BUNYI

1. Pendahuluan.

Bunyi dihubungkan dengan indera pendengaran kita, dan berarti juga dengan fisiologi telinga dan fisiologi otak yang menerjemahkan sensasi yang mencapai telinga. Istilah bunyi juga berhubungan dengan sensasi fisik yang merangsang telinga kita, yaitu : Gelombang Longitudinal.

Kita dapat membedakan tiga aspek bunyi. Pertama, pasti ada sumber bunyi; dan seperti halnya dengan semua gelombang, sumber gelombang bunyi merupakan benda yang bergetar. Kedua, energi yang dipindahkan dari sumber dalam bentuk gelombang bunyi longitudinal. Dan ketiga, bunyi dideteksi oleh telinga atau sebuah alat.

Ada dua aspek dari setiap bunyi yang dirasakan oleh pendengaran manusia mendengar. Aspek ini adalah ”Kenyaringan” dan ”Ketinggian”, dan masing-masing menyatakan sensasi subyektif. Kenyaringan berhubungan dengan energi  pada gelombang bunyi. Dan Ketinggian bunyi menyatakan apakah bunyi tersebut tinggi, seperti bunyi suling atau biola, atau rendah, seperti bunyi bass drum atau senar bass. Atau dengan kata lain Ketinggian merupakan Intensitas Gelombang. Intensitas didefinisikan sebagai energi yang dibawa sebuah gelombang per satuan waktu melalui satuan luas dan sebanding dengan kuadrat amplitudo gelombang. Karena energi per satuan waktu adalah daya, intensitas memiliki satuan daya per satuan luas atau watt/meter2 (W/m2).

2. Sifat-sifat Bunyi.

Bunyi ditimbulkan oleh benda yang bergetar, dan dirambatkan berupa rapatan dan renggangan molekul‑molekul medium yang dilaluinya. Tanpa medium (hampa/vakum), bunyi tak dapat merambat. Gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal. Bunyi hanya dapat didengar jika ada penerima yang berada di dekat atau dalam jangkauan sumber bunyi.

Syarat‑syarat untuk terjadi dan terdengarnya bunyi antara lain:

  1. Ada benda yang bergetar (sumber bunyi).
  2. Ada zat antara (medium) tempat merainbat­ nya bunyi.
  3. Ada penerima yang berada di dekat atau dalam jangkauan sumber bunyi.

3.  Cepat Rambat Bunyi.

3.1. Definisi

Cepat rambat bunyi didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak sumber bunyi ke pendengar dan selang waktu yang dibutuhkan bunyi untuk merambat sampai ke pendengar. Secara matematis :

Dengan v = cepat rambat bunyi (m/s), s = jarak sumber bunyi ke pendengar (m), dan   t = selang waktu yang diperlukan bunyi untuk merambat sampai ke pendengar (s). Seperti halnya berlaku untuk gelombang lain, pada gelombang bunyi pun berlaku rumus :

dengan v = cepat rambat bunyi (m/s), λ = panjang gelombang bunyi (m), dan f = frekuensi bunyi (Hz).

2.2. Pengaruh Suhu Pada Cepat Rambat Bunyi

Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu udara. Semakin tinggi suhu udara, semakin besar cepat rambat bunyi, atau semakin rendah suhu udara, semakin kecil cepat rambat bunyi. Dalam hal ini berlaku rumus:

dengan V = cepat rambat bunyi pada suhu T 0C, V0 = cepat rambat bunyi pada suhu 0 0C, dan T = suhu udara (0C).

3.3. Perambatan Bunyi Pada Berbagai Zat

Bunyi dapat merambat pada zat padat, zat cair, dan gas. Bunyi merambat paling baik dalam zat padat dan paling buruk dalam gas. Hal ini disebabkan, dalam padatan jarak antar partikelnya sangat berdekatan sehingga energi yang dibawa oleh getaran mudah dipindahkan dari satu partikel ke partikel lainnya.

4. Audiosonik, Infrasonik, Ultrasonik dan Ultrasonik.

Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya berkisar antara 20 Hz – 20.000 Hz. Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya di bawah 20 Hz. Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz. Manusia hanya dapat mendengar audio­ sonik. Infrasonik dapat didengar oleh jangkrik dan anjing, sedangkan ultrasonik dapat di dengar oleh kelelawar dan juga anjing. Ultrasonik digunakan oleh manusia di antaranya untuk kacamata tunanetra, mengukur kedalaman laut, dan ultrasonografi (USG).

5. Nada Bunyi, Kuat Bunyi dan Warna Bunyi.

5.1. Nada dan Desah

Nada adalah bunyi yang frekuensinya tetap. Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur. Nada bunyi bergantung pada frekuensi sumber bunyi. Semakin tinggi frekuensi sumber bunyi, semakin tinggi nada bunyi yang dihasilkannya. Sebaliknya, semakin rendah frekuensi sumber bunyi, semakin rendah nada bunyi yang dihasilkannya.

5.2. Kuat Bunyi

Kuat Bunyi (Intensitas Bunyi) adalah keras atau lemahnya bunyi yang terdengar. Kuat bunyi bergantung pada amplitudo. Semakin besar amplitudo getaran sumber bunyi, semakin keras bunyi yang dihasilkan. Sebaliknya, semakin kecil amplitudo getaran sumber bunyi, semakin lemah bunyi yang dihasilkannya. Telinga manusia dapat mendeteksi bunyi dengan intensitas serendah 10-12 W/m2 dan setinggi 1 W/m2. Tingkat Intensitas, β, dari bunyi didefinisikan dalam intensitasnya, I, sebagai berikut :

(dalam dB)

dimana I0 adalah intensitas tingkat acuan, dan logaritma adalah dari basis 10. I0 biasanya diambil dari intensitas minimum yang dapt didengar manusia (ambang pendengaran).

5.3. Kualitas Bunyi atau Timbre

Umumnya, sumber nada tidak bergetar hanya pada nada dasarnya, tetapi disertai pula oleh nada‑nada atasnya. Gabungan nada dasar dan nada‑nada atas menghasilkan bentuk gelombang tertentu untuk setiap sumber nada yang menunjukkan kualitas bunyi atau timbre dari sumber nada. Sebagai contoh, nada suling dan nada terompet pada frekuensi yang dibedakan bunyinya.

  1. 5. Hukum Marsene.

Menurut Marsenne, faktor‑faktor yang mempengaruhi frekuensi alamiah sebuah senar, dawai, atau kawat adalah sebagai berikut:

  1. panjang senar; semakin panjang senarnya, semakin rendah frekuensinya;
  2. luas penampang senar; semakin tebal senarnya, semakin rendah frekuensinya;
  3. tegangan senar; semakin tegang (ken­cang) senarnya, semakin tinggi fre­kuensinya;
  4. massa jenis senar; semakin kecil massa jenis senar, semakin tinggi frekuensinya.

6. Resonansi.

Resonansi adalah ikut bergetarnya suatu benda bila benda lain digetarkan di dekatnya. Resonansi terjadi apabila frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi alami benda yang ikut bergetar. Bila sebuah garputala digetarkan di atas tabung berisi kolom udara, udara pada tabung akan beresonansi apabila panjang kolom udara dalam tabung merupakan bilangan ganjil kali panjang gelombang. Secara matematis di­ tuliskan:

l = (bilangan ganjil) x ½ λ

dengan l = panjang kolom udara dalam tabung (m) dan λ = panjang gelombang bunyi (m).

8. pemantulan Bunyi.

Bunyi akan dipantulkan apabila mengenai permukaan‑permukaan keras.

8.1. Hukum Pemantulan Bunyi

Bunyi hukum pernantulan bunyi sebagai ber­ikut

  1. Bunyi datang, garis normal, dan bunyi pantul terletak pada satu bidang dan berpotongan di satu titik.
  2. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

8.2. Manfaat Pemantulan Bunyi

Pemantulan bunyi dapat dimanfaatkan antara lain untuk :

  1. menentukan cepat rambat bunyi di udara,
  2. melakukan survei geofisika untuk men­deteksi lapisan‑lapisan batuan yang mengandung minyak bumi, mendeteksi cacat dan retak pada logam, dan,
  3. mengukur ketebalan pelat logam.

8.3. Macam‑macam Bunyi Pantul

  1. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli, terjadi jika jarak antara sumber bunyi dan bidang pemantul sangat dekat sehingga bunyi pantul bersamaan waktunya dengan bunyi asli.
  2. Gaung atau kerdam, yaitu bunyi pantul yang sebagian bersamaan dengan bunyi aslinya sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas.
  3. Gema, yaitu bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai diucapkan/ dibunyikan.

9. Efek Doppler.

Efek Doppler adalah efek berubahnya frekuensi yang terdengar oleh pendengar karena gerak sumber bunyi atau pendengar. Jika sumber bunyi mendekati pendengar, maka pendengar akan menerima getaran yang lebih banyak sehingga frekuensi bunyi lebih tinggi. Sebalik­nya, jika sumber bunyi menjauhi pendengar, pendengar akan menerima getaran lebih sedikit sehingga frekuensi bunyi lebih rendah, tetapi frekuensi asal tidak berubah.

Contoh Soal :

  1. Bagaimana bunyi dapat terjadi ?. (Jawab) Bunyi ditimbulkan oleh benda yang bergetar, getaran ini merambat melalui udara dan sampai ke telinga kita.
  2. Bunyi merambat di udara berupa ……..
    1. a.      Rapatan dan renggangan
    2. b.      Bukit dan lembah gelombang
    3. c.      Gelombang transversal
    4. d.      Puncak dan rapatan

(Jawab : A) Bnyi merambat di udara berupa rapatan dan renggangan. Jadi bunyi termasuk gelombang longitudinal.

  1. Gelombang bunyi tidak dapat merambat dalam ……..
    1. a.      Zat padat
    2. b.      Zat cair
    3. c.      Udara
    4. d.      Ruang hampa

(Jawab : D) Bunyi termasuk gelombang mekanik sehingga memerlukan medium untuk perambatannya. Medium perambatan bunyi bisa berupa zat padat, zat cair, dan gas (udara). Jadi bunyi tidak dapat merambat di runag hampa.

  1. Bunyi petir terdengar 1,5 detik setelah kilatan cahaya terlihat. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s dan kecepatan cahaya di udara 3 x 108 m/s. Dapat diperkirakan berapa jarak sumber petir ke pengamat ?. (Jawab) Dari soal diketahui : waktu yang diperlukan bunyi petir untuk merambat t = 1,5 detik, cepat rambat bunyi di udara v = 340 m/s. Hati-hati jangan menggunakan kecepatan cahaya 3 x 108 m/s untuk menghitung jarak sumber bunyi ke pengamat. Jadi, s = v x t

= (340 m/s) x 1,5 detik)

= 510 m

  1. Pada jarak 750 meter dari pengamat, seseorang memukul kentongan. Jika bunyi kentongan baru terdengar 1,5 detik setelah pemukul mengenai kentongan, maka cepat rambat bunyi adalah :

a. 375 m/s                    c. 875 m/s

b. 500 m/s                    d. 1.125 m/s

(Jawab : B) Dari soal diketahui jarak (s) = 750 m; waktu (t) = 1,5 detik. Maka cepat rambat bunyi (v) adalah : v = s/t = 750 m/ 1,5 detik = 500 m/s.

  1. Perhatikan pernyataan berikut :
    1. Tinggi kolom udara kelipata ganjil dari ¼ λ
    2. Tinggi kolom udara kelipata ganjil dari 3/4 λ
    3. Frekuensi benda sama dengan frekuensi sumber bunyi
    4. Frekuensi benda tidak sama dengan frekuensi sumber bunyi

Syarat-syarat terjadinya resonansi bunyi sesuai dengan pernyataan nomor :

a. 1 dan 3        c. 2 dan 3

b. 1 dan 4        d. 2 dan 4

(Jawab : A) Syarat terjadinya resonansi antara lain :

  1. Frekuensi sumber bunyi atau sumber getaran sama dengan frekuensi benda.
  2. Ruang udara yang tingginya kelipatan ganjil dari panjang gelombang yang bergetar akan terjadi resonansi.

Rangkuman :

  1. Bunyi merambat sebagai gelombang longitudinal di udara dan materi lain. Di udara, laju bunyi bertambah terhadap temperatur.
  2. Ketinggian nada bunyi bergantung pada frekuensi sumber bunyi. Semakin tinggi frekuensi sumber bunyi, semakin tinggi nada bunyi yang dihasilkannya. Sebaliknya, semakin rendah frekuensi sumber bunyi, semakin rendah nada bunyi yang dihasilkannya.
  3. Jangkauan pendengaran dari frekuensi untuk manusia sekitar 20 sampai 20.000 Hz    (1 Hz = 1 siklus per detik).
  4. Efek Doppler adalah efek berubahnya frekuensi yang terdengar oleh pendengar karena gerak sumber bunyi atau pendengar. Jika sumber bunyi mendekati pendengar, maka pendengar akan menerima getaran yang lebih banyak sehingga frekuensi bunyi lebih tinggi dan sebalik­nya.

Soal-soal Latihan :

  1. Kelelawar tidak akan menabrak tembok di depannya, walaupun terbang dalam suasana gelap di malam hari. Hal ini disebabkan kelelawar memanfaatkan ………
    1. a.            Penglihatannya yang tajam
    2. b.            Sayapnya yang lebar
    3. c.            Bunyi ultrasonik yang dihasilkan
    4. d.            Penciumannya yang tajam
  1. Semakin besar amplitudo sebuah sumber bunyi maka …………..
    1. a.            Tidak terdengar bunyi
    2. b.            Terdengar bunyi tetapi lemah
    3. c.            Terdengar bunyi yang semakin keras
    4. d.            Terdengar bunyi yang semakin lemah
  1. Bila berteriak di mulut sumur yang dalam, terdengar bunyi ulang dari dalam sumur. Bunyi ulang tersebut dinamakan …………..

a. Gema                       c. Gaung

b. Desah                      d. Resonansi

  1. Pada kolom udara 25 cm terjadi resonansi dengan cepat rambat udara 350 m/det, maka frekuensi sumber bunyinya adalah …………….

a. 300 Hz                     c. 400 Hz

b. 350 Hz                    d. 450 Hz

  1. Mobil yang berpapasan, bunyi klaksonnya terdengar lebih tinggi, sebab ………
    1. a.    Frekuensi bunyi klakson bertambah
    2. b.    Frekuensi bunyi yang diterima bertambah
    3. c.    Cepat rambat bunyi semakin besar
    4. d.    Frekuensi dan amplitudo semakin besar
  1. Dalam kehidupan sehari-hari, ditemukan kejadian pemantulan gelombang seperti berikut ini, kecuali ………………….
    1. a.      Nada yang berubah pada alat musik
    2. b.      Gema yang terjadi dalam gua
    3. c.      Gaung dalam ruang bioskop
    4. d.      Gelombang panjang yang diterima antena
About these ads