Bunyi

 Gelombang bunyi merupakan salah satu contoh dari gelombang longitudinal yang merambat pada berbagai medium. gelombang yang merambat pada medium tersebut membentuk rapatan dan renggangan pada molekul-molekul medium. hal ini terjadi karena bunyi memberikan tekanan pada partikel udara seperti yang terlihat pada gambar berikut.

Gelombang bunyi dapat merambat melalui medium zat padat, cair dan gas. frekuensi gelombang bunyi yang mampu didengar atau diterima oleh telinga secara normal adalah sekitar antara 20 Hz hingga 20.000 Hz, disebut sebagai gelombang audiosonik. Gelombang bunyi yang berfrekuensi kurang dari 20 Hz dinamakan sebagai gelombang infrasonik, sedangkan gelombang bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz dinamakan sebagai gelombang ultrasonik.

1. Cepat rambat gelombang bunyi.

Seperti kita ketahui bahwa gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambat menyebar ke segala arah. Untuk itu kita tinjau perambatan gelombang bunyi dalam tabung pipa yang cukup panjang sehingga pada titik tengah dapat mengalami kompresi atau rapatan. Perambatan gelombang bunyi di dalam tabung dapat digambarkan berupa irisan irisan seperti yang terlihat pada gambar berikut.

gerakan piston bolak-balik menyebabkan terjadinya perubahan tekanan pada partikel udara. Akibatnya timbul rapatan atau kompresi dan regangan berganti-gantian yang merambatkan energi gelombang (bukan merambatkan partikel udara)

Besarnya cepat rambat gelombang bunyi adalah

Keterangan:

v = cepat rambat (m/s)

B = modulus bulk medium

γ = tetapan Laplace Cp/Cv

R = tetapan umum gas = 8,317 J/molK

T = temperatur (K)

M = massa per mol (kg/mol)

Po = tekanan udara (N/m²)

Contoh Soal

Berapakah besar cepat rambat gelombang bunyi dalam suatu logam yang memiliki modulus Young 2×10¹¹ N/m² dan bermassa jenis 4,5 g/cm³?

Diketahui:
E = 2×10¹¹ N/m²
ρ = 4,5 g/cm³ = 4,5 × 10³ kg/m³

Ditanyakan:
v = ....?

Penyelesaian:

2. Sumber Bunyi Dawai

Dawai yang terikat pada kedua ujungnya, jika digetarkan dapat menghasilkan bunyi. Hal ini dapat kita lihat pada dawai senar. Berapa besar frekuensi bunyi yang kita dengar?

Untuk menjawab hal ini, kita perhatikan kondisi-kondisi yang mungkin terjadi pada dawai.

a. Nada dasar

Pada kondisi ini dawai membentuk setengah panjang gelombang atau dituliskan

b. Nada atas pertama

Pada kondisi ini dawai membentuk satu panjang gelombang atau dapat dituliskan:

Contoh Soal

Sebuah dawai dengan rapat massa 50 g/m dan panjang 1 m ditarik dengan gaya 1000 N. Pada kedua ujungnya. Hitunglah besar frekuensi dan panjang gelombang harmonik pertama.

Diketahui:

µ = 50 g/m = 5 × 10^-2  kg/m

L = 1 m

F = 10³ N

Ditanyakan:

f dan λ =...?

Penyelesaian:

a. Frekuensi

b. Panjang Gelombang

Share this post