BAB II KAJIAN TEORETIS , KERANGKA BERPIKIR DAN
D. Bunyi
Bunyi adalah suara yang dihasilkan oleh benda bergetar. Bunyi termasuk gelombang longitudinal karena perambatannya berbentuk rapatan dan renggangan dari molekul-molekul udara yang bergetar maju mundur.38 Materi bunyi yang
37
Syaiful Sagala, Konsep dan Makna Pembelajaran, (Bandung: ALFABETA, 2010), h. 72-73 38
dipelajari pada tingkat SMP kelas VIII yaitu tentang pengertian bunyi, frekuensi bunyi, cepat rambat bunyi, resonansi dan pemantulan gelombang. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.4 peta konsep bunyi dibawah ini.
Gambar 2.5 Peta Konsep Bunyi
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambat di dalam medium (perantara), contoh perantara gelombang bunyi adalah udara. Gerak molekul-molekul pada gelombang bunyi longitudinal bergetar (berosilasi) searah dengan arah gerak merambat gelombang bunyi.
a. Cepat Rambat Bunyi
Cepat rambat bunyi didefinisikan sebagai hasil bagi antara jarak sumber bunyi ke pendengar dan selang waktu yang dibutuhkan bunyi untuk merambat sampai ke pendengar. Secara sistematis:39
39
Bob Foster, Seribu Pena Fisika, (Jakarta: Er langga, 1999), h. 38 Amplitudo Bunyi Frekuensi gelombang bunyi Cepat rambat
bunyi Zat perantara Resonansi
Pemantulan gelombang Frekuensi teratur Frekuensi tidak teratur
Zat cair Zat padat Zat gas
Bandul, dan senar gitar Kelelawar, kapal penangkap ikan, gaung dan gema Nada Desah parameter merambat melalui gejala yang diamati terdiri atas terdiri atas contoh contoh contoh dipengaruhi oleh contoh
... (2.1)
dengan:
v = cepat rambat bunyi (m/s) s = jarak yang ditempuh (m) t = waktu tempuh (s)
Seperti halnya berlaku untuk gelombang lain, pada gelombang bunyi pun berlaku rumus :
... (2.2) dengan:
v = cepat rambat bunyi (m/s)
= panjang gelombang bunyi (m) f = frekuensi (Hz)
b. Frekuensi Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi dapat dibagi menjadi tiga jenis berdasarkan perbedaan frekuensi:
1. Gelombang audiosonik merupakan gelombang longitudinal yang dapat didengar manusia. Gelombang ini berada pada interval frekuensi 20 sampai 20.000 Hz.
2. Gelombang infrasonik merupakan gelombang longitudinal dengan frekuensi di bawah 20 Hz, sebagai contoh gelombang gempa bumi.
3. Gelombang ultrasonik merupakan gelombang longitudinal dengan frekuensi di atas 20.000 Hz. Gelombang bunyi ini dapat didengar oleh anjing.
Nada adalah bunyi yang frekuensi getaran tertentu atau jumlah getaran tiap detik selalu sama atau tetap. Nada biasa dihasilkan oleh alat-alat musik, sebagai contoh: gitar, piano, seruling, biola, dan gamelan. Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur. Contoh desah adalah suara daun yang ditiup angin.
Tinggi rendah bunyi dipengaruhi oleh frekuensi bunyi. Semakin besar frekuensi, semakin tinggi bunyi. Sebaliknya, semakin kecil frekuensi, semakin rendah bunyi.
Kuat lemah bunyi bergantung pada amplitudo. Semakin besar amplitudo bunyi, semakin kuat atau keras bunyinya. Sebaliknya, semakin kecil amplitudonya, semakin lemah pula bunyinya.40
c. Warna Bunyi
Pada saat seorang wanita dan seorang pria menyanyi dengan frekuensi yang sama, maka kita masih dapat mendengar perbedaan antara suara wanita dan pria tersebut. Gabungan nada bunyi antara nada dasar dan nada atas yang menyertainya disebut warna bunyi (timbre). Warna bunyi merupakan gabungan dari dua bunyi yang memiliki frekuensi yang sama tetapi terdengar berbeda.
d. Hukum Marsenne
Marsenne melakukan percobaan dengan menggunakan alat sanometer untuk menyelidiki hubungan antara frekuensi denganpanjang senar, luas penampang, tegangan, dan bahan senar. Berdasarkan percobaannya, Marsenne menyimpulkan bahwa terdapat empat faktor yang mempengaruhi frekuensi senar/kawat/dawai/, yaitu sebagai berikut.
1. Panjang senar: semakin pendek senar, semakin tinggi frekuensinya. 2. Luas penampang senar: semakin tipis senar, semakin tinggi frekuensinya. 3. Tegangan senar: semakin tegang senar, semakin tinggi frekuensinya.
4. Massa jenis bahan senar: semakin kecil massa jenis bahan senar, semakin tinggi frekuensinya.
e. Resonansi
Resonansi adalah ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain yang berfrekuensi sama. Dalam kehidupan sehari-hari resonansi memegang peranan penting. Suara dawai gitar terdengar keras, karena adanya peristiwa resonansi.
Resonansi sebuah benda akan terjadi jika benda tersebut memiliki frekuensi sama dengan benda yang lain yang sedang bergetar. Resonansi
40
benda yang mempunyai frekuensi sama ini juga dapat terjadi pada dua garpu tala yang frekuensinya sama.
Gambar 2.6 Resonansi pada Ayunan Bandul
f. Pemantulan Bunyi
Bunyi yang mengenai dinding pemantul, akan dapat dipantulkan. Sebagian dari bunyi itu akan diserap oleh dinding pemantul. Kemampuan suatu permukaan memantulkan bunyi bergantung pada keras atau lembeknya permukaan tadi. Makin keras permukaan dinding pemantul, makin baik kemampuannya memantulkan bunyi. Pemantulan bunyi ini akan dapat mengakibatkan terjadinya gaung/kerdam dan gema. Pemantulan bunyi dibedakan menjadi dua, yaitu:
1. Gema
Gema adalah bunyi pantul terdengar setelah bunyi asli selesai dikatakan. Gema terjadi apabila sumber bunyi dan permukaan pemantul jaraknya sangat jauh. Gema biasa terjadi di dalam ruangan terbuka atau jarak antara sumber bunyi dan dinding ruangan jauh. Gema sering terjadi di lereng gunung.
2. Gaung
Gaung aalah bunyi pantul yang berbaur dengan bunyi asli sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas. Gaung biasa terjadi di dalam ruangan yang tertutup atau jarak antara sumber bunyi dan dinding ruangan dekat. Gaung sering terjadi di dalam gedung pertunjukan, bioskop, dan studio rekaman. Untuk menghidari gaung, biasanya gedung pertunjukan, bioskop, dan studio rekaman dipasang peredam bunyi. Peredam bunyi adalah bahan-bahan yang dapat menyerap bunyi
A E
B C
yang diterima. Contoh peredam bunyi adalah karpet, karet, busa, wol, karton, tirai, dan gabus.
Pemantulan bunyi dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman kolam/danau/laut. Kedalaman kolam/danau/laut dapat diperhitungkan dengan cara mengukur cepat rambat bunyi dalam air dengan waktu terdengar pantulan bunyi. Gelombang bunyi bergerak bolak-balik sehingga kedalaman kolam/danau/laut dinyatakan persamaan:
... (2.3)
dengan:
h = kedalaman kolam/danau/laut (m) v = cepat rambat bunyi dalam air (m/s) t = waktu terdengar pantulan bunyi (s)
g. Hukum Pemantulan Bunyi
Bunyi yang datang tegak lurus pada dinding pemantul akan dipantulkan kembali. Namun bunyi yang datangnya pada dinding pemantul yang membuat sudut tertentu, akan dipantulkan dengan membuat sudut tertentu. Dalam pemantulan bunyi ini berlaku hukum pemantulan bunyi:
1. Bunyi datang, bunyi pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar. 2. Sudut datang sama dengan sudut pantul.
Gambar 2.7 Hukum Pemantulan Bunyi
i r Dinding pemantul n i = sudut datang r = sudut pantul n = garis normal i = r
h. Manfaat Pemantulan Bunyi
Pemantulan bunyi dapat dimanfaatkan antara lain untuk: 1. Menentukan cepat rambat bunyi di udara.
2. Melakukan survei geofisika untuk mendeteksi lapisan-lapisan batuan yang mengandung minyak bumi.
3. Mendeteksi cacat dan retak pada logam. 4. Mengukur ketebalan pelat logam.
i. Efek Doppler
Efek Doppler adalah efek berubahnya frekuensi yang didengar oleh pendengar karena sumber bunyi atau pendengar yang bergerak. Jika sumber bunyi mendekati pendengar, maka pendengar akan menerima frekuensi bunyi yang lebih tinggi. Sebaliknya, jika sumber bunyi menjauhi pendengar, maka pendengar akan menerima frekuensi bunyi yang lebih rendah.