Gelombang Bunyi

GELOMBANG BUNYI

Salah satu contoh Gelombang Mekanik dalam kehidupan kita sehari-hari adalah Gelombang Bunyi. Sumber bunyi adalah sesuatu yang bergetar. Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang dalam perambatannya memerlukan medium rambat, seperti medium zat padat, zat cair dan gas. Bunyi tidak dapat merambat dalam medium hampa udara, kecepatan bunyi adalah nol.

Syarat bunyi dapat didengar:
1. Adanya sumber bunyi
2. Memiliki medium
3. Dapat didengar jika memiliki frekuensi 20 Hz s.d 000 Hz

Alat-alat musik seperti Gitar, kecapi, biola, harpa, seruling, harmonika, terompet, dan flute merupakan penghasil sumber bunyi.  Biola, gitar, piano dan Harpa menggunakan senar yang bergetar untuk menghasilkan bunyi. Sementara itu, terompet, seruling, dan flute menggunakan kolom udara dan pipa organa yang bergetar. Pada umumnya sumber getaran alat musik tersebut berasal dari dawai (senar), garputala, kolom udara dan pipa organa

Gambar 1. Beberapa alat-alat musik

Berdasarkan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi 3 yaitu :

  1. Bunyi Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya < 20 Hz. bunyi ini tidak dapat didengar oleh manusia namun dapat didengar oleh laba-laba, jangkrik dan lumba-lumba.
  2. Bunyi audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya diantara 20 Hz – 20.000 Hz. bunyi jenis inilah yang dapat didengar oleh manusia.
  3. Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya > 20.000 Hz. bunyi jenis ini juga tidak dapat di dengar oleh manusia. hewan yang mampu mengarkan bunyi jenis ini adalan lumba2, anjing dan jangkrik.

Sumber-Sumber Bunyi :

Seperti telah dijelaskan diatas ada beberapa sumber getaran bunyi  alat-alat musik, diantaranya dawai dan pipa organa..

1. DAWAI (SENAR)

  • Gelombang yang merambat pada dawai merupakan gelombang berdiri (stasioner). Seutas dawai atau senar yang kedua ujungnya terikat jika digetarkan akan membentuk gelombang stasioner. Getaran ini akan menghasilkan bunyi dengan nada tertentu, bergantung pada jumlah gelombang yang terbentuk pada dawai tersebut. Pola gelombang stasioner yang terjadi berupa nada dasar (harmonik pertama), nada atas pertama ( harmonik kedua), dan nada atas kedua (harmonik ketiga) dan seterusnya.
  • Gelombang stasioner pada Dawai ( materi kelas 2) memiliki kecepatan rambat  (v) dengan persamaan :

           Keterangan :

    • v = cepat rambat gelombang ( m/s)
    • F = tegangan tali atau dawai ( N)
    • μ = m/l ( massa persatuan panjang tali dengan satuan kg/m)

Contoh Soal : ( 2 Soal )

1.Tali yang panjangnya 5 meter ditegangkan dengan gaya 2 N, jika gelombang dengan kecepatan 40 m/s, massa tali adalah…

A. 5,25 gram
B. 6,25 gram
C. 8,25 gram
D. 5,25 gram
E. 7,25 gram

Pembahasan:                                        

Diketahui: L = 5 m  F = 2 N  dan  v = 40 m/s
Ditanya: m
Jawab : Gunakan persamaan Melde

maka :
m = F . L / v²
m = (2 N . 5 m / (40)²)
m =   10 / 1600 = 0,00625 kg = 6,25 gram   Jawaban: B

2. Cepat rambat gelombang pada tali = v, sedangkan tegangannya F. Jika panjang dan massa tali tetap, sedangkan massa tali diperbesar menjadi 4F, maka cepat rambat gelombang pada tali tersebut menjadi…
A. 16 v
B. 4 v
C. 2 v
D. v
E. ½ v

Pembahasan:
Diketahui:
v= v
F= F
F2 = 4 F
L1 = L2
m1 = m2
Ditanya: v= …
Jawab:
————————————————————————————————————-

Video menggunakan Violin dan Harpa Video menggunakan Musik Gitar

1.1 Frekuensi Nada Dasar (f0)

Frekuensi Nada dasar dihasikan jika dawai  dipetik atau digesek ditengah-tengah dawai. Untuk panjang dawai l diperoleh ½ λ (lihat gambar)

Dihasilkan  2 simpul (2S) dan 1 perut (1P) dan untuk panjang dawai (l) = ½ λ . Jika cepat rambat gelombang :

Maka Frekuensi Nada Dasar  untuk Dawai adalah :

Keterangan :

f0= frekuensi Nada dasar
F = tegangan dawai (N)
m = massa beban
l=panjang dawai (m)

1.2 Frekuensi Nada Atas Pertama (f1)

Frekuensi Nada dasar dihasikan jika dawai  dipetik atau digesek pada  ¼ panjang dawai dari salah satu ujung dawai. Untuk panjang dawai l diperoleh 1λ  (lihat gambar)

Dihasilkan  3 simpul (3S) dan 2 perut (2P) dan untuk panjang dawai (l) =  λ . Jika cepat rambat gelombang :

Maka Frekuensi Nada Atas Pertama (f1)  untuk Dawai adalah :

1.3. Frekuensi Nada Atas kedua (f2)
Frekuensi Nada Atas kedua dihasikan jika dawai  dipetik atau digesek pada  1/6 panjang dawai dari salah satu ujung dawai. Untuk panjang dawai l diperoleh 1½ λ  (lihat gambar)

Dihasilkan  4 simpul (4S) dan 3 perut (3P) dan untuk panjang dawai (l) =  3/2 λ . Jika cepat rambat gelombang :

Maka Frekuensi Nada Atas kedua (f2)  untuk Dawai adalah :

Rumus Jumlah Perut (p) dan Simpul (S) pada frekuensi Dawai adalah :

  • Jumlah P (perut) = n + 1  dengan n = 0 untuk  frekuensi Nada dasar
  • Jumlah S (simpul) = n + 2

Hukum Marsene :

  • Perbandingan frekuensi nada-nadapada dawai merupakan perbandingan bilangan bulat, yaitu :

         f0   :   f1   :   f2   :  …   =   1   :   2   :   3   :   ….

 

CONTOH-CONTOH SOAL :  ( 3 Soal )

1.Seutas Dawai bila diberikan tegangan 100 N dan digetarkan maka frekuensi yang ditimbulkan adalah fo.  Agar Dawai tersebut bergetar dengan frekuensi 2 fo, maka besar tegangan dawai yang dibutuhkan adalah :

A. 25  N
B. 50  N
C. 200 N
D. 400 N
E. 800 N                                                            Jawab :  D

2. Seutas Dawai yang panjangnya 2,5 m, massanya 250 gram diberi tegangan 250 N.Kemudian dipetik sehingga pada Dawai terbentuk pola 2,5 gelombang. Maka Frekuensi nada yang dihasilkan dan Nada atas yang terjadi adalah…

A.  50 Hz  dan nada atas ke 3
B. 50 Hz dan nada atas ke 4
C. 50 Hz dan nada atas ke 5
D. 100 Hz dan nada atas ke 3
E. 100 Hz dan nada ataske 4

Penyelesaian :

a.   2,5 λ  = 2,5 m   ————   λ  =  1 m

 

 

 

 

f = v/λ  =50 / 1  = 50 Hz
Jadi Frekuensi nada yang dihasilkan 50 Hz.

b. Pada dawai terbentuk 2,5 λ   atau  5 x  ½ λ sehingga nada yang dihasilkan adalah (5-1) = 4 atau Nada atas ke 4                                                                                                Jawab : B

3. Apabila kita hendak menaikkan tinggi nada suatu nada, maka dapat dilakukan dengan cara :

A. Panjang Dawai diperbesar
B. Panjang dawai diperkecil
C. Penampang Dawai diperbesar
D. Tegangan Dawai diperkecil
E. Dawai diganti dengan dawai yang lain jenisnya

Jawab : A.  Sesuai Rumus, Frekuensi berbanding lurus dengan akar panjang Dawai.

2. PIPA ORGANA

Seruling, Trompet dan Klarinet adalah alat-alat musik yang menggunakan kolom udara sebagai sumber bunyi.  Kolom udara yang sangat sederhana adalah Pipia organa.  Pipa organa adalah alat tiup berupa tabung. Ada dua jenis Pipa organa yaitu Pipa Organa Terbuka dan Pipa Organa Tertutup.

 

345678

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: