GELOMBANG BUNYI

Gelombang Bunyi

Pengertian Bunyi
Bunyi adalah energi gelombang yang berasal dari sumber bunyi, yaitu benda yang bergetar. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang dapat merambat melalui medium. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal sehingga mempunyai sifat-sifat dapat dipantulkan (reflection), dapat dibiaskan (refraction), dapat dilenturkan (difraction), dan dapat dibiaskan (interferention).
Sifat-sifat Gelombang Bunyi
1 Pemantulan gelombang bunyi
Pemantulan gelombang bunyi dapat memberikan dampak merugikan dan menguntungkan, antara lain : timbulnya gaung/gema di dalam ruangan yang luas, pemanfaatan bunyi untuk mengukur kedalaman sumur.
Gaung/gema
Gema dapat timbul jika jarak antara sumber bunyi (biasanya sekaligus pendengar)
55 meter dari dinding pemantul. Jika diketahui kecepatan perambatan bunyi di udara rata-rata 340 m/s, sedangkan waktu yang diperlukan untuk menyelesaikan satu suku kata ! 1/3 s, maka jarak yang ditempuh gelombang bunyi dari sumber bunyi ke dinding pemantul sampai ke pendengar sebesar
340 m/s x 1/3 s = 113,33 m
sehingga 133,33 m : 2 = 56,67 m


2 Interferensi gelombang bunyi
Dua sumber bunyi dari dua pengeras suara yang berasal dari sebuah audio generator akan menghasilkan gelombang-
gelombang bunyi yang koheren, yaitu dua gelombang dengan frekuensi sama, amplitudo sama, dan beda fase tetap. 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.
Secara matematis penguatan terjadi jika selisih panjang gelombang sebesar 2nl dan pelemahan terjadi jika selisih panjang gelombang (2n+1)l.
Pada kegiatan paduan suara, seorang konduktor memberikan aba menyamakan suara maksudnya menyamakan tinggi-rendahnya suara atau frekuensi sehingga terjadi interferensi bunyi. Tetapi kadang-kadang suara yang terdengar tidak tepat sama tinggi-rendahnya, berarti telah terjadi pelayangan bunyi yang frekuensi pelayangannya dapat dihitung dengan persamaan
f_pelayangan = f_tinggi – f_rendah
Beberapa alat musik berbentuk pipa organa, misalnya seruling, terompet, drum, gitar akustik, dan lain-lain. Pipa organa adalah sebuah pipa yang berisi kolom udara. Terdapat dua jenis pipa organa yang masing-masing menimbulkan pola interferensi gelombang bunyi yang berbeda.
Resonansi
Resonansi adalah ikut bergetarnya molekul udara dalam kolom udara akibat getaran benda, dalam beberapa alat musik akan menimbulkan efek bunyi yang merdu. Pada alat musik berbentuk pipa organa tertutup, yaitu salah satu atau kedua ujung pipanya tertutup, resonansi terjadi jika : l = ¼ l, l, l, dst……, dengan l adalah panjang pipa dan l adalah panjang gelombang bunyi.
Cepat Rambat Bunyi
Cepat rambat bunyi dapat dicari dengan rumus :v = f . l
dengan v : cepat rambat bunyi (m/s)
f : frekuensi bunyi (Hz)
l : panjang gelombang bunyi (m).
Intensitas Bunyi
Tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh frekuensi sedangkan intensitas atau kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Intensitas bunyi dinyatakan dengan persamaan : I = P / A

dengan :
P = daya bunyi (watt)
A = luas bidang yang ditembus gelombang
bunyi (m²) ® A = 4pr²
I = intensitas bunyi (watt/m²)
Batas intensitas bunyi yang dapat didengar oleh manusia adalah antara 1 watt/m² sampai dengan 10^-12 watt/m². Intensitas terkecil ini disebut intensitas ambang pendengaran.
Taraf intensitas bunyi
Taraf intensitas bunyi (TI) dinyatakan dengan persamaan : TI = 10 log (I/Io)

dengan :
I = intensitas bunyi (watt/m²)
I₀ = intensitas ambang bunyi (10^-12 watt/m²)
TI = taraf intensitas bunyi (deciBell atau dB)
Efek Doppler
Jika sumber bunyi relatif mendekati pendengar, frekuensi bunyi yang didengar lebih tinggi daripada frekuensi sumber bunyi sebenarnya. Sebaliknya jika sumber bunyi relatif menjauhi pendengar maka frekuensi bunyi yang didengar lebih rendah.
Perbedaan frekuensi bunyi akibat pergerakan sumber bunyi atau pendengar ini disebut efek doppler yang diamati oleh fisikawan Australia bernama Christian Johann Doppler (1803-1855), yang dapt dituliskan dengan persamaan :

dengan :
f_p = frekuensi sumber bunyi yang didengar oleh pendengar (Hz)
f_s = frekuensi sumber bunyi sebenarnya (Hz)
v = kecepatan gelombang bunyi di udara (m/s)
v_p = kecepatan gerak pendengar (m/s)
v_s = kecepatan gerak sumber bunyi (m/s)
Tanda v_p dan v_s :
Jika P adalah pendengar dan S adalah sumber bunyi.
1. P bergerak mendekati S, maka v_p diberi tanda (+) sehingga f_p > f_s.
2. P bergerak menjauhi S, maka v_p diberi tanda (-) sehingga f_p < f_s.
3. S bergerak mendekati P, maka v_s diberi tanda (+) sehingga f_p > f_s.
4. S bergerak menjauhi P, maka v_s diberi tanda (-) sehingga f_p < f_s.
5. P dan S diam, maka v_p = v_s = 0 sehingga f_p = f_s.