GETARAN, GELOMBANG DAN BUNYI (SMP kelas 8)

Perhatikan Video di bawah ini ! (Karena suaranya kecil, pake headset ya mendengarnya). Tanyakan kepada kami jika ada yang tidak dimengerti.

Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan.

• Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain :
  – sinar gitar yang dipetik
  – bandul jam dinding yang sedang bergoyang

  – ayunan anak-anak yang sedang dimainkan

  – mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya.

  – Pegas yang diberi beban.

• Contoh Soal :

1. Dalam 1 sekon, lintasan yang ditempuh beban pada Gambar 1 adalah 2-1-3-1-2-1-3. Berapakah frekuensi dan periode getaran tersebut?
Penyelesaian :
Jumlah getaran yang terjadi adalah 1,5 getaran. Waktu untuk menempuh 1,5 getaran adalah 1 sekon. Jadi frekuensi f = 1,5 getaran / sekon = 1,5 Hz. Dan periode T berbanding terbalik dengan Frekuensi f , maka

T = 1\ f

Jadi waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran penuh adalah 0,67 sekon

2. Pada selang waktu 2 sekon terjadi gerakan bolak – balik sebanyak 10 kali. Tentukanlah frekuensi dan periodenya.
Penyelesaian :
Dalam 2 sekon terjadi 10 getaran. Berarti dalam 1 sekon terjadi 5 getaran, sehinga frekuensi f = 5 Hz, dan periode T :

• Pengertian Gelombang
  Gelombang adalah gejala rambatan dari suatu getaran. Gelombang akan terus terjadi apabila sumber getaran ini bergetar terus menerus. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya. Contoh sederhana gelombang, apabila kita mengikatkan satu ujung tali ke tiang, dan satu ujung talinya lagi digoyangkan, maka akan terbentuk banyak bukit dan lembah di tali yang digoyangkan tadi, inilah yang disebut gelombang.

MACAM-MACAM GELOMBANG

• Berdasarkan Mediumnya Gelombang dibagi dua, yaitu :

Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam proses perambatannya memerlukan medium (zat perantara) . Artinya jika tidak ada medium, maka gelombang tidak akan terjadi. Contohnya adalah Gelombang Bunyi yang zat perantaranya udara, jadi jika tidak ada udara bunyi tidak akan terdengar.

Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dalam proses perambatannya tidak memerlukan medium (zat perantara). Artinya gelombang ini bisa merambat dalam keadaan bagaimanapun tanpa memerlukan medium. Contohnya adalah gelombang cahaya yang terus ada dan tidak memerlukan zat perantara.

• Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya, Gelombang dibagi menjadi dua, yaitu

 Gelombang Transversal

Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Bentuk Getarannya berupa lembah dan bukit, berdasarkan Video di atas dapat saya jelaskan bahwa : Arah rambat gelombang di atas adalah ke kiri dan ke kanan, sedangkan arah getarnya adalah ke atas dan ke bawah. Jadi itulah yang dimaksud arah rambat tegak lurus dengan arah getarnya.

Contoh gelombang transversal :
– getaran sinar gitas yang dipetik
– getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya.

Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarannya. Bentuk getarannya berupa rapatan dan renggangan (Dapat dilihat pada gambar di bawah).

• Gelombang bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Kuat kerasnya bunyi tergantung pada amplitudo getarannya. Semakin besar amplitudo getarannya maka bunyi yang terdengar akan semakin keras. Sebaliknya, semakin kecil amplitudonya maka bunyi yang akan terdengar semakin lemah.Selain itu, keras lemahnya bunyi juga tergantung pada jarak sumber bunyi. Semakin dekat dengan sumber bunyi, bunyi akan terdengar semakin keras. Sebaliknya, semakin jauh dari sumber bunyi maka bunyi yang terdengar akan semakin lemah.
• Gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang merambat melalui medium perantara. Medium perantara tersebut dapat berupa udara, air, atau benda padat.Arah rambatan gelombang bunyi sejajar dengan arah getarannya, biasa disebut dengan bentuk gelombang longitudinal.

Syarat suatu bunyi dapat didengar, dan pengelompokkan bunyi berdasarkan nilai frekuensinya.

1. Bersumber dari benda yang bergetar.
2. Berupa gelombang longitudinal (berupa rapatan dan regangan).
3. Merupakan gelombang mekanik.
4. Bunyi memerlukan medium/zat perantara untuk merambat.
5. Zat padat adalah medium terbaik untuk perambatan bunyi.
6. Bunyi tidak dapat merambat dalam ruang hampa.
7. Bunyi dapat dipantulkan.
8. Tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh frekuensi.
9. Kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo.

• Syarat suatu bunyi dapat terdengar:
  1.   Terdapat sumber bunyi.
  2.   Ada medium perambatan, dapat berupa zat padat, cair, atau gas.
  3.   Ada pendengar
• Pengelompokan Bunyi Berdasarkan Frekuensi
  1. Infrasonik: frekuensinya < 20 Hz.
     Contoh makhluk hidup yang dapat mendengar bunyi infrasonik adalah jangkrik dan anjing.
  2. Audiosonik: frekuensinya antara 20 Hz − 20.000 Hz.
     Contoh makhluk hidup yang dapat mendengar bunyi audiosonik adalah manusia.
  3. Ultrasonik: frekuensinya > 20.000 Hz.
     Contoh makhluk hidup yang dapat mendengar bunyi ultrasonik adalah kelelawar dan lumba-lumba.

Panjang Gelombang ()Panjang gelombang disimbolkan dengan  dengan satuan panjang gelombang  yang dinyatakan dalam meter.

• Dalam gelombang longitudinal, satu gelombang diwakili oleh satu rapatan dan satu renggangan.

(Lihat Video). 

• Dalam gelombang transversal, satu gelombang diwakili oleh satu bukit dan satu lembah.

Rumus Cepat Rambat Gelombang

atau 

Ketrangan:
v = cepat rambat gelombang (m/s)
 = panjang gelombang (m)
T = periode

• Pemantulan Bunyi

Jenis pemantulan bunyi ada 2 yakni gaung dan gema.

1. Gaung adalah bunyi pantul yang sebagian terdengar bersamaan dengan bunyi aslinya. Sehingga menyebabkan bunyi asli terdengar kurang jelas. Peristiwa gaung dapat terjadi dalam sebuah gedung yang tidak ada peredam bunyi/suaranya. Contoh bahan peredam bunyi/suara yang dapat digunakan untuk meredam suara adalah gabus, kapas, wool, kardus, dan lain-lain.
2. Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai.Gema terjadi karena dinding pantulnya mempunyai jarak yang jauh. Contoh peristiwa gema dapat terjadi pada suatu lembah atau gunung.

Bunyi pantul dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut dan jarak dinding lorong gua.

Rumus yang dapat digunakan untuk mencari jarak adalah sebagai berikut.

Keterangan:
s   = jarak/kedalaman (m)
v   = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)
t   = waktu (s)

Langsung saja kita mulai tipe soal dan pembahasannya 😉 Mau lebih mengerti ?

1. Berinteraksi dengan kami melalui Teleconference (Live Video Call or Live Streaming), segera hubungi kami jika kalian siap (melalui Live Chat), atau
2. Tanyakan hal yang tidak kalian mengerti melalui Live Chat yang tersedia pada website ini atau
3. Gunakan kolom bertanya untuk menanyakan materi yang kalian tidak mengerti

Berikut Tipe soal dan Pembahasannya :

Jika seseorang berteriak sekencang-kencangnya di bulan, suaranya tidak akan terdengar, karena ….
A.  di bulan banyak kawah dan gunung api
B.   tidak ada udara sebagai medium perambatan bunyi
C.   suara adalah gelombang elektromagnetik
D.   amplitudo bunyinya kurang besar

Pembahasan:
Bunyi merupakan gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium untuk merambat. Di bulan, tidak ada udara sebagai media perambatan bunyi, sehingga bunyi tidak terdengar (B)

Pemuda tersebut berteriak sehingga bunyi teriakannya memantul pada tebing A dan B. Jika waktu bunyi pantul dari tebing A ke pemuda = 0,5 sekon, maka waktu pantul oleh tebing B ke pemuda adalah ….
A.     0,3 sekon
B.     0,5 sekon
C.     0,6 sekon
D.     1,2 sekon

Pembahasan:

 Waktu pantul oleh tebing B ke pemuda  adalah

Jawaban yaang tepat adalah C

Perhatikan pernyataan berikut!

1. 1. Kelelawar dapat menghindari dinding penghalang ketika terbang malam hari.
   2. Bandul berayun saat digantungkan pada seutas benang.
   3. Menggetarkan garpu tala tanpa kotak.
   4. Manusia dapat mengukur panjang gua.

Peristiwa yang menunjukkan pemantulan bunyi pada kehidupan sehari-hari adalah ….
A.     1 dan 2
B.     1 dan 4
C.     2 dan 3
D.     3 dan 4

Pembahasan:
Contoh peristiwa pemantulan bunyi pada kehidupan sehari-hari

1. 1. 1. Kelelawar dapat menghindari dinding penghalang ketika terbang malam hari.
      2. Manusia dapat mengukur panjang gua

Peristiwa resonansi:

1. 1. 1. 1. Bandul berayun saat digantungkan pada seutas benang.
         2. Menggetarkan garpu tala tanpa kotak.

Jawaban: B

Gelombang bunyi dari suatu sumber memiliki cepat rambat 340 m/s. Jika frekuensi gelombang bunyi adalah 500 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

Pembahasan
Data soal:
ν = 340 m/s
f = 500 Hz
λ = ………..

Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang:
λ = ν / f
λ = 340 / 500
λ = 0,68 m

Seorang anak mendengar bunyi yang memiliki panjang gelombang sebesar 5 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan:
a) frekuensi sumber bunyi
b) periode sumber bunyi

Pembahasan
Data soal:
ν = 340 m/s
λ = 5 m
f = ………. Hz
T =…..s

Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang:

f = ν / λ T = 1 / f

a) frekuensi sumber bunyi

f = 340 / 5

f = 68 Hz

b) periode sumber bunyi

T = 1/f = 1/68 sekon = 0,0147 s

Sebuah kapal mengukur kedalaman suatu perairan laut dengan menggunakan perangkat suara. Bunyi ditembakkan ke dasar perairan dan 5 detik kemudian bunyi pantul tiba kembali di kapal. Jika cepat rambat bunyi di dalam air adalah 1500 m/s, tentukan kedalaman perairan tersebut!

Pembahasan
Menentukan jarak dua tempat (kedalaman) dengan pantulan bunyi:
S = (ν x t) / 2
S = (1500 x 5) / 2
S = 3750 meter

Gelombang bunyi dengan frekuensi 5 kHz merambat diudara yang bersuhu 30°C. Jika cepat rambat bunyi di udara pada suhu 0°C adalah 330 m/s, tentukan:
a) cepat rambat bunyi
b) panjang gelombang bunyi

Pembahasan
Perbedaan cepat rambat bunyi akibat perbedaan / perubahan suhu udara:
ν = ν0 + 0,6 t
ν = 330 + (0,6 x 30)
ν = 348 m/s

Bunyi dengan panjang gelombang 1,5 m memiliki kecepatan rambat sebesar 330 m/s. Dapatkah bunyi tersebut didengar oleh telinga manusia normal?

Pembahasan
Mencari frekuensi terlebih dahulu:
f = ν / λ
f = 330 / 1,5
f = 220 Hz
Bunyi dengan frekuensi antara 20 hingga 20000 Hz tergolong audiosonik , bisa didengar oleh manusia.
Selengkapnya :
infrasonik : frekuensi bunyi lebih kecil dari 20 Hz
ultrasonik : frekuensi bunyi lebih besar dari 20000 Hz

Resonansi pertama sebuah tabung kolom udara terjadi saat panjang tabung 15 cm. Tentukan:
a) panjang gelombang bunyi
b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua
c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga
d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempat
e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 340 m/s

Pembahasan
a) panjang gelombang bunyi
Resonansi pertama → L = (1/4) x λ
15 = (1/4) x λ
λ = 4 x 15
λ = 60 cm

b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua
Resonansi kedua → L = (3/4) x λ
L = (3/4) x 60 cm
L = 45 cm

c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga
Resonansi ketiga → L = (5/4) x λ
L = (5/4) x 60 cm
L = 75 cm

d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempat
Resonansi keempat → L = (7/4) x λ
L = (7/4) x 60 cm
L = 105 cm

e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 339 m/s
λ = 60 cm = 0,6 meter
ν = 339 m/s
f = …….Hz

f = ν / λ
f = 339 / 0,6
f = 565 Hz

Senar I dan senar II memiliki panjang yang sama. Jika luas penampang senar I adalah tiga kali luas penampang senar II, tentukan :
a) perbandingan frekuensi senar I dan senar II, anggap senar memiliki tegangan yang sama
b) frekuensi senar II jika frekuensi senar I adalah 500 Hz

Pembahasan
a) f1 / f2 = A2 / A1
f1 / f2 = A2 / 3A2
f1 : f2 = 1: 3

b) f1 : f2 = 1: 3
f2 = 3 x f1
f2 = 3 x 500
f2 = 1500 H

Bunyi pantul dapat memperkuat bunyi asli jika jarak dinding pantul tidak jauh dari sumber bunyi. Misalnya, bunyi kereta api ketika masuk terowongan akan terdengar semakin kuat. Dari uraian itu dapat disimpulkan bahwa kuat bunyi yang didengar tergantung pada :

1. amplitudo sumber bunyi;
2. jarak antara sumber bunyi dengan pendengar;
3. resonansi yang terjadi;
4. serta adanya dinding pemantul yang sesuai.

Macam-Macam Pemantulan Bunyi

• Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli

Suara gurumu di dalam kelas akan lebih keras dibandingkan dengan suara guru olah ragamu di lapangan. Itu dikarenakan suara di dalam ruangan akan dipantulkan oleh dinding-dinding ruangan.

• Gaung atau kerdam

Bunyi pantul yang datangnya hanya sebagian yang bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas disebut gaung atau kerdam.

Gaung atau kerdam dapat terjadi di gedung bioskop, gedung pertunjukan, gedung pertemuan, studio radio, dan lain-lain. Untuk menghindari terjadinya gaung, pada dinding gedung-gedung tersebut biasanya dilapisi bahan yang dapat meredam bunyi disebut bahan akustik. Misalnya, kain wol, kapas, karton, papan karton, gabus, dan karet busa.

• Gema

Bunyi pantul dapat terdengar dengan jelas seperti bunyi aslinya karena antara bunyi pantul dengan bunyi asli tidak saling mengganggu. Hal ini dimungkinkan jika jarak antara dinding pemantul dengan sumber bunyi jauh. Karena jarak yang jauh, bunyi akan berjalan menempuh jarak yang jauh. Waktu yang digunakan untuk memantul juga lama. Ketika bunyi asli sudah selesai diucapkan, bunyi pantul mungkin masih di perjalanan. Akibatnya, bunyi pantul terdengar jelas setelah bunyi asli. Bunyi pantul yang terdengar jelas setelah bunyi asli disebut gema. Gema dapat terjadi di lereng-lereng gunung atau di lembah-lembah.

Manfaat Bunyi Pantul

• Pengukuran jarak dengan gema
• Pengukuran kedalaman laut dengan pemantulan bunyiSebuah sumber getar yang disebut osilator dipasang pada dinding kapal bagian bawah. Di dekat osilator dipasang hidrofon, yaitu alat yang dapat menangkap getaran. Untuk mengukur kedalaman laut, osilator digetarkan. Getaran ultrasonik yang dihasilkannya diarahkan ke dasar laut. Oleh dasar laut, getaran ini dipantulkan dan diterima hidrofon. Sebuah alat pencatat akan mencatat selang waktu antara getaran dikirim dan getaran pantul yang diterima. Jika cepat rambat bunyi di air laut diketahui maka kedalaman laut dapat dihitung.

• Indera Pendengaran dan Sistem Sonar

  Indera pendengar manusia adalah telinga, selain sebagai indera pendengar telinga berfungsi sebagai alat keseimbangan. Telinga manusia terdiri dari tiga bagian, yaitu telinga bagian luar, telinga bagian tengah, dan telinga bagian dalam.

  Daun telinga berfungsi untuk menerima dan mengumpulkan suara yang masuk ke dalam telinga. Saluran telinga luar berfungsi menghasilkan minyak serumen. Saluran telinga luar yang dekat dengan lubang telinga dilengkapi dengan rambut-rambut halus untuk menjaga agar benda asing tidak masuk, dan terdapat kelenjar lilin yang berperan menjaga agar permukaan saluran telinga luar dan gendang telinga tidak kering.

  Di bagian akhir saluran telinga luar terdapat membran tipis yang memisahkan telinga luar dengan telinga tengah disebut membran timpani (selaput gendang).

  Telinga pada bagian tengah merupakan suatu ruang di dalam tulang pelipis, yang dilapisi jaringan mukosa.

  Pada telinga bagian tengah terdapat :

  a. tulang-tulang pendengaran,
  yaitu tulang martil (maleus), tulang landasan (inkus), dan tulang sanggurdi (stapes). Ketiga tulang tersebut saling berhubungan melalui sendi dan berfungsi untuk mengalirkan getaran suara dari gendang telinga menuju ke rongga telinga dalam.

  b. Saluran eustachius
  Saluran yang menghubungkan telinga tengah dengan faring, saluran ini berfungsi menjaga keseimbangkan tekanan udara pada telinga luar dengan telinga tengah.

  Telinga bagian dalam terdiri atas tiga bagian, yaitu jendela (tingkap), labirin, dan organ korti.
  Tingkap atau jendela pada telinga ada dua macam yaitu tingkap oval dan tingkap bulat (jorong). Telinga dalam terdiri dari rongga yang menyerupai saluran-saluran. Rongga-rongga ini disebut labirin tulang dan rongga yang dilapisi membran disebut labirin membran. Labirin tulang terdiri dari tiga bagian yaitu vestibula, koklea (rumah siput), dan tiga saluran setengah lingkaran.

  Koklea merupakan suatu tabung berbentuk melingkar dan bergelung seperti cangkang keong serta berisi cairan limfa. Koklea terdiri atas tiga ruangan yaitu skala vestibuli, skala media, dan skala timpani. Skala vestibuli dan skala timpani mengandung cairan yang disebut perilimfe. Sedangkan skala media mengandung cairan endolimfe. Bagian dasar skala vestibuli berhubungan dengan tulang sanggurdi melalui suatu jendela berselaput yang disebut tingkap oval. Sedangkan skala timpani berhubungan dengan telinga tengah melalui tingkap bundar. Skala media terdapat diantara skala vestibuli dan skala timpani. Skala media bagian bawah dibatasi oleh membran basilaris. Diatas membran basilaris terdapat organ korti yang berisi ribuan sel rambut sebagai reseptor yang berfungsi mengubah getaran suara menjadi impuls.

  Indera keseimbangan merupakan indera khusus yang terdapat di dalam telinga. Indera keseimbangan letaknya dekat indera pendengaran, yaitu di bagian belakang labirin dan terdiri dari urtikulus, sakulus, serta tiga kanalis semi-sirkularis. Kelima struktur ini berperan dalam pengaturan keseimbangan tubuh kita

  Adapun proses mendengar pada telinga kita adalah:

  Telinga dapat mendengar jika ada gelombang suara, gelombang suara akan dikumpulkan oleh daun telinga, kemudian disalurkan ke saluran telinga luar. Gelombang suara akan menggetarkan membran timpani dan diteruskan ke dalam telinga tengah melalui tulang-tulang pendengaran. Selanjutnya getaran diteruskan ke telinga dalam melalui tingkap oval dan menggetarkan cairan perilimfe yang terdapat di dalam skala vestibuli. Getaran cairan itu akan menggetarkan membran Reissner dan cairan endolimfe dalam skala media, membran basilaris. Saat membran basilaris bergetar akan menggerakkan sel-sel rambut dan ketika sel-sel rambut menyentuh membran tektorial maka terjadi impuls yang akan dikirim ke saraf otak lalu ke korteks otak bagian pendengaran untuk diinterpretasikan.

   

Demikian sekilas materi tentang gelombang dan getaran ini, tentunya kalian harus latihan bukan? Jadi tanpa basa-basi langsung saja latihan bersama kami. Pilih menu Take Quiz (register dan take course gratis dulu), bagi yang sudah langsung log in. Tanyakan kepada kami apa yang kalain masih kurang mengerti melalui media yang telah kami sediakan. Semua gratis, kenapa? Karena #pintaritugratis