RANGKUMAN BUNYI UNTUK KELAS VIII SMP/MTs

SEKOLAH MENENGAH PERTAMA (SMP)

Tahun Pelajaran         : ………………………

Semester                    : ………………………

Mata Pelajaran           : IPA – Fisika

Kelas                           : VIII – SMP/MTs

Materi Ajar                  : Bunyi

Hari/tanggal                : ……………………….

Waktu                         : ……………………….

Guru                           : Parulian Simorangkir, S.si., S.Pd

 

 

Daftar Isi :

1.   Defenisi Bunyi

2.   Bentuk Gelombang Bunyi

3.   Cepat Rambat Bunyi

4.   Hubungan Suhu Dengan Cepat Rambat Bunyi.

5.   Klasifikasi Bunyi

6.   Manfaat Bunyi Ultrasonik

7.   Bunyi Dihasilkan Sumber Bunyi

8.   Hukum Marsene

9.   Resonansi

10.   Pemantulan Bunyi

11.   Macam – Macam Pemantulan Bunyi

12.   Latihan Mandiri

 

 

RANGKUMAN BUNYI

 

1.   Defenisi Bunyi

Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang getarannya dirambatkan melalui suatu medium zat padat, cair, atau gas. Dalam bentuk gelombang rapatan dan regangan.

Bunyi merambat sesuai dengan bentuk gelombang longitudinal.

Bunyi dapat timbul, jika ada benda yang bergetar dan menyebabkan partikel udara di sekitar benda ikut bergetar. Seperti garputala, tatakala garputala bergetar, partikel udara di sekitarnya juga ikut bergetar.

 

Pada beberapa tempat, molekul – moleklul udara didorong sehingga lebih berdekatan pada tekanan yang lebih tinggi (rapatan). Sebaliknya, di beberapa tempat lainnya saling menjauh pada tekanan lebih rendah (reganggan).

 

Untuk merambat, bunyi memerlukan zat antara atau lebih sering disebut medium seperti zat padat, zat cair dan udara/gas. Bunyi tidak dapat merambat pada ruang vakum atau hampa udara.

 

Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi :

(1)  Ada sumber bunyi (benda bergetar)

(2)  Ada medium (media perambatan)

(3)  Ada penerima (ada pendengar yang mampu dijangkau sumber bunyi)

 

2.   Bentuk Bunyi

Untuk memudahkan pembelajaran bunyi, kita modelkan gelombang bunyi dengan bentuk gelombang transversal.

Cepat rambat (v) :

 

v = f. λ

 

dimana :

ó v = cepat rambat gelombang (m/s)

ó f = frekuensi gelombang (Hz)

ó λ = panjang gelombang (m)

 

Contoh :

Sebuah alat musik menghasilkan getaran yang berfrekuensi 4,4 kHz. Jika cepat rambat bunyi di udara 330 m/s. Berapakah panjang gelombang bunyi tersebut di udara.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Cepat rambat bunyi, v = 330 m/s

Frekuensi, f = 4,4 kHz = 4400 Hz

 

Ditanya,

Panjang gelombang, λ = … ?

 

Jawab,

 

ó v = f.λ

ó 330 = 4400. Λ

ó λ = 0,075 m

ó λ = 7,5 cm

 

3.   Cepat Rambat Bunyi  

Hasil bagi jarak antara sumber bunyi dan pendengar dengan selang waktu yang diperlukan bunyi untuk merambat.

 

Dimana

ó v = cepat rambat bunyi (m/s)

ó s = jarak sumber dengan pendengar (m)

ó t = waktu rambatan (det)

 

Contoh :

Sebuah roket berjarak 1,6 km dari seorang penjaga pantai. Jika cepat rambat bunyi di udara 320 m/s. Berapa lama sejak penjaga pantai tersebut melihat roket terbakar dan akan mendengar bunyi ledakan.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Jarak sumber bunyi, s = 1,6 km = 1600 m

Cepat rambat bunyi, v = 320 m/s

 

Ditanya,

Waktu bunyi didengarkan, t = … ?

 

Jawab,

4.   Hubungan Suhu Dengan Cepat Rambat Bunyi

 

Makin tinggi suhu udara maka makin cepat rambat bunyi atau makin rendah suhu udara maka makin kecil cepat rambat bunyi.

 

V_t = V₀ + 0,6△t

 

Keterangan :

V_t = cepat rambat bunyi setelah suhu berubah  (m/s)

V₀ = cepat rambat bunyi sebelum suhu berubah (m/s)

△t = kenaikan suhu (⁰C)

0,6 = faktor pengali

 

Contoh :

Pada suhu 15 ⁰C tercatat cepat rambat bunyi 340 m/s. Hitunglah cepat rambat bunyi pada saat suhu 25 ⁰C.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Cepat rambat bunyi di awal, V₀ = 340 m/s

Suhu awal, t₀ = 15 ⁰C

Suhu akhir, t_t = 25 ⁰C

 

Ditanya,

Cepat rambat bunyi saat suhu naik, V_t = … ?

 

Jawab,

 

ó V_t = V₀ + 0,6 △t

ó V_t = 340 + 0,6(25 – 15) ⁰C

ó V_t = 346 m/s

 

Cepat rambat bunyi lebih cepat pada zat padat disebabkan oleh jarak antarpartikel (antar atom atau antar molekul) dalam ketiga wujud zat.

 

Dalam padatan, jarak antar partikelnya sangat berdekatan sehingga energi yang dibawa oleh getaran mudah dipindahkan dari satu partikel ke partikel lainnya tanpa partikel itu berpindah. Itulah sebabnya cepat rambat bunyi dalam padatan paling besar. Sebaliknya dalam gas, jarak antar partikelnya berjauhan sehingga energi yang dibawa oleh getaran lebih sukar dipindahkan dari satu partikel ke partikel gas lainnya. Akibatnya cepat rambat bunyi dalam gas paling kecil.

 

5.   Klasifikasi Bunyi

Berdasarkan frekuensi bunyi, maka bunyi dapat dikelompokkan menjadi 3, antara lain.

a.    Infrasonik

Kurang dari 20 Hz (f < 20 Hz)

Contoh : kelelawar

 

b.    Audio sonik

Frekuensinya antara 20 Hz – 20 kHz

Contoh : manusia

 

c.    Ultra sonik

Frekuensinya lebih besar dari 20 kHz (f > 20 kHz)

Contoh : mesin jet. 

 

6.   Manfaat Bunyi Ultrasonik

a.    Kacamata Tunanetra

Prinsip kerja kaca mata tuna netra menggunakan pengiriman dan penerimaan pada kelelawar.

 

b.    Mengukur kedalaman laut

Menggunakan pulsa ultrasonik dipancarkan oleh instrumen yang dinamakan Fathometer.

Keterangan

ó d = kedalaman laut (m)

ó v = cepat rambat bunyi (m/s)

ó t = waktu bunyi (s)

 

Contoh :

Selang waktu pulsa ultrasonik dipancarkan sampai diterima kembali adalah 0,6 detik. Jika cepat rambat bunyi dalam air 1500 m/s. Maka kedalaman laut di bawah kapal.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Cepat rambat bunyi, v = 1500 m/s

Waktu, t = 0,6 detik

 

Ditanya,

Kedalaman laut, d = … ?

 

Jawab,

c.    Dalam bidang kedokteraan

untuk pulsa – pulsa ultrasonik dipantulkan jaringan – jaringan, tulang – tulang, dan cairan tubuh dengan massa jenis berbeda dikenal dengan USG (ultra sonografi).

7.   Bunyi Dihasilkan Sumber Bunyi

a.    Tinggi rendah bunyi bergantung pada frekuensi. Dan frekuensi  bergantung pada :

(1)  Panjang Kawat

Semakin panjang kawat maka semakin tinggi nada dan semakin pendek kawat maka frekuensi makin rendah.

(2)  Panjang Kolom Udara

Frekuensi makin tinggi jika makin panjang kolom udara. Dan jika kolom udara makin pendek maka frekuensi makin rendah.

 

b.    Kuat rendah bunyi

Kuat bunyi bergantung pada amplitudo. Makin kuat atau keras bunyi maka makin besar amplitudo. Dan makin lemah bunyi maka makin kecil amplitudo. 

 

c.    Warna bunyi (Timbre)

 

d.    Nada dan Desah

 

Nada merupakan bunyi yang teratur

Desah merupakan bunyi yang tidak teratur

 

e.    Tangga nada

Perbandingan interval nada

ó d : c = 27 : 24 = 9 : 8 → (sekunde)

ó e : c = 30 : 24 = 5 : 4 → (terts)

ó f : c  = 32 : 24 = 4 : 3 → (kuart)

ó g : c = 36 : 24 = 3 : 2 → (kuint)

ó a : c = 40 : 24 = 5 : 3 → (sext)

ó b : c = 45 : 24 = 15 : 8 → (septime)

ó c₁ : c = 48 : 24 = 2 : 1 → (oktaf)

 

Contoh :

Hitunglah frekuensi nada – nada

(i)       Nada c

(ii)      Nada d

(iii)     Nada g

Jika frekuensi nada a sama dengan 440 Hz (f_a = 440 Hz).

 

Pembahasan :

 

Bagian (i) frekuensi nada c

ó c : a = f_c : f_a

ó 24 : 40 = f_c : 440

ó f_c = 3/5 x 440

ó f_c = 264 Hz

 

Bagian (ii) frekuensi nada d

ó d : a = f_d : f_a

ó 27 : 40 = f_d : 440

ó f_d = 27/40 x 440

ó f_d = 297 Hz

 

Bagian (iii) frekuensi nada g

ó g : a = f_g : f_a

ó 36 : 40 = f_g : 440

ó f_g = 9/10 x 440

ó f_g = 396 Hz

 

8.   Hukum Marsene

Keterangan :

ó f_n = frekuensi dawai (Hz)

ó L = panjang dawai (m)

ó F = berat beban (N)

ó μ = massa tiap panjang kawat (kg/m)

 

Arti fisis rumus frekuensi,

·         Frekuensi berbanding terbalik dengan panjang senar (kawat).

·         Frekuensi berbanding lurus dengan akar kuadrat dari gaya (f ∿ √F)

 

9.      Resonansi

Ikut bergetarnya suatu benda ketika benda lain didekatnya sedang bergetar. Dan syaratnya, frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi alami benda yang ikut bergetar.

10.   Pemantulan Bunyi

Hukum Pemantulan Bunyi

(1)  Bunyi datang, garis normal, bunyi pantul terletak pada satu bidang dan berpotongan pada satu titik.

(2)  Sudut pantul sama dengan sudut datang

Manfaat bunyi

·         menentukan cepat rambat bunyi di udara

·         melakukan survei geofisika

·         mendeteksi cacat dan retak pada logam

·         mengukur ketebalan pelat logam

 

 

11.   Macam – macam bunyi pantul  

(1)  Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli.

 

(2)  Gaung atau Kerdam

Bunyi pantul yang sebagian bersamaan dengan bunyi aslinya sehingga bunyi aslinya menjadi tidak jelas.

 

Contoh

Bunyi asli     : Mer – de – ka

Bunyi pantul : – mer – de – ka

Terdengar    : mer …  – … ka  

 

(3)  Gema

Bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai diucapkan.

 

 

12.   Latihan Mandiri

 

Uraian

 

Soal : 1

Sebuah sumber bunyi mempunyai frekuensi 320 Hz dengan panjang gelombang 8,0 meter. Berapa cepat rambat gelombang bunyi.

 

Soal : 2

Sebuah sumber bunyi memiliki panjang gelombang 1,4 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara 350 m/s. Berapakah frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi tersebut.

 

Soal : 3

Jika selang waktu antara terlihatnya kilat dan terdengarnya guntur 5 sekon. Berapa jauh dari pengamat tempat kilat itu terjadi. Jika cepat rambat bunyi di udara 330 m/s dan cepat rambat cahaya 3 x 10⁸ m/s.

 

Soal : 4

Suatu ledakan di kota Bandung terdengar oleh penduduk di kota Cimahi satu menit kemudian. Jika jarak kota Bandung – Cimahi 20 km. Hitunglah cepat rambat bunyi di udara saat itu. 

 

Soal : 5

Berapa frekuensi nada yang lebih tinggi, jika perbandingannya dengan nada yang memiliki frekuensi 240 Hz membentuk interval nada :

(a)  Oktaf

(b)  Kuint

(c)  Kuart

(d)  Terts

 

Soal : 6

Sebuah nada memiliki frekuensi 297 Hz. Hitunglah frekuensi nada yang sama, tetapi :

(a)  Satu oktaf lebih tinggi

(b)  Dua oktaf lebih rendah