Transcript DASAR-DASAR FISIKA BUNYI

DASAR-DASAR FISIKA
BUNYI
OLEH
Dr. Hj.Lili Irawati,M.Biomed
BUNYI
Bunyi :
adalah energi gel. bunyi yg b`asal dr sumber
bunyi, yaitu benda yg bergetar/vibrasi
Bunyi berasal dr alam dan berasal dr perbuatan
manusia
Gel. bunyi → gel. mekanik yang dapat merambat
mll medium padat,cair,& gas.
Gel. bunyi menjalar scr: longitudinal

Gelombang dapat mengakibatkan benda lain
ikut bergetar, misalnya gelombang suara
yang mengakibatkan getaran pada gendang
telinga

Gelombang Tranversal: arah getar tegak
lurus arah rambatnya.
eg. gel tali, gel permukaan air

Gelombang Longitudinal: arah getar sejajar
arah rambatnya.
eg. gel pegas, gel bunyi.
Rambatan gel. bunyi yg tjd di udara dpt
m`akibatkan: - p ↓ tek.(rarefraksi)
- p ↑ tek.(kompressi) pd atmosfir
GEL.BUNYI dan KEC.
Hubungan kecepatan, frekuensi dan  dapat
dinyatakan dengan persamaan
V = f. 
Tiga aspek bunyi:
1. Sumber bunyi
→ sumber gel.bunyi mrpk benda yg
bergetar.
2. Energi
Energi dipindahkan dr sumber dlm bentuk
gel.bunyi longitudinal.
3. Bunyi dideteksi oleh telinga/sebuah alat
Pembagian frekuensi bunyi:
a.
b.
c.
0 – 16 Hz (20 Hz): daerah infra sonik termasuk
→ getaran tanah, truk mobil, gempa bumi.
16 – 20.000 Hz: daerah sonik yaitu daerah
frekuensi yg dpt didengar (audiofrekuansi)
> 20.000 Hz: daerah ultrasonik, dpt digunakan
utk: - pengobatan
- destruktif/penghancuran
- diagnosis
INTENSITAS BUNYI
 Tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh
frekuensi sedangkan intensitas/ kuat lemahnya
bunyi ditentukan oleh amplitudo.
 Intensitas bunyi dinyatakan dengan persamaan :
E
I 
A.t
atau E = A.t.I
dimana: I = intensitas bunyi ( watt/m2)
E = Energi bunyi ( Joull atau watt.dt)
A = Luas penampang yang terpapar (m2)
t = lamanya waktu paparan ( dt)
Intensitas gel.bunyi(I) yi: energi yg melewati
medium 1 m2/dtk (watt/m2) maka:
A (2f )
I 
2 v
2
2
Dimana:
ρ= density medium
v = kec. Bunyi
F = frek
A = amplitudo
ρv = disebut jg impendansi bunyi yg disimbolkan
dg z
A(2f) = P adalah selisih P max. yg
ditimbulkan ol gel,sehingga:
I = P2/2z
Contoh soal:
 Hitung energi yang diserap oleh
gendang telinga seluas 3.10-4 m2
selama 5 detik dari sebuah sumber
bunyi yang berintensitas sebesar 106 watt/m2 ?
TARAF INTENSITAS




Telinga manusia mempunyai batas kemampuan
untuk mendengar suatu bunyi.
Min. pada I = 10-16 W/cm2 atau 10-12 W/m2
Mak. pada I = 10-4 watt/cm2 atau 1 watt/m2
Batas minimum adalah batas ambang intensitas
bunyi terlemah yang dapat didengar sedangkan
batas maksimum adalah batas ambang rasa
sakit yang masih dapat ditahan oleh telinga.

Taraf Intensitas Bunyi ( I )
didefinisikan sebagai nilai logaritma dari
perbandingan antara intensitas suatu bunyi
dengan intensitas standar ( intensitas
ambang pendengaran )
Besarnya Taraf Intensitas bunyi dinyatakan
dgn persamaan :
I
TI = 10 log ------Io
TI = Taraf intensitas bunyi (dB)
I = intensitas bunyi ( w/m2 )
Io = intensitas ambang pendengaran.
CONTOH SOAL


Intensitas bunyi di suatu tempat adalah 10-5
w/m2. Tentukanlah Taraf intensitas bunyi di
tempat tersebut, jika diketahui intensitas
ambang pendengaran Io = 10-12 w/m2 !
Hitung Intensitas suara suatu alat musik yang
dihasilkan jika pada labelnya tertulis taraf
intensitasnya max. = 110 d
SIFAT GEL. BUNYI


Sifat memantul, diteruskan dan diserap oleh
benda.
Bila gel.suara mengenai tubuh manusia/
dinding → bgn gel.akan di pantulkan & bgn lain
akan diteruskan/ditransmisikan ke dlm tubuh.
Medium 1
Ao
Medium 2 (tubuh)
T
R
Ao = Amplitudo gel.bunyi yg mula-mula
R = Amplitudo gel.bunyi yg dipantulkan
T = Amplitudo suara yg diteruskan ke dlm
jaringan
Efek Doppler


Jika sumber bunyi relatif mendekati pendengar,
frekuensi bunyi yg didengar lebih ↑ dr pd frek
sumber bunyi sebenarnya. Sebaliknya jika
sumber bunyi relatif menjauhi pendengar → frek
bunyi yg didengar lbh ↓.
Perbedaan frek bunyi akibat pergerakan sumber
bunyi/ pendengar ini disebut efek doppler yg
diamati oleh fisikawan Australia: Christian
Johann Doppler (1803-1855).

Persamaan efek Doppler:
fp 
v  vp
v  vs
dengan :
fp = frekuensi sumber bunyi yang didengar oleh
pendengar (Hz)
fs = frekuensi sumber bunyi sebenarnya (Hz)
v = kecepatan gelombang bunyi di udara (m/s)
vp = kecepatan gerak pendengar (m/s)
vs = kecepatan gerak sumber bunyi (m/s)
 fs
Tanda vp dan vs :






Jika P adalah pendengar dan S adalah sumber
bunyi.
P bergerak mendekati S, maka vp diberi tanda
(+) sehingga fp > fs.
P bergerak menjauhi S, maka vp diberi tanda (-)
sehingga fp < fs.
S bergerak mendekati P, maka vs diberi tanda
(-) sehingga fp > fs.
S bergerak menjauhi P, maka vs diberi tanda
(+) sehingga fp < fs.
P dan S diam, maka vp = vs = 0 sehingga fp =
fs.
Doppler digunakan dlm aplikasi medis:
→ dg gel.ultrasonik pd jangkauan frek.MHz
spt. gel.ultrasonik yg dipantulkan dr sel drh
merah → utk menentukan kec.aliran darah
→ mendeteksi gerakan janin & detak jtg
 Efek Doppler → astronomi
Cahaya & gel.elektromagnetik → efek Doppler
spt, kec.galaksi yg jauh dpt ditentukan dr
pergeseran doppler.
→ Mkn >> pergeseran frek.→ mkn >> kec.
menjauhnya → mkn jauh galaksi dr kita


1.
2.
SOAL
Jika sumber memancarkan bunyi dg
frek.400 Hz saat dalam keadaan diam,
maka ketika sumber mendekati pengamat
yg tetap dg laju 30 m/s, berapa besarnya
frek.(pd 20oC)yg didengar oleh pengamat?
Sumber bunyi bergerak dg kecepatan 10
m/s mendekati seorang pendengar yg diam
sehingga pendengar seakan-akan
mendengar frekuensi bunyi tersebut
sebesar 1020 Hz. Bila kecepatan bunyi di
udara 340 m/s, berapa frekuensi sumber
bunyi sebenarnya?