Getaran, Gelombang dan Bunyi

Getaran

Getaran : gerakan suatu benda di sekitar titik keseimbangannya pada lintasan tetap.

Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak–balik secara berkala melalui titik keseimbangan. Beberapa contoh getaran antara lain:

1. senar gitar yang dipetik,
2. bandul jam dinding yang sedang bergoyang,
3. ayunan anak–anak yang sedang dimainkan,

Titik keseimbangan getaran pada pegas adalah O. Titik keseimbangan pada getaran ujung penggaris dan bandul adalah B. Garis yang melalui titik B dan O pada getaran ujung penggaris dan ayunan adalah garis  keseimbangan.

Simpangan : Jarak antara benda yang bergetar dengan titik (garis) keseimbangannya.

Amplitudo    : Simpangan terbesar suatu benda yang bergetar.

Frekuensi     : Banyaknya  getaran yang terjadi dalam satu sekon.

Periode        : waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran.

Gelombang

Gelombang : getaran yang merambat.

Gelombang yang memerlukan zat perantara dalam perambatannya disebut gelombang mekanik.

a. Gelombang Transversal

Gelombang  transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya.  Contoh:  getaran  senar gitar yang dipetik, TV, radio, gelombang air.

b. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar atau berimpit dengan arah rambatannya.

Contoh: gelombang bunyi, pegas, gelombang pada slinky yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberi usikan (getaran) pada salah satu ujungnya.

Panjang Gelombang

Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu 1 periode.

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ.

Hubungan Antara Panjang Gelombang, Periode, Frekuensi, dan Kecepatan Gelombang

Rumus:

1. Bunyi

• Bunyi dihasilkan oleh suatu getaran.
• Bunyi merupakan gelombang mekanik.
• Medium perambatan bunyi bisa berupa zat padat, zat cair, dan gas.
• Bunyi merambat lebih cepat pada medium zat padat dibandingkan pada medium zat cair dan gas.
• Bunyi tidak terdengar pada ruang hampa.

Syarat terjadinya bunyi:  adanya sumber bunyi, adanya zat antara atau medium, dan adanya penerima di sekitar bunyi.

Kuat bunyi dipengaruhi oleh amplitudo dan jarak sumber bunyi dari penerima.

• Semakin besar amplitudonya, semakin kuat bunyi yang terdengar, begitu juga sebaliknya.
• Semakin dekat pendengar dari sumber bunyi, semakin kuat bunyi itu terdengar, begitu juga sebaliknya.

Frekuensi bunyi terbagi menjadi 3 macam:

1. Infrasonik (< 20 Hz). Hanya dapat didengar oleh beberapa binatang seperti: lumba–lumba, anjing.
2. Audiosonik (20–20.000 Hz). Dapat didengar oleh manusia.
3. Ultrasonik (> 20.000 Hz). Dapat didengar kelelawar.

Cepat Rambat Bunyi

Intensitas  bunyi                         :  besaran  yang  menyatakan berapa besar daya bunyi tiap satu satuan luas.

Satuan intensitas bunyi             : watt/m² atau W/m².

 

Intensitas bunyi bergantung pada amplitudo sumber bunyi dan jarak pendengar dengan sumber bunyi.  Semakin besar amplitudo sumber bunyi, semakin besar intensitasnya, dan semakin jauh pendengar dari sumber bunyi, akan semakin kecil intensitas bunyi yang terdengar.

Nada

• • Nada : bunyi yang frekuensinya beraturan.
  • Desah : bunyi yang frekuensinya tidak teratur.
  • Dentum : desah yang bunyinya sangat keras seperti suara bom.

Hukum Mersenne

Menurut hukum Mersenne, frekuensi senar (f):

• berbanding terbalik dengan panjang senar (𝓁),
• berbanding terbalik dengan akar luas penampang senar (A),
• berbanding terbalik dengan akar massa jenis bahan senar (r),
• sebanding dengan akar tegangan senar (F).

Resonansi

Resonansi sebuah benda akan terjadi jika benda tersebut memiliki frekuensi sama dengan benda yang lain yang sedang bergetar.

Rumus terjadinya resonansi:

Hubungan Cepat Rambat Bunyi dengan Suhu

Pemantulan Bunyi

Macam–macam bunyi pantul adalah:

1. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli
2. Gaung atau kerdam: bunyi pantul yang datangnya hanya sebagian atau bersamaan dengan bunyi asli sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas.
3. Gema: bunyi pantul yang terdengar jelas setelah bunyi asli.

Bunyi pantul dapat digunakan untuk mengukur kedalaman laut dan panjang lorong. Untuk mengukur  kedalaman laut digunakan rumus:

h = (v.t)/2

Keterangan:

h      : kedalaman laut,

v      : kecepatan bunyi di dalam air ( m/s),

t      : waktu bunyi bolak-balik (s)