BUNYI

MAKALAH IPA SD 2

BUNYI

BAB I

PENDAHULUAN

A.    Latar Belakang

            Di sekitar kita banyak alat- alat elektronik yang teknologinya memanfaatkan gelombang bunyi, namun sebagian basar dari kita belum sepenuhnya tahu dan paham. Setiap hari kita mendengar berbagai macam suara. Atau dalam bahasa IPA disebut bunyi. Bunyi yang kita dengar ada yang menyenangkan dan ada pula yang membisingkan. Ada bunyi yang keras, lemah, tinggi, rendah dan sebagainya. Kita dapat mendengar bunyi dari alat musik. Alat musik akan mengeluarkan bunyi jika dimainkan. Pada saat bicara, pita suara yang terdapat di dalam tenggorokan kita bergetar. Itu merupakan tanda jika bunyi dikeluarkan oleh benda yang bergetar.

            Bunyi sebagai suatu fenomena alam sangat menunjang kehidupan manusia. Informasi yang sangat berarti bagi perkembangan manusia dimungkinkan karena adanya bunyi. Pergelaran musik yang memberikan kesegaran rohani tak mungkin dinikmati tanpa adanya bunyi.  Baik dalam keadaan sadar maupun dalam tidur sering kita mendengar bunyi.

B.     Rumusan Masalah

1.      Apa pengertian dari bunyi ?

2.      Apa syarat terdengarnya bunyi ?

3.      Apa sifat – sifat bunyi ?

4.      Apa karakteristik bunyi ?

5.      Bagaimana cepat rambat bunyi ?

6.      Bagaimana Frekuensi Bunyi

7.      Bagaimana bunyi dapat memantul ?

8.      Apa saja yang mempengaruhi kekuatan bunyi ?

9.      Apa rumus yang berhubungan dengan bunyi ?

10.  Apa saja manfaat bunyi dalam kehidupan ?

11.  Apa saja manfaat bunyi dalam teknologi ?

12.  Apa itu efek Doppler ?

C.    Tujuan Penulisan

Pembuatan makalah ini bertujuan agar kita memahami tentang bunyi. Termasuk pengertian dari bunyi, syarat terdengarnya bunyi, sifat – sifat bunyi, karakteristik bunyi, cepat rambat bunyi, frekuensi bunyi, pemantulan bunyi, yang mempengaruhi kekuatan bunyi, manfaat bunyi dalam kehidupan dan teknologi serta tentang efek Doppler. Agar kita bisa memanfaatkan bunyi secara maksimal. Juga agar wawasan kita semakin bertambah.

BAB II

PEMBAHASAN

A.    PENGERTIAN BUNYI

Bunyi atau Suara merupakan salah satu fenomena fisika yang selalu kita alami sehari-hari. Contoh bunyi yang sering kita nikmati adalah musik. Musik bisa memberikan inspirasi saat kita sedang belajar, bekerja atau beraktifitas.

Dalam fisika, Bunyi atau suara adalah gelombang longitudinal yang merambat melalui medium, yang dihasilkan oleh getaran mekanis dan merupakan hasil perambatan energi. Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran.Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar atau berimpit dengan arah getarnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinki dan gelombang bunyi di udara. Gelombang longitudinalmerambat melalui medium.Sumber bunyi sebagai sumber getar memancarkan gelombang-gelombang longitudinal ke segala arah melalui medium baik padat, cair maupun gas. Sumber getar tersebut bisa saja berasal dari dawai/kawat, pipa organa, bahkan ombak di pantai.

Kita dapat mendengar bunyi karena bunyi tersebut merambat dari sumber bunyi sampai telinga kita. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan udara disekitarnya, selanjutnya molekul udara yang bergetar akan menjalar sampai ke telinga kita. Getaran molekul udara membentuk rapatan dan regangan.

Gelombang Bunyi adalah salah satu bentuk energi. Energi bunyi tersebut berasal dari benda yang bergetar, getaran yang merambat disebut gelombang. Gelombang bunyi terdiri dari molekul-molekul udara yang bergetar merambat ke segala arah. Tiap saat, molekul-molekul itu berdesakan di beberapa tempat, sehingga menghasilkan wilayah tekanan tinggi, tapi di tempat lain merenggang, sehingga menghasilkan wilayah tekanan rendah. Gelombang bertekanan tinggi dan rendah secara bergantian bergerak di udara, menyebar dari sumber bunyi. Gelombang bunyi ini menghantarkan bunyi ke telinga manusia.

Dalam perambatannya gelombang bunyi berbentuk rapatan dan renggangan yang dibentuk oleh partikel-partikel perantara bunyi. Apabila gelombang bunyi merambat di udara, perantaranya adalah partikel-partikel udara. Gelombang bunyi tidak dapat merambat di dalam ruang hampa udara karena dalam ruang udara tidak ada partikel-partikel udara. Medium atau zat perantara dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

Apabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. Jika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang. Ketika beduk dipukul, atau gitar di petik, senar gitar atau beduk tampak bergetar waktu dibunyikan. Saat senar bergetar terdengarlah bunyi. Bunyi gitar akan melemah jika getarannya melemah, akhirnya bunyi pun menghilang.

Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombang harmonis, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan getar osilasi atau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam satuan tekanan suara desibel (dB).

Bunyi tunggal  yang frekuensinya teratur dinamakan nada, sedangkan bunyi tunggal  yang frekuensinya tidak teratur dinamakan desis. Amplitudo gelombang menentukan kuat-lemahnya suatu bunyi atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam decibel (dB).          Semakin tinggi amplitudoya semakin nyaring bunyi tersebut. Bunyi pesawat yang lepas landas mencapai sekitar 120 dB. Sedang bunyi desiran daun sekitar 33 dB.

Manusia dapat mendengar bunyi saat gelombang bunyi merambat di udara atau medium lain sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia kira-kira dari 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo umum dengan berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz dinamakan ultrasonik dan di bawah 20 Hz dinamakan infrasonik.

B.     SYARAT TERDENGARNYA BUNYI

Syarat terdengarnya bunyi ada 3 macam:

1.      Ada medium ( perantara )

Bunyi hanya dapat merambat melalui medium perantara. Contohnya udara, air, dan kayu. Tanpa medium perantara bunyi tidak dapat merambat sehingga tidak akan terdengar. Bunyi dapat merambat melalui benda gas seperti udara. Bunyi Guntur dapat kita dengar karena ada udara. Cepat rambat bunyi di udara pada suhu 20⁰C adalah 343 m per detik. Bunyi dapat pula merambat melalui benda cair seperti untuk mencari harta karun atau kapal yang tenggelam di dasar laut. Cepat rambat bunyi di air kira-kira 1.500 m per detik.Selain itu, bunyi dapat merambat melalui benda padat seperti jika kita mengetuk meja dengan pensil. Cepat rambat bunyi di baja kira-kira 6.000 m per detik.Berdasarkan penelitian, zat padat merupakan medium perambatan bunyi yang paling baik dibandingkan zat cair dan gas.

2.      Ada sumber bunyi

Semua getaran benda-benda yang dapat menghasilkan suara merambat melalui medium atau zat perantara sampai ketelinga disebut sumber bunyi. Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar dibuktikan oleh :

-                     Berbagai alat musik ini, seperti bunyi dawai gitar yang dipetik, biola yang digesek, bunyi bedug, gong dan drum yang dipukul akan bergetar dan menimbulkan bunyi.

-                     Ujung penggaris yang digetarkan menimbulkan bunyi.

-                     Pada saat berteriak, jika leher kita dipegangi akan terasa bergetar.

3.      Ada pendengar

Bunyi dapat didengar apabila ada pendengar. Manusia dan hewan dilengkapi indra pendengar, yaitu telinga sebagai alat pendengar.

Getaran yang berasal dari benda-benda yang bergetar, sampai ke telinga kita pada umumnya melalui udara dalam bentuk gelombang. Karena gelombang yang dapat berada di udara hanya gelombang longitudinal, maka bunyi merambat melalui udara selalu dalam bentuk gelombang longitudinal. Kita perlu ingat bahwa gelombang longitudinal adalah perapatan dan perenggangan yang dapat merambat melalui ketiga wujud zat yaitu : wujud padat, cair dan gas.

C.    SIFAT-SIFAT BUNYI

Sifat-sifat bunyi meliputi :

a.       Gelombang bunyimemerlukan medium dalam perambatannya

Karena gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam perambatannya bunyi memerlukan medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.

b.      Gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi)

Bunyi dapat dipantulkan apabila bunyi mengenai permukaan yang keras, seperti permukaan dinding batu, semen, besi, kaca, dan seng. Hukum pemantulan gelombang: sudut datang = sudut pantul juga berlaku pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi dalam ruangan yang luas atau tertutupdapat menimbulkan gaung atau gema .

Contoh :

-                     Suara kita yang terdengar lebih keras didalam gua akibat dari pemantulan bunyi yang mengenai dinding gua

-                     Suara kita didalam gedung atau studio musik yang tidak menggunakan peredam suara

c.    Gelombang bunyi mengalami pembiasan (refraksi).

Salah satu sifat gelombang adalah mengalami pembiasan (refraksi) yaitu pembelokan arah lintasan gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda. Peristiwa pembiasan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras dari pada siang hari. Hal ini disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas lebih dingin daripada dilapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara atas lebih kecil daripada dilapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas kelapisan udara bawah.

d.      Gelombang bunyi mengalami pelenturan (difraksi)

Difraksi adalah peristiwa pelenturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit.Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang bunyi diudara memiliki panjang gelombang dalam rentang sentimeter sampai beberapa meter. Seperti yang kita ketahui, bahwa gelombang yang lebih panjang akan lebih mudah didifraksikan. Peristiwa difraksi terjadi misalnya :

-                      Kita dapat mendengar suara orang diruangan yang berbeda dan tertutup, karena bunyi melewati celah-celah sempit yang bisa dilewati bunyi.

-                      Saat kita dapat mendengar suara mesin mobil ditikungan jalan walaupun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang oleh bangunan tinggi dipinggir tikungan.

e.       Gelombang bunyi mengalami perpaduan (interferensi).

Seperti halnya interferensi cahaya, interferensi bunyi juga memerlukan dua sumber bunyi yang koheren yaitu dua gelombang dengan frekuensi sama, amplitudo sama, dan beda fase tetap. Gelombang bunyi mengalami gejala perpaduan gelombang atau interferensi, yang dibedakan menjadi dua yaitu interferensi konstruktif (penguatan bunyi) dan interferensi
destruktif  (pelemahan bunyi). Jika rapatan bertemu rapatan atau regangan bertemu regangan maka terjadi penguatan bunyi (konstruktif) sehingga bunyi terdengar semakin keras. Jika regangan bertemu rapatan maka terjadi pelemahan bunyi (destruktif) sehingga bunyi terdengar semakin lemah.

Contoh :

-                      Pada kegiatan paduan suara, seorang konduktor memberikan aba-aba untuk menyamakan suara maksudnya menyamakan tinggi-rendahnya suara atau frekuensi sehingga terjadi interferensi bunyi.

-                      Pada waktu kita berada diantara dua buah loud-speaker dengan frekuensi dan amplitudo yang sama atau hampir sama maka kita akan mendengar bunyi yang keras dan lemah secara bergantian.

D.    KARAKTERISTIK BUNYI

Karakteristik Bunyi ada beberapa macam antara lain  :

-                     NADA, DESAH dan DENTUM

Berdasarkan keteraturan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi nada, desah dan dentum.

·           Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur, tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensinya, sedangkan kuat lemahnya nada ditentukan oleh amplitudonya. Berbagai jenis nada dapat dideteksi dengan garputala. Sebuah garputala mempunyai frekuensi biasanya sudah tertera pada garputala tersebut, misalnya bunyi berbagai alat musik.

·           Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur, misalnya bunyi daun tertiup angin dan bunyi gemuruh ombak.

·           Dentum adalah bunyi yang berlangsung sangat singkat tetapi kadang-kadang sangat kuat yang amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak, misalnya bunyi meriam, senapan, dan bom.

-                     TIMBRE

Nada yang dihasilkan oleh alat musik mempunyai karakteristik tertentu, sehingga kita dapat dengan mudah membeda-bedakan nada yang dihasilkan oleh piano dan gitar, seruling dan terompet, atau suara laki-laki dan suara perempuan, meskipun frekuensi nadanya sama. Dua nada yang mempunyai frekuensi sama tetapi bunyinya berbeda disebut timbre (warna suara). Timbre terjadi karena cara bergetar setiap sumber bunyi berbeda. Timbre berupa keseluruhan kesan pendengaran yang kita peroleh dari sumber bunyi, setelah dipengaruhi resonansi dan zat pengantar.

-                      HUKUM MERSENNE

Tinggi nada atau frekuensi nada diselidiki oleh ilmuwan fisika berkebangsaan Prancis bernama Mersenne (1588-1648). Mersenne menyelidiki hubungan frekuensi yang dihasilkan oleh senar yang bergetar dengan panjang senar. Penampang senar, tegangan senar, dan jenis senar. Alat yang digunakan adalah sonometer. Frekuensi dawai yang bergetar bergantung pada beberapa faktor, yaitu :

a. Panjang dawai, semakin pendek dawai semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
b. Tegangan dawai, semakin tegang dawai, semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
c. Massa jenis bahan dawai, semakin besar massa jenis bahan dawai, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.

d. Penampang dawai, semakin besar luas penampang dawai, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.

E.     CEPAT RAMBAT BUNYI

Cepat rambat bunyi didefinisikan sebagai hasil bagi jarak antara sumber bunyi dan pendengar dengan selang waktu yang diperlukan bunyi untuk merambat. Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin memengaruhi kecepatan bunyi di udara. Semakin rendah suhu udara maka cepat rambat bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak. Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan medium perambatan untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas.

Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh jenis medium perambatannya. Medium udara, air, zat  padat dan suhu akan menghasilkan cepat rambat bunyi yang berbeda-beda.  Semakin padat suatu medium makin rapat pula partikel dalam medium dan makin kuat gaya kohesi diantara partikel medium tersebut. Sehingga suatu bagian dari medium yang bergetar akan menyebabkan bagian lain ikut bergetar secara cepat. Cepat rambat bunyi pada berbagai medium perantara berbeda-beda. Bunyi akan merambat paling baik dalam zat padat dan paling buruk dalam gas.

1. Cepat rambat bunyi dalam zat padat tergantung pada modulus Young dan massa jenis zat padat.

2. Cepat rambat bunyi dalam zat cair tergantung pada modulus Bulk dan massa jenis zat cair.
3. Cepat rambat bunyi dalam gas tergantung pada suhu dan jenis gas.

Dalam medium udara, bunyi mempunyai dua sifat khusus, yaitu :

1.      Cepat rambat bunyi tidak bergantung pada tekanan udara, artinya jika terjadi perubahan tekanan udara, cepat rambat bunyi tidak berubah.

2.      Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu. Makin tinggi suhu udara, makin besar cepat rambat bunyi. Pada tempat yang tinggi, cepat rambut bunyi lebih rendah, karena suhu udaranya lebih rendah, bukan karena tekanan udara yang rendah.

Demikian pula dengan suhu suatu medium. Makin tinggi suhu suatu medium, makin cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut, sehingga proses perpindahan getaran semakin cepat.

Karena bunyi merupakan gelombang  maka bunyi mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu :

1. Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat.

2. Suhu medium, semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat.

Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara.

F. FREKUENSI BUNYI

Berdasarkan frekuensinya, bunyi dapat digolongkan menjadi tiga, yaitu :
1. Infrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya di bawah 20 Hz.Infrasonik tidak dapat didengar oleh manusia. Makhluk yang bisa mendengar bunyi infrasonik adalah jangkrik, anjing, angsa, dan kuda.

2. Audiosonik, adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 – 20.000 Hz.Bunyi yang dapat didengar manusia.

3. Ultrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz.Ultrasonik tidak dapat didengar oleh manusia. Ultrasonik dapat didengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.

Adapun kegunaan gelombang ultrasonik adalah sebagai berikut :

a.                   Kelelawar
Gelombang ultrasonik yang dipancarkan oleh kelelawar mengetahui jarak suatu benda terhadap dirinya berdasarkan selang waktu yang diperlukan oleh gelombang pancar untuk kembali ke kelelawar. Itulah sebabnya kelelawar yang terbang malam tidak pernah menabrak benda-benda yang ada disekitarnya.

b.        Mengukur kedalaman laut atau kedalaman gua

Teknik pantulan pulsa ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut di bawah kapal. Pulsa ultrasonik dipancarkan dan pantulan pulsa ultrasonik diterima oleh alat atau instrumen yang disebut Fathometer. Ketika pulsa ultrasonik dipancarkan oleh Fathometer mengenai dasar laut, maka pulsa ultrasonik dipantulkan dan diterima kembali oleh Fathometer.Dengan mengukur atau mencatat selang waktu antara saat pulsa dikirim dan saat pulsa pantul diterima, maka kedalaman air di bawah kapal dapat dihitung. Dengan cara yang sama untuk mengukur kedalaman laut, gua juga dapat dihitung yaitu dengan memancarkan pulsa ultrasonik dari fathometer sehingga mengenai bagian yang paling dalam gua. Pulsa ultrasonik kemudian dipantulkan dan diterima kembali oleh fathometer.

c.         Mendeteksi kerusakan logam

Selain dimanfaatkan untuk mengetahui kedalaman laut dan gua, gelombang ultrasonik juga bisa dimanfaatkan untuk mendeteksi kerusakan logam yang berada di dalam tanah, misalnya pipa air dan lain-lain. Ketika pulsa-pulsa gelombang bunyi menumbuk sebuah logam yang rusak, maka pulsa-pulsa itu sebagian dipantulkan dan sebagian lagi diteruskan. Pulsa-pulsa yang dipantulkan itu terjadi karena mengenai suatu pembatas yang memiliki massa jenis yang berbeda. Pantulan-pantulan pulsa tersebut diterima alat pendeteksi, sehingga kerusakan pada logam dapat diketahui.

d.        Penggunaan dalam bidang kedokteran

Pemeriksaan untuk melihat bagian dalam tubuh manusia dengan menggunakan pulsa-pulsa ultrasonik dinamakan USG (ultrasonografi). Dalam tubuh manusia, pulsa-pulsa ultrasonik dipantulkan oleh jaringan-jaringan, tulang-tulang dan cairan tubuh dengan massa jenis berbeda. Memantulkan pulsa-pulsa ultrasonik yang dipancarkan dapat menghasilkan gambar-gambar bagian tubuh yang dijumpai oleh pulsa-pulsa ultrasonik pada layar Osiloskop. Ultrasonik terutama berguna dalam diagnosis kedokteran karena beberapa hal sebagai berikut:

- Ultrasonik jauh lebih aman daripada sinar – X yang dapat merusak sel-sel tubuh manusia karena ionisasi, maka ultrasonik lebih aman digunakan untuk melihat janin dalam perut ibu dibandingkan sinar – X.

- Ultrasonik ddapat digunakan terus-menerus unuk melihat pergerakan janin atau lever seseorang, tanpa melukai atau menimbulkan resiko terhadap pasien.

- Ultrasonik dapat mengukur kedalaman suatu benda di bawah permukaan kulit, sedangkan gambar yang dihasilkan sinar – X adalah datar tanpa ada petunjuk tentang kedalamannya.

- Ultrasonik dapat mendeteksi perbedaan jaringan-jaringan dalam tubuh yang tidak dapat dilakukan sinar – X. Dengan ini ultrasonik kadang-kadang mampu menemukan tumor atau gumpalan dalam tubuh manusia.

G.    PEMANTULAN BUNYI

Pada suhu udara 15 derajat selsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 meter per detik. Rumus cepat rambat bunyi adalah v = S/t yaitu jarak tempuh dibagi waktu tempuh. Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin memengaruhi kecepatan bunyi di udara. Semakin rendah suhu udara makan cepat rambat bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak.

Gelombang bunyi dapat dipantulkan dan diserap. Sebagian besar bunyi dipantulkan jika mengenai permukaan benda yang keras, seperti permukaan dinding batu atau semen, besi, kaca, dan seng. Sebaliknya, sebagian besar bunyi akan diserap jika mengenai permukaan benda yang lunak, misalnya kain, karet, busa, gabus, karpet, dan wol (benda-benda peredam bunyi).

Bunyi pantul dibedakan menjadi 3 macam yaitu :

1.      Bunyi pantul memperkuat bunyi asli terjadi apabila bunyi pantul terdengar hampir bersamaan, sehingga bunyi asli menjadi lebih keras.Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10 meter). Contohnya suara kita akan terdengar lebih keras di dalam kamar atau kamar mandi dan bunyi kereta api bertambah keras di dalam terowongan.

2.      Gaung atau kerdam adalah bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter. Sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas. Gaung terjadi pada gedung besar yang tertutup, seperti gedung pertemuan dan gedung pertunjukkan.Timbulnya gaung didalam gedung sangat merugikan sehingga gaung harus diredam atau di serap. Untuk menghindari terjadinya gaung, pada dinding bagian dalam gedung bioskop, studio radio atau televisi, dan studio rekaman dilapisi bahan peredam. Bahan peredam yang sering digunakan antara lain kain wol, kapas, gabus, busa,  kertas karton, karet, dan gelas.

3.      Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Jika jarak dinding pemantul cukup jauh, maka akan terjadi bunyi pantul yang terdengar sesudah bunyi asli ducapkan (dipancarkan). Biasanya terjadi pada jarak lebih dari 20 meter. Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing pegunungan, lereng gunung yang terjal, jurang dan tempat-tempat lain dan akan kembali kepada kita segera setelah bunyi asli dikeluarkan. Meskipun suara yang dihasilkan lebih lemah dari bunyi asli.Gema merupakan efek suara pantulan yang mengalami penundaan waktu dari pantulan suara setelah suara asli kita dengar.

      Hukum pemantulan bunyi dapat dijelaskan sebagai berikut :

a.     Bunyi datang, bunyi pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar.

b.    Besar sudut datang sama dengan besar sudut pantul.

      Manfaat pemantulan bunyi antara lain :

a.     Mendeteksi cacat dan retak pada logam

b.      Mengukur ketebalan pelat logam

c.       Mengukur kedalaman laut

d.      Mengetahui kedudukan kapal selam dengan mengirim gelombang ultrasonik dari kapal pemburu ke bawah laut.

e.       Mengetahui kedudukan gerombolan ikan di laut

f.       Mengetahui kantung-kantung cekungan minyak bumi dengan mengirimkan gelombang bunyi ke dalam tanah.

H.    KEKUATAN BUNYI

Bunyi  yang kuat bebeda dengan bunyi yang tinggi. Kekuatan bunyi tidak ditentukan oleh frekuensi bunyi, tetapi oleh hal-hal yang lain, khususnya; amplitudo, resonansi, dan jarak.

1.      AMPLITUDO

Amplitudo adalah lebar getar atau simpang getar yang dibuat oleh sumber bunyi. Semakin lebar getaranya, semakin kuat pula bunyinya.

2.      RESONANSI

 

Suatu benda, misalnya gelas, mengeluarkan nada musik jika diketuk sebab ia memiliki frekuensi getaran alami sendiri. Bunyi yang sangat keras dapat mengakibatkan gelas beresonansi begitu kuatnya sehingga pecah. Jika kita menyanyikan nada musik berfrekuensi sama dengan suatu benda, benda itu akan bergetar. Jika dua buah garputala berfrekuensi sama salah satunya digetarkan (dibunyikan) kemudian didekatkan ke garputala yang lain, maka garputala yang lain tersebut akan ikut bergetar. Peristiwa ikut bergetarnya suatu benda ketika benda lain di dekatnya digetarkan disebut resonansi, hal ini terjadi dikarenakan suatu benda bergetar pada frekuensi yang sama dengan frekuensi benda yang terpengaruhi.

Contoh gitar, walaupun sumber bunyinya pada senar, namun kekuatannya bunyinya lebih berasal dari kotak kayunya. Sebab, udara di dalam kotak itulah pelaku resonansi, yang justru lebih kuat daripada sumber bunyi. Sehingga kotak tersebut dinamakan kotak resonator. Namun kotak resonatornya hanya berlaku pada gitar accostic. Pada gitar elektrik resonansi dibuat oleh proses elektrik.

Syarat terjadinya resonansi adalah frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi alami benda yang ikut bergetar.  Peristiwa resonansi juga dapat dilihat pada ayunan bandul yang tergantung. Jika bandul kamu ayunkan, bandul akan bergetar dengan frekuensi alamiahnya. Bandul yang panjang talinya sama akan bergetar dengan frekuensi alamiah yang sama. Keuntungan dan kerugian adanya resonansi.

Beberapa keuntungan adanya resonansi bunyi adalah sebagai berikut :

a.       Pada telinga kita terdapat kolom udara yang disebut kanal pendengaran yang akan memperuat bunyi yang kita dengar.

b.      Adanya ruang resonansi pada gitar, biola, saron, kolintang, dan kentongan dapat memperkeras bunyi alat-alat tersebut.

c.       Kantung udara yang dimiliki katak pohon dna katak sawah dapat memperkeras bunyi yang dihasilkan.

Beberapa kerugian akibat  adanya resonansi sebagai berikut :

a.       Suara tinggi seorang penyanyi dapat memecahkan gelas yang berbentuk piala karena gelas berresonansi.

b.      Dentuman bom atau mesin pesawat supersonik dapat memecahkan kaca-kaca jendela bangunan.

c.       Bunyi yang terlalu kuat dapat memecahkan telinga kita.

d.      Pengaruh kecepatan angin pada disebuah jembatan di Selat Tacoma, Amerika Serikat, menghasilkan resonansi yang menyebabkan jembatan roboh.

3.      JARAK

Jarak dimaksukan bahwa kekutan bunyi juga ditentukan oleh jarak antara sumber bunyi dengan alat pendengar atau penerima. Semakin dekat, akan semakin keras bunyinya.

Sebagaimana frekuensi, kekuatan bunyi juga dapat diiukur. Biasanya digunakan satuan decibel yang disngkat db. Angka petunjuk antara 0 db sampai kurang lebih 120 db. Sebagai bandingan; bunyi biola selembut-lembutnya yang setara dengan siulan kita lebih kurang 20 db. Sedangkan bagian kuat dari pemain orkes besar kurang lebih hanya mencapai 95 db.

I.       RUMUS YANG BERHUBUNGAN DENGAN BUNYI

Bunyi memerlukan waktu untuk merambat melalui medium udara dari satu tempat ke tempat lainnya. jarak yang ditempuh bunyi dalam waktu satu sekon disebut Cepat Rambat Bunyi. Jika jarak yang ditempuh bunyi s dan waktu yang diperlukan t, cepat rambat bunyi v dapat dirumuskan :

V=s/t

V= cepat rambat bunyi (m/s)

s = Jarak tempuh bunyi (m)

t= waktu yang diperlukan (s) .

Cotoh soal :

1. Pada suatu saat terlihat kilat dan 20 sekon kemudian baru terdengar gunturnya. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. Berapa jarak asal suara dengan pengamat ?

Diketahui :      V = 340 m/s

t = 20 sekon

Ditanyakan :    s = …….?

Jawab              :

V = s/t

s =V x t

s = 340 m/s x 20 s

s = 6.800 m

s = 6,8 km

J.      MANFAAT BUNYI  DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Beberapa Manfaat adanya bunyi, antara lain :

1.         Sifat-sifat gelombang bunyi, seperti sifat pemantulan, nada, dan frekuensi ultrasonik, bermanfaat dalam kehidupan manusia. Dengan adanya tangga nada, umat manusia menjadi lebih “manusia”. Nada-nada dilantunkan sebagai ekspresi pemikiran, motivasi, dan emosi.

2.         Mendeteksi adanya tumor, menyelidiki otak, hati, dan liver, menghancurkan batu ginjal.

3.         Tentu kita pernah mendengar apa yang disebut dengan USG (Ultrasonografi) sebagai metode untuk mendeteksi janin. Walaupun penggunaan gelombang ultrasonik kalah akurat dengan sinar-X (rontgen), namun belum pernah ditemukan hingga saat ini efek samping dari penggunaan gelombang ultrasonik dibandingkan dengan penggunaan sinar-X.

4.         Penggunaan bersama-sama gelombang ultrasonik dan sifat pemantulan digunakan dalam alat yang disebut SONAR (Sound Navigating Ranging) bermanfaat untuk mengukur kedalaman laut, mendeteksi ranjau, kapal tenggelam, letak palung laut, dan letak kelompok ikan.

5.         Selain di laut, di darat pun gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan minyak dan mineral dalam bumi.

6.         Pemantulam bunyi dapat digunakan untuk mengukur panjang lorong gua, atau menyelidiki kerusakan logam.

7.         Prinsip pemantulan ultrasonik dapat digunakan untuk mengukur ketebalan pelat logam, pipa dan pembungkus logam yang mudah korosi (karat).

8.         Nelayan yang memanfaatkan cepat rambat bunyi mengetahui siang dan malam.

9.         Pada malam hari kita bisa mendengar suara lebih jelas daripada siang hari. Yang kita kenal siang hari itu bising. Karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.

K.    MANFAAT BUNYI DALAM TEKNOLOGI

1. Pemanfaatan untuk Sonar (Sound Navigation Ranging)

Sonar merupakan suatu teknik yang digunakan untuk menentukan letak benda di bawah laut dengan menggunakan metode pantulan gelombang. Pantulan gelombang oleh suatu permukaan atau benda sehingga jenis gelombang yang lebih lemah terdeteksi tidak lama setelah gelombang asal disebut gema. Gema merupakan bunyi yang terdengar tidak lamasetelah bunyi asli. Perlambatan antara kedua gelombang menunjukkan jarak permukaan pemantul.Penduga gema (echo sounder) ialah peralatan yang digunakan untuk menentukan kedalaman air di bawah kapal. Kapal mengirimkan suatu gelombang bunyi dan mengukur waktu yang dibutuhkan gema untuk kembali, setelah pemantulan oleh dasar laut. Selain kedalaman laut, metode ini juga dapat digunakan untuk mengetahui lokasi karang, kapal karam, kapal selam, atau sekelompok ikan.

2.        Pencitraan Medis

Bunyi ultrasonik digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan teknik pulsa-gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi dengan frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudian dideteksi. Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan abnormal lainnya, atau gumpalan fluida dapat dilihat. Selain itu juga dapat digunakan untuk memeriksa kerja katup jantung dan perkembangan janin dalam kandungan. Informasi mengenai berbagai organ tubuh seperti otot, jantung, hati, dan ginjal bisa diketahui.Frekuensi yang digunakan pada diagnosis dengan gelombang ultrasonik antara 1 sampai 10 MHz, laju gelombang bunyi pada jaringan tubuh manusia sekitar 1.540 m/s, sehingga panjang gelombangnya adalah:

λ = v/f = (1.540 m/s) / (10⁶ s^-1) = 1,5 × 10^-3 = 1,5 mm.

Panjang gelombang ini merupakan batas benda yang paling kecil yang dapat dideteksi. Makin tinggi frekuensi, makin banyak gelombang yang diserap tubuh, dan pantulan dari bagian yang lebih dalam dari tubuh akan hilang.Pencitraan medis dengan menggunakan bunyi ultrasonik merupakan kemajuan yang penting dalam dunia kedokteran. Metode ini dapat menggantikan prosedur lain yang berisiko, menyakitkan, dan mahal. Cara ini dianggap tidak berbahaya.

3.        Terapi Medis menggunakan Bunyi Ultrasonik

Dalam dunia kedokteran, gelombang ultrasonik digunakan dalam diagnosa dan pengobatan. Diagnosa dengan menggunakan gelombang ultrasonik berupa USG (ultrasonografi), dapat digunakan untuk mengetahui janin di dalam kandungan. Pengobatan meliputi penghancuran jaringan yang tidak diinginkan dalam tubuh, misalnya batu ginjal atau tumor, dengan menggunakan gelombang ultrasonik berintensitas tinggi (setinggi 107 W/m²) yang kemudian difokuskan pada jaringan yang tidak diinginkan tersebut. Selain itu bunyi ultrasonik juga digunakan untuk terapi fisik, yaitu dengan memberikan pemanasan lokal pada otot yang cedera.

Gambar  Gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk mengetahui perkembangan janin di dalam kandungan (USG)

4.        Penerapan dalam Bidang Industri

Dalam dunia industri, dengan menggunakan bor-bor ultrasonik dapat dibuat berbagai bentuk atau ukuran lubang pada gelas dan baja.Dan suatu alat yang bernama reflektoskop digunakan untuk mendeteksi cacat yang terkandung dalam besi tuang. Cacat pada velg ban mobil diperiksa dengan menggunakan alat ini. Gelombang ultrasonik juga digunakan untuk mempercepat beberapa reaksi kimia.  Getaran kuat pada gelombang ultrasonik juga digunakan untuk menggugurkan ikatan antara partikel kotoran dan bahan kain serta menggetarkan debu yang melekat sehingga lepas.

5.        Mendeteksi retak-retak pada struktur logam

Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakan scanning ultrasonik  inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan pesawat. Dalam pemerikasaan rutin , bagian-bagian penting dari pesawat di-scaning secara ultrasonik. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonik dari retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi sebelum pesawat diperkenankan terbang.

6.        Mencuci benda denga ultrasonik

Beberapa benda seperti berlian dan bagian-bagian mesin, sangat sukar dibersihkan dengan menggunakan spon kasur atau ditergen keras. Getaran-getaran frekuensi tinggi dari ultrasonic dapat dimanfaatkan untuk merontokkan kotoran dari suatu objek. Suatu objek (berlian, komponen-komponen elektronik atau bagian-bagian mesin) dicelupkan dalam suatu cairan. Gelombang ultrasonik kemudian dikirim melalui cairan menyebabkan cairan bergetar dengan sangat kuat. Getaran cairan akan merontokkan kotoran yang menempel pada objek tanpa harus menggosok kotoran itu dengan keras.

7.        Survei geofisika

Suatu gempakan Bumi atau ledakan dasyat membangkitkan gelombang-gelombang bunyi yang dapat menempuh perjalanan yang sangat jauh melalui Bumi. Jika getaran-getaran ini dicatat oleh seismograf di berbagai tempat di permukaan Bumi, catatan-catatan ini dapat digunakan untuk mendeteksi, menemukan lokasi, dan mengklasikasikan gangguan-ganguan atau untuk memberikan informasikan tentang struktur Bumi. Pemantulan gelombang-gelombang bunyi ketika melalui lapisan-lapisan batuan Bumi dapat digunakan oleh ahli geofisika bersama ahli geologi untuk mendeteksi lapisan-lapisan batuan yang mengandung endapan-endapan minyak atau mineral-mineral berharga.

8.        Alat musik

Pada alat musik seperti gitar sumber bunyinya dihasilkan oleh benda yang bergetar, yaitu senar. Jika senar dipetik dengan amplitodu (simpangan) yang besar maka bunyi yang ditimbulkan akan lebih keras. Dan jika ketegangan senar di diregangkan maka suara lengkingannya akan semakin tinggi. Begitu pula pada kendang dan alat musik yang lain. Suara timbul karena sumber suara digetarkan.

9.        Kacamata Tunanetra

Kacamata tunanetra dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik.

10.    Alat kedokteran

Ultrasonik digunakan untuk mengamati cacat cacat dalam jaringan hidup. Sifat reflektif  jaringan normal dan jaringan abnormal cukup jelas untuk dibedakan secara ultrasonik. Alat diagnosis dengan ultrasonik digunakan untuk menemukan beberapa penyakit berbahaya didada/payudara, hati, otak, dan beberapa organ lainnya. Misalnya pada pemeriksaan USG (ultrasonografi). Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak) dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. “Dengan cara ini, pasien tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.

L.     EFEK DOPPLER

Bila seorang pendengar bergerak menuju sebuah sumber bunyi yang sattioner, maka frekuensi bunyi yang terdengar lebih tinggi daripada bila pendengar  tersebut berada pada keadaan diam. Ketika kita mendekati sumber bunyi, maka frekuensi yang terdengar akan lebih keras. Sebaliknya jika kita menjauhi sumber bunyi maka frekuensi yang didengar akan lebih kecil. Dengan demikian, peristiwa ini dikenal dengan efek doppler

            Secara umum efek doppler dialami ketika ada gerak relatif antara sumber bunyi dan pengamat. Jika cepat rambat bunyi di udara saat itu adalah v, kecepatan pengamat vp dan kecepatan sumber bunyi vs dan frekuensi yang dipancarkan sumber adalah fs, maka secara perhitungan frekuensi yang didengar oleh pengamat adalah:

Fs=v±vp/v±vs fs

Fp= frekuensi pendengar

Fs= frkuensi sumber

V= kecepatan bunyi di udara

Vp= kecepatan sumber

Vp+ = pendengar mendekati sumber

0= pendengar diam

-         = pendengar menjauhi sumber

vs (-)= sumber mendekati pendengar

vs (+)= sumber menjauhi pendengar

0= sumber diam.

BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

Bunyi atau Suara merupakan salah satu fenomena fisika yang selalu kita alami sehari-hari.Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran.Gelombang Bunyi adalah salah satu bentuk energi. Energi bunyi tersebut berasal dari benda yang bergetar, getaran yang merambat disebut gelombang.Manusia dapat mendengar bunyi saat gelombang bunyi merambat di udara atau medium lain sampai ke gendang telinga manusia. Syarat terdengarnya bunyi yaitu ada sumber suara, medium, dan pendengar.Gelombang bunyimemerlukan medium dalam perambatannya,mengalami pemantulan (refleksi,mengalami pembiasan (refraksi).mengalami pelenturan (difraksi)mengalami perpaduan (interferensi). Karakteristik bunyi ada 3 macam, yaitu nada, desah dan dentum.

            Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh jenis medium perambatannya. Medium udara, air, zat  padat dan suhu akan menghasilkan cepat rambat bunyi yang berbeda-beda.  Semakin padat suatu medium makin rapat pula partikel dalam medium dan makin kuat gaya kohesi diantara partikel medium tersebut Berdasarkan frekuensinya, bunyi dapat digolongkan menjadi tiga yaitu infrasonik, audiosponik,dan ultrasonik.

Manfaat pemantulan bunyi antara lainMendeteksi cacat dan retak pada logam, mengukur ketebalan pelat logam, mengukur kedalaman laut, dll. Bunyi juga bermanfaat dalam kehidupan sehari – hari dan teknologi antara lain mendeteksi adanya tumor, menghancurkan batu ginjal,mendeteksi retak-retak pada struktur logam,mencuci benda denga ultrasonik, dll.

B.     SARAN

Setelah mempelajari pengertian dari bunyi, syarat terdengarnya bunyi, sifat – sifat bunyi, karakteristik bunyi, cepat rambat bunyi, bagaimana frekuensi bunyi, pemantulan bunyi, yang mempengaruhi kekuatan bunyi, manfaat bunyi dalam kehidupan, manfaat bunyi dalam teknologi, efek Doppler , kita sebagai calon guru di harapkan mampu memahami hal- hal yang berhubungan dengan bunyi, sehingga kita bisa lebih menguasai bahan yang kita ajarkan kepada anak didik kita, terutama tentang bunyi.

DAFTAR PUSTAKA

Kaligis, Jenny, R.E. & Hendro Darmodjo. 1992. Pendidikan IPA. Direktorat Jendral Pendidikan Tinggi Proyek Pembinaan Tenaga Kependidikan.

Darmodjo, Hendro. 1992. Pendidikan ipa 1. Direktorat Jendral  Pendidikan Tinggi Proyek Pembinaan Tenaga Kependidikan.

Silaban, Pantur & Erwin Sucipto. 1998. Fisika. Jakarta: Erlangga

Tripler, Paul A.Fisika.1998. Jakarta:Erlangga

Djumhana, Nana & Muslim. Pendidikan IPA.

Fisika79.wordpress.com/ ../efek- doppler/

Dewi Ambar. Blogspot.com/2013/03

http://fisrai.wordpress.com/2010/10/02/seri-penerapan-gelombang-bunyi/

http://www.crayonpedia.org/mw/BAB_8_GETARAN,_GELOMBANG_DAN_BUNYI

Sriwilujeng, Dyah, dkk. 2013. Pembelajaran Tematik Terpadu Ilmu Pengetahuan Alam. Jakarta: Erlangga.