 ekor).
6. Sebuah jendela yang luasnya 1,30 m2 dalam keadaan terbuka pada suatu tempat dekat jalan raya. Jika taraf intensitas bunyi di lokasi tersebut 60 dB, berapa daya akustik yang masuk lewat jendela ? (1,3 µW)
7. Suatu sumber bunyi memancarkan energi ke segala arah. Jika jarak pendengar terhadap sumber bunyi dibuat menjadi empat kali semula, berapa pengurangan taraf intensitas bunyi yang terdengar ? (12,04 dB)
8. Sebuah sumber bunyi mempunyai taraf intensitas 25 dB. Bila 40 buah sumber bunyi yang sama berbunyi secara serentak, berapa taraf intensitas yang dihasilkan ? (35 + 20 log2 dB)
9. Seekor burung bernyanyi dengan daya konstan dan bunyi merambat ke segala arah secara uniform. Seorang pengamat mendengar bunyi dengan taraf intensitas 40 dB ketika berada di P1 yang jaraknya 10 m dari burung. Jika pengamat berpindah ke P2 sehingga jaraknya dari burung menjadi dua kali semula, tentukanlah ! (a) intensitas bunyi di P1 (b) intensitas bunyi di P2 dan (c) pengurangan taraf intensitas karena berpindah dari P1 ke P2 ! (a. 10-8 W/m2 b. 0,25 x 10-8 W/m2 c. 6 dB)
10. Pada suhu tertentu, modulus Bulk air adalah 1,96 x 109 Nm-2 dan massa jenisnya 103 kg/m3. tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam air tersebut !
11. Suatu gas dalam tabung meiliki tekanan P0, massa jenisnya r0, dan bunyi dapat merambat dengan kecepatan v. gas tersebut dipanaskan sehingga terjadi kenaikan suhu, dan tekanan gas menjadi 4P0, sedangkan massa jenisnya tetap. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi sekarang !
12. Taraf intensitas percakapan antara 2 orang siswa di dalam kelas adalah 30 dB. Jika ada 20 orang siswa sedang bercakap-cakap, taraf intensitas yang dihasilkan menjadi ….
13. Taraf intensitas suatu ledakan petasan dari jarak 10 m adalah 60 dB. Tentukanlah daya ledakan dari petasan tersebut (dalam Watt), jika diketahui intensitas ambang pendengaran 10-12 Wm-2 !
14. Taraf intensitas percakapan adalah 60 dB, dan taraf intensitas suara halilintar adalah 110 dB. Berapakah besar kelipatan bunyi halilintar terhadap suara percakapan !
15. Ketika tinggal landas, sebuah pesawat jet menimbulkan tingkat kebisingan 80 dB. Seorang pengamat berada pada jarak 50 m. dari jarak berapakah kebisingan yang ditimbulkan menjadi separuhnya !
Sifat-sifat dasar bunyi :
· Bunyi merupakan gelombang mekanik (tidak dapat merambat dalam hampa udara)
· Bunyi berupa gelombang longitudinal
· Yang merambat pada bunyi adalah energi
· Medium tempat merambatnya bunyi adalah zat padat, cair, dan gas
· Bunyi merambat dari suhu tinggi ke suhu rendah
· Batas frekuensi yang didengar oleh telinga manusia normal dari 20 Hz sampai 20000 Hz disebut daerah audio
· Untuk f < 20 Hz disebut daerah infrasonik
· Untuk f > 20000 Hz disebut daerah ultrasonik
· Tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensi
· Keras lemahnya bunyi tergantung pada amplitudo
· Nada adalah bunyi yang frekuensinya beraturan (garputala, seruling)
· Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak beraturan/tidak teratur (tiupan angin)
· Gema adalah bunyi yang terpantul
· Kecepatan bunyi tidak tergantung pada frekuensi, tekanan dan panjang gelombang bunyi, dimana v = l . f = konstan. Kecepatan tergantung pada zat pengantar.
Sumber-Sumber Bunyi
a. Dawai
b. Pipa Organa
c. Garputala
Osilator mekanikMengukur Cepat Rambat Bunyi
dawai
katrola. Cepat Rambat Gelombang pada Dawai
l
Generator frekuensiBerdasaran percobaan Melde besar cepat rambat gelombang transversal pada tali/dawai dapat ditentukan. Alat yang digunakan adalah Sonometer. Berdasarkan percobaan Melde, cepat rambat gelombang transversal pada dawai adalah :
massa
F = gaya tegangan pada dawai (N)
µ = massa jenis linear (kg/m)
r = massa jenis dawai (kg/m3)
A = Luas penampang dawai (m2)
Contoh :
1. Suatu gelombang berjalan dengan persamaan y = 5 sin (10pt - 4px) dengan y dan x dalam centi meter dan t dalam sekon, merambat pada seutas tali yang panjangnya 100 cm. Jika massa tali 800 gram, tentukan gaya tegangan tali !
Jawab :
l = 100 cm = 100.10-2 m = 0,1 m = 10-1 m
m = 800 gr = 800.10-3 kg = 8.10-1 kg = 0,8 kg
Persamaan gelombang y = A sin (wt - kx)
y = 5 sin (10pt - 4px)
w = 10p didapat f = 5 Hz k = 4p didapat l = 0,5 cm = 5. 10-3 m
Kecepatan merambat gelombang v = l . f sehngga v = 5.10-3 m x 5 Hz = 25.10-3 m/s
2. Seutas dawai panjangnya 2 meter dan massanya 20 gram. Perambatan gelombang transversal yang dihasilkannya memiliki kecepatan 50 m/s. Hitunglah tegangan dawai ! (25 N)
b. Cepat Rambat Gelombang pada Berbagai Medium
· Dalam zat padat
E = modulus elastisitas/modulus Young (N/m2)
r = massa jenis zat cair (kg/m3)
· Di dalam zat cair
b = modulus Bulk zat cair (N/m2)
r = massa jenis zat cair (kg/m3)
DP = perubahan tekanan
DV = perubahan volume
V = volume
· Di dalam gas
g = Cp/Cv = tetapan Laplace T = suhu gas (K)
M = berat molekul (kg) P = tekanan (atm)
R = tetapan gas umum = 8,31 x 103 J/mol K
Tugas : buatlah tabel “Modulus Young, Modulus Bulk, dan tetapan Laplace Bebarapa Bahan”
Contoh :
1. Cepat rambat bunyi di udara pada suhu -170C dan tekanan 1 atm adalah 300 m/s. Bila suhu udara berubah menjadi 1270C, sedang tekanan udara tetap. Hitung cepat rambat bunyi sekarang ?
Diketahui : v1 = 300 m/s
T1 = -17 + 273 = 256 K
T2 = 127 + 273 = 400 K
P1 = P2 = 1 atm
Ditanya : v2 ..... ?
g R M molekul sama sehingga persamaan v =
2. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam air, jika diketahui modulus Bulk air 2,25 x 109 N/m2 dan massa jenis air 10 kg/m3 ! Tentukan pula panjang gelombangnya, jika frekuensinya 1 kHZ !
Penyelesaian :
B = 2,25 x 109 N/m2, r = 103 kg/m3, f = 103 Hz
3. Suatu gas ideal memiliki tekanan 6,4 x 105 N/m2 dan rapat massanya 1,4 kg/m3. jika diketahui tetapan Leplace untuk gas tersebut 1,4 tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam gas !
Penyelesaian :
P = 6,4 x 105 N/m2, r = 1,4 kg/m3, g = 1,4
4. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam besi yang memiliki modulus Young 2 x 1011 Pa dan massa jenis 7,8 x 103 kg/m3 !
Penyelesaian :
E = 2 x 1011 Pa, r = 7,8 x 103 kg/m3
Latihan
1. Sebuah gelombang transversal merambat pada seutas dawai yang memiliki panjang 2 m dan massa 25 gram dengan cepat rambat 40 m/s. Tentukan besar gaya tegangan pada dawai ! (20N)
2. Seutas senar yang panjangnya 50 cm diberi gaya tegangan sebesar 30 N. Pada senar tersebut merambat gelombang trnasversal dengan laju 100 m/s. Berapakah masa senar tersebut ? (1,5 gram)
3. Suatu gelombang sinus merambat pada tali yang panjangnya 100 cm. Untuk bergerak dari simpangan minimum ke maksimum suatu titik memerlukan waktu 0,05 sekon. Hitunglah :
periode gelombang (0,2 s)
frekuensi gelombang (5 Hz)
gaya tegangan tali jika diketahui panjang gelombang l = 0,8 m dan massa tali 250 gram (4 N)
4. Kecepatan rambat bunyi dalam gas hidrogen pada suhu 250 K adalah 1350 m/s. Jika tetapan Laplace untuk hidrogen dan oksigen dianggap sama, berapa kecepatan rambat bunyi dalam oksigen pada suhu 360 K ?
5. Diketahui modulus Bulk dari Gliserin 5 x 109 Nm-2 dan massa jenisnya 1,25 x 103 kg/m3. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam Gliserin, jika frekuensi getarannya 500 Hz ! Tentukan pula panjang gelombangnya !
6. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam alkohol yang meiliki modulus Bulk 1,25 x 109 Pa dan massa jenis alkohol 0,8 x 103 kg/m3 ! (1,250 m/s)
7. Gelombang bunyi merambat di dalam gas hidrogen dengan kecepatan 1400 m/s. jika diketahui massa jenis gas hidrogen ketika itu 0,2 kg/m3 dan tetapan Laplace gas 1,4 tentukanlah tekanan gas hidrogennya ! (2,8 x 105 Pa)
8. Sebuah batang panjangnya 10 m. Batang tersebut memiliki modulus Bulk 0,65 x 1011 Pa dan massa jenisnya 2,6 x 103 kg/m3. Tentukanlah waktu yang dibutuhkan oleh gelombang bunyi untuk merambat sepanjang batang tersebut ! (0,6 m/s)
9.
m1Sebuah balok bermasa m1 digantungkan pada seutas kawat homogen dengan µ = 5,6 g/m. Kawat dilewatkan melalui sebuah katrol lalu diikatkan ke dinding seperti tampak pada gambar. Kelajuan gelombang transversal pada kawat mendatar adalah 20 m/s. Jika sebuah balok lain dengan massa m2 ditambahkan sebagai beban, kelajuan bertambah menjadi 45 m/s. Tentukan massa beban m2 ! (910 gram)
Pelayangan Bunyi
Interferensi yang terjadi akibat superposisi dua buah gelombang dengan frekuensi yang sedikit berbeda dan merambat dalam arah yang sama. Jika Anda memiliki dua garpu tala dan keduanya memiliki frekuensi yang perbedaannya kecil, kemudian kedua garpu tala tersebut digetarkan, akan terdengar alunan bunyi kuat lemah saling bergantian. Peristiwa ini disebut pelayangan bunyi. Peristiwa pelayangan bunyi didefenisikan sebagai peristiwa penguatan dan pelemahan bunyi akibat superposisi dua gelombang yang memiliki frekuensi yang berbeda dengan beda relatif kecil.
Satu layangan didefenisikan sebagai gejala dua bunyi keras atau dua bunyi lemah yang terjadi secara berurutan, sehingga :
1 layangan = keras – lemah – keras atau lemah – keras – lemah
dan
Ap = amplitudo pelayangan
fp = frekuensi pelayangan (banyak layangan/sekon) f1 = frekuensi gelombang y1 (Hz)
f2 = frekuensi gelombang y2 (Hz)
Contoh :
1. Sebuah sirine berbunyi dengan frekuensi 1000 Hz. Tiba-tiba ada sirine lain yang berbunyi sehingga terdengar bunyi yang keras dan lemah secara periodik dengan periode 1 sekon. Berapakah frekuensi sirine kedua ?
Penyelesaian :
F1 = 100 hz
Tp = 1 s sehingga fp = 1/Tp = 1 hz
Maka fp = f1 – f1 sehingga 1 = f2 – f1
Ada 2 kemungkinan f2 yaitu 1 = f2 ± f1
F2 = 1000 + 1 = 1001 hz
F2 = 1000 – 1 = 999 hz
2. Dua buah senar yang identik memberikan nada dasar dengan frekuensi 400 Hz. Bila tegangan salah satu dawai ditambah 2 %, berapakah frekuensi pelayangan yang terjadi ?
Penyelesaian :
f1 = 400 hz
f1 = F
f2 = 102% f = 1,02 f
Latihan
1. Dua gelombang y1 = 0,04 sin (64pt) m dan y2 = 0,04 sin (48pt) m mengalami sebuah pelayangan gelombang. Tentukan besar frekuensi pelayangan yang dihasilkannya ?
2. Dua buah gelombang bunyi frekuensi masing-masing 300 Hz dan x Hz dibunyikan pada saat yang bersamaan sehingga menghasilkan 6 layangan dalam 2 sekon. Berapakah kemungkinan nilai x ? (297 hz dan 303 hz)
3. Garpu tala X dan Y, bila dibunyikan bersama akan menghasilkan 300 layangan per menit. Frekuens garpu X 300 hz. Apabila garpu Y ditempeli setetes lilin, akan menghasilkan 180 layangan per menit dengan garpu X. Berapakah frekuensi asli garpu Y ?
Efek Dopler
vp
Pengamat
P
s
lApabila kita berdiri di pinggir jalan raya mengamati kendaraan – kendaraan yang lalu lalang, frekuensi bunyi klakson sebuha mobil yang dihidupkan terus akan terdengar lebih tinggi saat mendekati kita dan akan terdengar lebih rendah saat menjauhi. Peristiwa ini disebut efek Dopler, yang pertama kali dikemukakan oleh Cristian Johan Doppler (1803-1855).
Pertama-tama mari kita bayangkan seorang pengamat P yang bergerak dengan kecepatan vp menuju sumber bunyi S yang diam sebagaimana gambar di atas. Jika cepat rambat gelombang terhadap medium adalah v, maka kecepatan gelombang relative terhadap pengamat adalah v’ = v+vp, akan tetapi l konstan. Dengan demikian frekuensi yang didengar pengamat bertambah besar menjadi :
Secara umum persamaan efek Dopler dapat ditulis sebagai berikut :
fp = frekuensi yang didengan oleh pendengar (Hz)
fs = frekuensi dari sumber bunyi (Hz)
v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)
vp = kecepatan pendengar (m/s)
vs = kecepeatan sumber bunyi (m/s)
Aturan penentuan tanda vp dan vs adalah sebagai berikut :
Cara I
· Bila pendengar (P) mendekati sumber (S), tanda vp : positif, fp > fs
· Bila pendengar (P) menjauhi sumber (S), tanda vp : negatif, fp< fs
· Bila sumber (S) mendekati pendengar (P), tanda vs : negatif, fp > fs
· Bila sumber (S) menjauhi pendengar (P), tanda vs : positif, fp< fs
· Jika S dan P sama – sama diam, vs = 0 dan vp = 0, sehingga fp= fs
Cara II
· Tetapkan arah positif dari posisi P ke S
· Vp dan vs bertanda positif bila searah dengan arah P ke S, sebaliknya negatif.
Apabila angina berhembus dengan kecepatan va, cepat rambat bunyi di udara akan dipengaruhi. Untuk angin yang berhembus dari posisi S ke P, maka berlaku hubungan :
Untuk angin yang berhembus dari posisi P ke S, maka berlaku hubungan :
Contoh :
1. Sebuah garputala yang diam, bergetar dengan frekuensi 384 Hz. Garpu tala lain yang bergetar dengan frekuensi 380 Hz dibawa seorang anak yang berlari menjauhi garpu tala pertama. Kecepatan rambat bunyi di udara 320 m/s. jika anak itu tidak mendengar layangan, berapa kecepatan anak tersebut !
Penyelesaian :
· Garpu tala yang diam berperan sebagai sumber (S) dengan fs = 384 Hz
· Karena anak tidak mendengar layangan berarti frekuensi yang dia terima sama besar dengan frekuensi garpu tala yang dibawanya sehingga dapat ditulis bahwa fp = 380 Hz.
· P menjauhi S, berarti vp bertanda negatif.
2. Dodi beridir di tepi jalan. Dari kejauhan dating sebuah mobil ambulance bergerak mendekati Dodi, kemudian lewat di depannya, lalu menjauhinya dengan kecepatan tetap 20 m/s. jika frekuensi sirine yang dipancarkan mobil ambulance 8640 Hz, dan kecepatan gelombang bunyi di udara 340 m/s, tentukanlah frekuensi sirine yang didengarkan Dodi pada saat :
a. mobil ambulance mendekati Dodi
b. mobil ambulance menjauhi Dodi
Penyelesaian :
Diketahui : v = 340 m/s, vs = 20 m/s, fs = 8640 Hz
a. Pada saat mobil ambulance mendekati Dodi
b. Pada saat mobil ambulance menjauhi Dodi
3. Dua gerbong kereta api yang ditarik oleh sebuah lokomtif bergerak meninggalkan stasiun dengan kelajuan 36 km/jam. Ketika itu, seorang petugas di stasiun meniup pluit dengan frekuensi 1700 Hz. Jika kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara 340 m/s, tentukanlah frekuensi bunyi pluit yang didengar oleh seorang pengamat di dalam kereta api !
Penyelesaian :
Diketahui Vp = 36 km/jam = 10 m/s, vs = 0 m/s, v = 340 m/s, fs = 1700 Hz
4. Tuliskan bentuk persamaan Efek Dopler jika sumber bunyi dan pengamat :
a. saling menjauhi
b. saling mendekati
c. sumber mendekati pengamat, tetapi pengamat menjauhi sumber bunyi !
Penyelesain :
a. Sumber bunyi dan pengamat saling menjauhi, vs = + dan vp = -.
b. Sumber bunyi dan pengamat saling mendekati, vs = - dan vp = +.
c. Sumber bunyi mendekati pengamat, tetapi pengamat menjauhi sumber bunyi, vs = - dan vp = -.
Latihan
1. Sebuah ambulan bergerak dengan kecepatan 33,5 m/s sambil membunyikan sirinenya pada frekuensi 400 Hz. Seorang pengemudi Truk yang bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 24,6 m/s mendengar bunyi sirine ambulan. Berapa frekuensi yang dia dengar (a) saat kedua mobil saling mendekati dan (b) saling menjauhi ? (a. 475 Hz dan b. 338 Hz)
2. Ketika berdiri di trotoar, seorang anak mendengar frekuensi 560 Hz dari sirine mobil polisi yang mendekatinya. Setelah mobil polisi melewatinya, frekuensi yang terdengar menjadi 480 Hz. Berapa kelajuan mobil polisi ? (kecepatan bunyi di udara 340 m/s). (26,15 m/s).
3. Sebuah sumber bunyi mempunyai frekuensi 600 Hz bergerak dengan kecepatan 20 m/s mendekati seorang pengamat yang diam. Tentukan besar frekuensi yang didengar oleh pengamat jika (a) tidak ada angina, (b) terdapat angina yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s searah dengan arah sumber bunyi, (c) terdapat angina yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s berlawanan arah dengan arah gerak sumber bunyi ! Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. (a. 637,5 Hz, b. 636, 4 Hz, c. 638,7 Hz)
4. Sebuah bunyi siulan dengan frekuensi 600 Hz merambat menjauhi seorang pengamat yang diam menuju sebuah dinding rumah secara tegak lurus dengan kecepatan 2 m/s. jika cepat rambat bunyi di udara pada saat itu 340 m/s, berapa layangan tiap sekon yang didengar oleh pengamat ? (7 layangan)
5. Perubahan frekuensi suatu bunyi yang sumbernya bergerak mendekati pendengar diketahui 1% dari frekuensi asalnya. Bila kecepatan rambat bunyi di udara adalah 300 m/s, tentukanlah kecepatan sumber bunyi tersebut terhadap pengamat yang diam !
Cepat Rambat Gelombang Transversal Pada Senar
Sumber bunyi adalah sesuatu yang bergetar. Peralatan musik seperti gitar atau biola, menggunakan dawai sebagai alat getar. Getaran yang terjadi pada senar merupakan gelombang stasioner pada dawai dengan ujung terikat. Nada yang dihasilkan oleh senar gitar dapat diubah-ubah dengan cara menekan senarnya pada posisi tertentu.
Nada dasar (f0) (Harmonik Pertama) terdiri dari 1 perut yang panjangnya setengah dari satu panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada atas pertama (f1) (Harmonik kedua) terdiri dari 2 perut yang panjangnya satu panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada atas kedua (f2) (Harmonik ketiga) terdiri dari 3 perut yang panjangnya 3/2 panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada atas ketiga (f3) (Harmonik keempat) terdiri dari 4 perut yang panjangnya 2 panjang gelombang (satu panjang gelombang terdiri dari 2 perut gelombang).
Nada terendah yang dihasilkan disebut nada dasar atau harmonic pertama. Selanjutnya untuk nada yang lebih tinggi secara berurutan disebut nada atas pertama (harmonic kedua), nada atas kedua (harmonic ketiga), dan seterusnya.
Frekuensi yang dihasilkan pada setiap pola gelombang tersebut adalah :
Diturunkan dari persamaan kecepatan sehingga frekuensi dapat dicari :
1. nada dasar (f0) :
2. nada atas pertama (f1) :
3. nada atas kedua (f2) :
4. nada atas ketiga (f3) :
Jika kita buat perbandingan frekuensinya dengan menetapkan sebagai factor pengali didapat
f0 : f1 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 ….
Jika kecepatan gelombang pada senar/dawai dihitung denagn persamaan berikut :
, , ,
Persamaan di atas pertama kali didapatkan oleh Marsene sehingga persamaan ini dikenal sebagai “Hukum Marsene”.
Kesimpulan dari uraian di atas sebagai berikut :
Cepat Rambat Gelombang pada Pipa Organa
Alat yang menggunakan kolom udara sebagai sumber bunyi disebut pipa organa. Alat musik tiup dan pipa organa menghasilkan bunyi dari getaran gelombang berdiri di kolom udara dalam tabung atau pipa. Pada beberapa alat musik tiup, bibir pemain yang bergetar membantu menggetarkan kolom udara. Sementara itu, pada instrumen buluh, seperti klarinet dan saksofon, kolom udara dibangkitkan oleh suatu buluh yang terbuat dari bambu atau bahan lenting lainnya yang dapat digerakkan oleh hembusan napas pemainnya. Kolom udara bergetar pada kecepatan tetap yang ditentukan oleh panjang buluh. Panjang kolom udara yang efektif dapat diubah dengan membuka dan menutup sisi lubang dalam pipa. Alat musik yang paling sederhana yang menggunakan prinsip kolom udara yang bergetar (alat tiup) adalah pipa organa. Pipa organa dibedakan menjadi dua jenis, yaitu pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup.
a. Pipa Organa Terbuka
Pipa Organa Terbuka adalah alat tiup berupa tabung yang kedua ujung penampangnya terbuka.
Nada dasar (f0) (Harmonik pertama) :
Nada atas pertama (f1) (Harmonik kedua) :
Nada atas kedua (f2) (Harmonik ketiga) :
Pada pipa organa ujung terbuka selalu terjadi perut. Hal ini berbeda dengan senar yang pada edua ujungnya selalu terjadi simpul. Namun hubungan panjang (l) terhadap panjang gelombang (l) pada pipa organa terbuka sama dengan pada senar.
f0 : f1 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 …. dikenal sebagai Hukum Bernoulli I
Kesimpulan yang dapat diambil yaitu :
b. Pipa Organa Tertutup
Pipa Organa Tertutup adalah alat tiup berupa tabung yang salah satu ujungnya tertutup dan ujung lainnya terbuka.
Nada dasar (f0) (harmonik pertama) :
Frekuensi nada dasar :
Nada atas pertama (f1) (harmonik kedua) :
Frekuensi nada dasar :
Nada atas kedua (f2) (harmonik ketiga) :
Frekuensi nada dasar :
Pada ujung terbuka dari pipa organa selalu terjadi perut dan pada ujung tertutup selalu terjadi simpul. Perbandingan frekuensinya :
f0 : f1 : f3 : ….. = 1 : 2 : 3 …. dikenal sebagai Hukum Bernoulli II
Kesimpulan yang dapat diambil yaitu :
Resonansi
Resonansi ialah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena ada benda lain yang bergetar. Resonansi dapat terjadi apabila kedua frekuensi sama atau frekuensi yang satu merupakan keliapatan frekuensi yang lain. Contoh peristiwa resonansi :
· Dua garpu tala yang kotak bunyinya dipsang berhadapan akan menyebabkan garpu tala bergetar ketika salah satu garpu tala digetarkan
· Senar gitar yang digetarkan akan menggetarkan uadara yang ada di dalam kotak bunyinya
· Udara di dalam kolom udara akan bergetar jika garpu tala di atasnya digetarkan.
Contoh Soal :
1. Sepotong dawai yang kedua ujungnya terikat memiliki panjang l = 5 m, massa jenis linear µ = 40 g/m menghasilkan frekuensi nada dasar f0 = 20 Hz. (a) Hitung gaya tegangan dawai (b) Berapa besar frekuensi dan panjang gelombang pada nada atas pertama (c) Tentukan frekuensi dan panjang gelombang pada dawai untuk nada atas kedua !
Penyelesaian :
a. gaya tegangan dawai
b. frekuensi dan panjang gelombang pada nada atas pertama
Panjang gelombang pada nada atas pertama : l = l = 5 m
c. frekuensi dan panjang gelombang pada dawai untuk nada atas kedua
Panjang gelombang pada nada atas kedua :
2. Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 2 m menghasilkan dua frekuensi harmonic yang berturut-turut adalah 410 Hz dan 495 Hz. Berapakah cepat rambat bunyi pada pipa organa tersebut ?
Penyelesaian :
Misalkan fn = 410 Hz dan fn+1 = 495 Hz,
dan , sehingga
3. Sebuah pipa organa tertutup memiliki panjang 50 cm. jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 340 m/s, tentukan frekuensi nada dasar f0, nada dasar pertama f1, nada dasar kedua f2 !
Penyelesaian :
Nada dasar (n = 0) :
Nada atas pertama (n = 1) :
Nada atas kedua (n = 2) :
4. Sebuah pipa organa terbuka panjangnya l1 dan sebuah pipa organa tertutup panjangnya l2. Jika frekuensi nada dasar pipa organa terbuka sama dengan frekuensi nada atas pertama pipa organa tertutup, berapakah l1/l2 ?
Penyelesaian :
Nada dasar pipa organa terbuka : , Nada atas pertama pipa organa tertutup :
Oleh karena f0 = f1 , maka
5. Pada suatu pipa organa terbuka (A) dengan panjang 45 cm terjadi 3 buah simpul. Nada pipa organa ini beresonansi dengan pipa organa lain yang tertutup (B) serta membentuk 2 buah simpul. Tentukan panjang pipa organa tertutup.
Penyelesaian :
Pipa organa terbuka (3 simpul)
Pipa organa tertutup (2 simpul)
Karena kedua pipa beresonansi, maka berlaku : f2 = f1
Latihan
1. Dua buah senar mempunyai luas penampang yang sama dan terbuat dari bahan yang sama pula. Senar pertama panjangnya l dengan gaya tegangan F serta menghasilkan frekuensi nada dasar 60 Hz. Kawat kedua panjangnya 1,5 l dan mengalami gaya tegangan sebesar 4 F. tentukan frekuensi nada dasar dan nada atas kedua pada kawat yang kedua ! (80 Hz dan 240 Hz
2. Pada suatu percobaan sonometer terjadi resonansi nada dasar senar dengan sebuah garpu tala yang frekuensinya 440 Hz apabila panjang senar 20 cm dan gaya tegangannya 20 N. (a) berapakah cepat rambat gelombang transversal di dalam senar ? (b) berapakah panjang senar supaya dapat beresonansi pada frekuensi 330 Hz jika gaya tegangan tetap ? (c)jika diinginkan senar beresonansi pada frekuensi 528 Hz untuk panjang 25 cm, tentukanlah besar gaya tegangan yang harus diberikan ! ( (a) 176 m/s, (b) 0,27 m, (c) 45 N).
3. Berapakah frekuensi nada dasar dan nada atas pertama suatu pipa organa terbuka yang panjangnya 1 meter bila cepat rambat bunyi di udara 344 m/s ? Berapakah frekuensi-frekuensi tersebut bila pipa organa itu tertutup ? ( 172 Hz, 344 Hz, 86 Hz, 258 Hz)
4. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada atas ketiga dengan frekuensi 1700 Hz. Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. (a) Berapa panjang pipa organa tersebut ? (b) jika pipa organa tersebut tertutup, berapa panjang pipa yang digunakan ? (a. 40 cm, b. 35 cm)
5. Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 60 cm menghasilkan bunyi dengan pola gelombang yang memiliki 3 simpul di dalamnya. Nada pipa organa ini beresonansi dengan pipa organa lain yang tertutup serta membentuk 3 buah simpul juga. Berapa panjang pipa organa tertutup ? (50 cm)
6. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan panjang gelombang lb untuk nada atas ketiga. Pipa organa lain yang tertutup menghasilkan panjang gelombang lt untuk nada atas kedua. Bila panjang kedua pipa adalah sama, berapa perbandingan lb dengan lt ? (8 : 5)
7. Sebuah pipa organa tertutup yang panjangnya 115 cm menghasilkan dua frekuensi harmonic yang berturut-turut sebesar 750 Hz dan 1050 Hz. Berapakah cepat rambat bunyi diudara pada pipa organa tersebut ? (690 m/s)
8. Sebuah pipa organa menghasilkan tiga frekuensi berurutan masing-masing 2200 Hz, 3080 Hz, dan 3960 Hz. (a) Apakah jenis pipa organa (tertutup atau terbuka) (b) Berapa frekuensi nada dasar (c) Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, berapa panjang kolom udara pipa organa ? (a. tertutup b. 440 Hz c. 19,3 cm)
9. Tentukan panjang minimum pipa organa terbuka yang dapat beresonansi dengan garpu tala yang bergetar dengan frekuensi 170 Hz. Kecepatan rambat suara di udara 340 m/s ? (1 m)
Energi Gelombang
Gelombang adalah getaran yang merambat melalui suatu medium, akan tetapi medium tidak akan merambat. Yang merambat adalah energinya sehingga gelombang merupakan rambatan energi. Energi ini dapat melakukan kerja, misalnya mengakibatkan gendang telingan kita bergetar hingga bunyi terdengar. Dalam keadaan yang ekstrim, misalnya bunyi ledakan, energi gelombang bahkan mampu mengakibatkan kaca-kaca jendela pecah.
Energi yang dipindahkan gelombang adalah energi getaran. Besar energi ini dapat ditentukan dari energi potensial maksimum getaran, yaitu :
m = massa (kg) ym = amplitudo (m)
f = frekuensi k = konstanta
Intensitas Gelombang Bunyi
Intensitas gelombang bunyi didefenisikan sebagai energi yang dipindahkan per satuan luas per satuan waktu atau daya per satuan luas yang tegak lurus pada arah cepat rambat gelombang.
I = intensitas gelombang bunyi (W/m2)
P = daya gelombang (W)
A = luas penampang (m2)
Jika sumber bunyi memancarkan gelombang ke segala arah, muka gelombang yang dipancarkan berbentuk bola. Semakin jauh dari sumber bunyi, semakin besar luas muka gelombang bola sehingga intensitas bunyi semakin kecil.
r1 = jarak sumber bunyi ke posisi 1 (m)
r2 = jarak sumber bunyi ke posisi 2 (m)
Sumber bunyi
2
1
Intensitas gelombang bunyi berbanding lurus dengan kuadrat frekuensi (f2) dan kuadrat amplitudo (ym2).
Makin jauh dari sumber bunyi, intensitas gelombang bunyi semakin kecil secara berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber, sedang amplitudo gelombang semakin kecil secara berbanding terbalik dengan jarak.
Apabila jarak pengamat terhadap sumber dibuat menjadi dua kali semula, maka intensitas gelombang bunyi menjadi seperempat dari semula.
Intensitas total (Itot) dari gabungan n buah sumber bunyi yang identik adalah :
I adalah intensitas masing-masing sumber bunyi.
Taraf Intensitas Bunyi
· Intensitas terkecil yang masih dapat menimbulkan rangsangan pendengaran pada telinga manusia adalah 10-10 W/m2, yang disebut Intensitas ambang pendengaran (I0).
· Intensitas terbesar yang masih dapat diterima telinga manusia tanpa rasa sakit adalah 1 W/m2, yang disebut Intensitas ambang perasaan.
· Logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran disebut taraf intensitas bunyi.
TI = taraf intensitas (decibel = dB), 1 bel (B) = 10 desibel (dB)
I = intesitas bunyi (W/m2)
I0 = 10-12 W/m2 = intensitas ambang pendengaran
Tugas : buatlah table “Taraf intensitas beberapa sumber bunyi”.
Hubungan antara taraf intensitas dan jumlah sumber bunyi adalah sebagai berikut :
1) TI oleh sebuah sumber bunyi
2) TI oleh n buah sumber yang memiliki intensitas sama (identik)
Dari kedua persamaan tersebut diperoleh :
Hubungan antara taraf intensitas dan jarak adalah sebagai berikut :
1) TI1 oleh sebuah sumber bunyi dari jarak r1 (TI1 = 10 log I/I0)
2) TI2 oleh sebuah sumber bunyi dari jarak r2 (TI2 = 10 log I2/I0)
TI1
r1
r2
TI2
Contoh :
1. Taraf intensitas sebuah pesawat jet pada jarak 30 m sebesar 140 dB. Berapakah taraf intensitasnya pda jarak 300 m, jika ambang intensitas pendengaran 10-12 W/m2 ? (abaikan refleksi dari tanah)
Penyelesaian :
Intensitas bunyi pada jarak 30 m dihitung dengan persamaan
Pada jarak 300 m atau 10 kali lebih jauh dari jarak semula, intensitasnya akan menjadi (1/10)2 = 1/100 kali semula
I = (1/100) (102 W/m2) = 1 Wm2
Dengan demikian, taraf intensitasnya pada jarak 300 meter adalah
2. Seorang anak berteriak di tanah lapang, dan menghasilkan taraf intensitas 60 dB, diukur dari jarak 10 m. jika ada 10 orang anak berteriak dengan intensitas bunyi yang sama, dan diukur dari jarak 10 m, hitunglah taraf intensitas anak-anak tersebut !
Penyelesaian :
TIn = TI1 + 10 log n
= 60 dB + (10 log 10) dB
= 60 dB + 10 dB
= 70 dB
3. Taraf intensitas bunyi sebuah pompa air dari jarak 1 meter adalah 60 dB. Tentukanlah taraf intensitasnya jika diamati dari jarak 10 m !
Penyelesaian :
TI1 = 60 dB, r1 = 1 m, r2 = 10 m
TI2 = TI1 – 20 log r2/r1
TI2 = 60 dB – 20 log 10/1 m = 60 -20 = 40 dB
5. Sebuah jet menimbulkan bunyi 140 dB pada jarak 100 n. Berapakah taraf intensitasnya pada jarak 100 km ?
Penyelesaian :
Pada jarak r1 = 100 m = 102 m, TI1 = 140 dB
Pada jarak r2 = 10 km = 104 m, TI2 = … ?
6. Berapa kalikah intensitas bunyi 50 dB terhadap intensitas bunyi 40 dB ? terhadap intensitas bunyi 20 dB ?
Penyelesaian :
untuk TI2 = 10 dB dan TI1 = 40 dB maka n adalah
Untuk TI2 = 50 dB dan TI1 = 20 dB maka n adalah
Latihan
1. Tentukan taraf intensitas yang dihasilkan oleh suara seorang penyanyi dari jarak 10 meter, jika intensitas suaranya pada jarak tersebut 5 x 10-7 Wm-2 ! (diketahui log 5 = 0,7) ! (57 dB)
2. Tentukan perbedaan taraf intensitas yang dihasilkan oleh dua sumber bunyi masing-masing dengan intensitas 8 x 10-6 W/m2 dan 2 x 10-6 W/m2 ! (10 log4)
3. Di dalam sebuah toko televisi, sebuah televisi dalam keadaan normal (dengan volume suara tertentu) menghasilkan tingkat kebisingan 60 dB. Jika 10 buah televisi dinyalakan bersama-sama dengan volume suara sama, hitunglah taraf intensitas bunyi yang dihasilkan ! (70 dB)
4. Dengan menggunakan alat sound levelmeter, sebuah ledakan terdeteksi dari jarak 5 meter dengan taraf intensitas sebesar 100 dB. Tentukanlah kebisingan yang dihasilkan oleh ledakan tersebut dari jarak 50 meter ! (80 dB)
5. Tingkat kebisingan yang dihasilkan oleh seekor tawon yang sedang terbang dari jarak 1 meter adalah 30 dB. Ternyata, sekelompok tawon lainnya yang terbang pada jarak 10 meter dapat menghasilkan tingkat kebisingan sebesar 30 dB. Tentukanlah jumlah tawon tersebut ! (100 ekor).
6. Sebuah jendela yang luasnya 1,30 m2 dalam keadaan terbuka pada suatu tempat dekat jalan raya. Jika taraf intensitas bunyi di lokasi tersebut 60 dB, berapa daya akustik yang masuk lewat jendela ? (1,3 µW)
7. Suatu sumber bunyi memancarkan energi ke segala arah. Jika jarak pendengar terhadap sumber bunyi dibuat menjadi empat kali semula, berapa pengurangan taraf intensitas bunyi yang terdengar ? (12,04 dB)
8. Sebuah sumber bunyi mempunyai taraf intensitas 25 dB. Bila 40 buah sumber bunyi yang sama berbunyi secara serentak, berapa taraf intensitas yang dihasilkan ? (35 + 20 log2 dB)
9. Seekor burung bernyanyi dengan daya konstan dan bunyi merambat ke segala arah secara uniform. Seorang pengamat mendengar bunyi dengan taraf intensitas 40 dB ketika berada di P1 yang jaraknya 10 m dari burung. Jika pengamat berpindah ke P2 sehingga jaraknya dari burung menjadi dua kali semula, tentukanlah ! (a) intensitas bunyi di P1 (b) intensitas bunyi di P2 dan (c) pengurangan taraf intensitas karena berpindah dari P1 ke P2 ! (a. 10-8 W/m2 b. 0,25 x 10-8 W/m2 c. 6 dB)
10. Pada suhu tertentu, modulus Bulk air adalah 1,96 x 109 Nm-2 dan massa jenisnya 103 kg/m3. tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi di dalam air tersebut !
11. Suatu gas dalam tabung meiliki tekanan P0, massa jenisnya r0, dan bunyi dapat merambat dengan kecepatan v. gas tersebut dipanaskan sehingga terjadi kenaikan suhu, dan tekanan gas menjadi 4P0, sedangkan massa jenisnya tetap. Tentukanlah kecepatan perambatan gelombang bunyi sekarang !
12. Taraf intensitas percakapan antara 2 orang siswa di dalam kelas adalah 30 dB. Jika ada 20 orang siswa sedang bercakap-cakap, taraf intensitas yang dihasilkan menjadi ….
13. Taraf intensitas suatu ledakan petasan dari jarak 10 m adalah 60 dB. Tentukanlah daya ledakan dari petasan tersebut (dalam Watt), jika diketahui intensitas ambang pendengaran 10-12 Wm-2 !
14. Taraf intensitas percakapan adalah 60 dB, dan taraf intensitas suara halilintar adalah 110 dB. Berapakah besar kelipatan bunyi halilintar terhadap suara percakapan !
15. Ketika tinggal landas, sebuah pesawat jet menimbulkan tingkat kebisingan 80 dB. Seorang pengamat berada pada jarak 50 m. dari jarak berapakah kebisingan yang ditimbulkan menjadi separuhnya !
Senin, 28 September 2009
Belajar dan mengajar tugas manusia sebagai makhluk
Blajar dan mengajar suatu kewajiban kita sebagai makhluk di muka bumi ini. Belajar yang paling utama bagi manusia adalah belajar menjadi makhluk yang terbaik dihadapan Kholik. Untuk belajar menjadi yang terbaik adalah dengan belajar bagaimana beribadah yang terbaik kepada Allah, artinya kita harus mengutamakan belajar cara - cara menjadi hamba Allah, tentunya belajar itu adalah belajar ibadah. Blajar ibadah adalah belajar ilmu agama.
Belajar ilmu agama adalah yang lebih utama dipelajari terlebih dahulu. baru kemudian ilmu yang lain. Jika kita meningggalkan ilmu agama demi mengejar ilmu dunia (ilmu umum), maka siap-siaplah kita menuai kebahagian semua. Sebaliknya jika kita menyeimbangkan ilmu agama dan ilmu dunia, insya Allah kebahagiaan hakiki kita akan dapatkan.
Langganan:
Postingan (Atom)