gelombang bunyi

GELOMBANG BUNYI

Materi Fisika Kelas XI

Bunyi merupakan gelombang longitudinal

Bunyi adalah gelombang mekanik yang membutuhkan medium untuk merambat

Karakteristik Gelombang Bunyi

karena, getaran dari sumber bunyi menghasilkan variasi tekanan pada udara sehingga molekul-molekul udara lainnya mengalami rengggangan dan bergetar.

Dalam hal ini, molekul udara hanya bergetar dan tidak ikut merambat, oleh karenanya, gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal

Bunyi dapat memantul jika gelombangnya mengenai suatu benda

Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh kerapatan medium perambatannya

Karakteristik Gelombang Bunyi

Dan cepat rambat bunyi pada zat gas dapat digambarkan sebagai:

Cepat rambat bunyi adalah hasil bagi jarak tempuh (s) dengan waktu tempuh (t), besarnya cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh kerapatan medium perantaranya. Secara matematis ditulis sebagai:

Cepat Rambat Gelombang Bunyi

Karena kerapatan medium perantara mempengaruhi kecepatan rambatan bunyi, maka tiap cepat rambat medium akan berbeda

​pada zat padat

​pada zat cair

Dengan:

E = modulus Young (N/m² atau Pa)

ingat bahwa nilai modulus young = ​

ρ = massa jenis zat padat.

B = modulus Bulk (N/m² atau Pa)

Dengan:

​M = massa molekul relatif (kg/mol)

​m₀ = massa 1 molekul gas (kg)

R =tetapan umum gas​ (J/K.mol)

κ​ = tetapan boltzmann (J/K)

γ​ = tetapan laplace

​v = cepat rambat bunyi (m/s)

Resonansi pada gelombang bunyi

Resonansi bunyi merupakan peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran yang dihasilkan oleh sumber bunyi. Resonansi bunyi hanya dapat terjadi jika suatu benda memiliki frekuensi alami yang sama dengan frekuensi alami sumber bunyi yang bergetar. Selain benda, udara atau gas di sekitar sumber bunyi juga dapat beresonansi, asalkan memiliki frekuensi alami yang sama dengan frekuensi alami sumber bunyi.

Peristiwa resonansi seringkali kita temui di kehidupan sehari-hari.

Kaca jendela yang bergetar karena suara petir

Gelas yang pecah karena suara

Resonansi pada gelombang bunyi

Perhatikan ilustrasi berikut!

bandul tersebut dapat ikut bergerak karena frekuensi alami kedua garpu tala sama.

Resonansi pada gelombang bunyi

Untuk menghitung panjang kolom resonansi, kita bisa gunakan rumus:

​

​

Dengan:

l_n = panjang kolom udara ketika resonansi ke-n (m)​

​n = resonansi ke-

λ​ = panjang gelombang (m)

​

Konsep gelombang bunyi pada dawai dan pipa organa

1. Gelombang bunyi pada dawai

   Cepat rambat gelombang transversal dalam dawai v dihubungkan dengan tegangan dawai F dan massa persatuan panjang μ adalah:

​

​

Dengan:

​ μ=massa jenis dawai                 F= gaya tegangan dawai (N)

A = luas penampang dawai.        L= Panjang dawai (m)

​

Pada gitar dengan 12 fret, aturan positif fret pada gitar dapat dihitung dengan:​

​

​

​

Dengan:

L_i = Panjang fret ke- (m)

L = Panjang gitar efektif/scale length (m)

​

​

​

Konsep gelombang bunyi pada dawai dan pipa organa

2. Pipa Organa

   Pada pipa organa terbuka, nada dasarnya mengandung 2 perut dan 1 simpul serta panjang pipa L = 1/2 λ₁ atau λ₁ = 2L.

   Pada pipa organa tertutup, nada dasarnya mengandung 1 perut dan 1 simpul serta panjang pipa L = 1/4 λ₁  atau λ₁ = 4L. Pada pipa organa terbuka, hanya terjadi harmonik ganjil.

   Sehingga formulanya:

​

​

​

untuk pipa organa terbuka

untuk pipa organa tertutup