Transcript Gelombang Bunyi

Bahan Ajar Kelas XII IPA
Standar Kompetensi dan Kompetensi Dasar
Indikator Pencapaian
Materi
Latihan Soal-soal
Uji Kompetensi
Keluar
PREV
NEXT
Standar Kompetensi :
Menerapkan konsep dan prinsip gejala
gelombang dalam menyelesaikan
masalah
Kompetensi Dasar :
Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri
gelombang bunyi dan cahaya.
PREV
NEXT
Indikator Pencapaian
• Mendeskripsikan gejala gelombang
bunyi
• Mendiskripsikan ciri-ciri gelombang
bunyi
PREV
NEXT
Bunyi
Benda yang bergetar dapat menghasilkan sumber
bunyi, tetapi tidak semua benda yang bergetar
menghasilkan bunyi yang dapat diterima oleh
pendengaran manusia, adanya keterbatasan
pendengaran manusia menerima frekuensi bunyi.
Batasan frekuensi yang dapat diterima oleh manusia
akan kita bahas lebih lanjut pada pembahasan
berikutnya.
Bunyi yang dihasilkan sumber bunyi dicirikan oleh
frekuensi yang dihasilkan, ciri tersebut akan kita
bicarakan pada pembahasan ini adalah terbatas pada
dawai dan pipa organa.
PREV
NEXT
A. Dawai :
Getaran yang dihasilkan dari getar, biola ataupun
kecapi merupakan sumber bunyi . Hal ini telah
dirumuskan oleh Marsene ,dengan menunjukkan
persamaan-persamaan sebagai berikut :
L
½λ = L
1. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah
dawai digetarkan dan membentuk pola
gelombang seperti pada gambar (a) dawai
menghasilakan nada dasar
f0=V/2L
PREV
NEXT
2.
L
λ=L
L
(3/2)λ = L
Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah
dawai digetarkan dan membentuk pola
gelombang seperti pada gambar (a) dawai
menghasilakan nada dasar
f1=V/L
3. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai
digetarkan dan membentuk pola gelombang
seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan
nada dasar
f2=3V/2L
PREV
NEXT
Dengan demikian untuk kecepatan perambatan pada dawai tetap,
akan diperoleh perbandingan antara frekuensi nada-nada pada
dawai sebagai berikut :
v v 3
f 0 : f1 : f 2 
: :
 1: 2 : 3
2L L 2L
Perbandingan frekuensi nada-nada tersebut merupakan
bilangan bulat . Telah kita ketahui bahwa kecepatan rambat
gelombang dalam dawai adalah :
v
F
, maka  Hukum Melde

PREV
NEXT
1. Nada Dasar :
f0 
2. Nada atas pertama : f1 
3. Nada atas Kedua:
f2 
1
2L
F

1 F
L 
3
2L
F

Secara umum frekuensi nada - nada pada senar dirumuskan :
Ket :
n 1 F
fn 
2L 
F = Tegangan Dawai ( N )
μ = massa persatauan panjang (kg/m )
L = Panjang dawai ( m )
fn = frekuensi nada ke n ( Hz )
PREV
NEXT
Pipa Organa :
1. Pipa Organa Terbuka
Pipa organa terbuka adalah alat tiup berupa tabung yang
kedua ujungnya terbuka . Jika pola gelomabang yang
dihasilkan seperti pada gambar :
(a)
Nada dasar (f0)
(b)
1
2
v
  L  f0 
2L
Nada atas pertama (f1)
(c)
Nada atas kedua (f2)
  L  f1 
v
L
3v
1   L  f2 
2L
1
2
PREV
NEXT
Dengan demikian, diperoleh perbandingan antara frekuensi
nada-nada pada pipa organa terbuka sbagai berikut :
a. Frekuensi nada dasar
f0 
1 F
2L 
b. Frekuensi nada atas pertama
f1 
1 F
L 
c. Frekuensi nada atas kedua
f2 
3
2L
F

PREV
NEXT
Secara umum , bentuk persamaan frekuesi
n 1 F
n 1
fn 
 fn 
v
2L 
2L
F = Gaya tegangan tali ( N )
μ = m/L dalam (kg/m)
n = 0,1,2,... bilangan cacah.
L = Panjang pipa organa (m)
v = kecepatan bunyi di udara (m/s)
f0 : f1 : f2 = 1 : 2 : 3 atau fn = ( n +1 )f0
PREV
NEXT
2. Pipa Organa Tertutup
Pipa organa tertutup merupakan kolom udara atau tabung yang
salah satu ujungnya tertutup. Pada ujung yang tertutup menjadi
simpul gelombang karena udara tidak bebas bergerak dan ujung
lainnya terbuka menjadi perut gelombang.
Jika pola gelomabang yang dihasilkan seperti pada gambar :
(a)
a. Nada Dasar
1
4
  L  f0 
(b)
b. Nada Atas Pertama
3
4
(c)
c. Nada atas kedua
5
4
v
4L
3v
  L  f1 
4L
5v
  L  f2 
4L
PREV
NEXT
Soal Latihan
1.
Sepotong dawai yang kedua ujungnya terikat memiliki panjang 5
meter, massa jenisnya μ = 40 gram/m menghasilkan frekuensi nada
dasar f0 = 20 Hz. Tentukan :
a. Tegangan dawai
b. Frekuensi serta panjang gelombang pada nada atas pertam
c. Frekuensi serta panjang gelombang pada nada atas kedua
2. Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 2 m mengasilkan dua
frekuensi harmonik yang berturut – turut adalah 410 Hz dan 495 Hz.
Tentukan cepat rambat bunyi pada pipa organa tersebut .
3. Sebuah pipa organa tertutup yang panjangnya 50 cm. Jika cepat rambat
bunyi diudara 340 m/s . Tentukan frekunsi :
(a). Nada dasar (f0) ;
(b). Nada atas pertama (f1) ;
(c). Nada atas kedua (f2)
PREV
NEXT
Pembahasan
1. Jawab .
Diketahui : L = 5 m ; μ = 40 gram/m = 4x 10-2kg/m; f0 = 20 Hz
Ditanyakan : a. F = ......?
b. f1 = ..... ? ; λ1 = ......?
c. f2 = ......? ; λ2 = ......?
Penyelesaian :
2
 1 F
1 F
2


 ( f0 ) 
a. ( f 0 )  

4L 
 2L  
2
1
F
(20) 
 4(10) 2 .20.4.102  F
2
4(5) 4.10
F  320 N
2
c. fn = ( n + 1 )f0
f2= ( 2 + 1 )20 = 60 Hz
2
2
2  L  .5  3,33 m
3
3
b. . fn = ( n + 1 )f0
f1 = ( 1+1)20 = 40 Hz
λ1 = L= 5 m
PREV
NEXT
2. Jawab.
Diketahui : fn = 410 Hz ; f(n+1) = 495 Hz
Ditanyakan : V = ..... ?
v
f n  (n  1)
 410 Hz
2L
v
f ( n 1)  (n  2)
 495 Hz
2L
v
v
f ( n 1)  f n  (n  2)
 (n  1)
2L
2L
495  410 
v
v
 85 
2l
2L
v
85 
 v  85.2.2  340 m / s
2L
PREV
NEXT
3. Diketahui : L = 50 cm = 0,5 m; V = 340 m/s
Ditanyakan :
(a). f0 = ........ ?
Penyelesaian :
(b). f1 = ........ ?
(c). f2 = ........ ?
v
a. f 0 

4L
b.
340 340

 170Hz
4(0,5)
2
f n  (2n  1) f 0
f 2  (2.1  1)170  3.170  510Hz
c. f 2  (2.2  1)170  5.170  850Hz
PREV
NEXT
Referensi
• Fisika SMA XII, Marten Kanginan,
Erlangga
• www.praweda.com
PREV
NEXT