1. gelombang bunyi

04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd

By : Patma Kartikasari, S.PdSMA Negeri 2 Sekayu

MOTIVASI

SK-KD

MATERI

EVALUASI

INDIKATOR


Pernahkah kalian bermain lompat tali, bagaimanakah bentuk gelombangnya yang terjadi, dan termasuk gelombang apakah gelombang pada tali?

Apakah bunyi termasuk gelombang? Jika iya termasuk apakah gelombang pada tali?

MOTIVASI


STANDART KOMPETENSI

Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah

KOMPETENSI DASAR 1.1 Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri

gelombang secara umum 1.2 Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri

gelombang bunyi dan cahaya 1.3 Menerapkan konsep dan prinsip

`gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi


Mendeskripsikan efek Doppler untuk gelombang bunyi.

Menentukan frekuensi yang diterima pendengar dari sumber suara akibat pengaruh kecepatan.

Mendeskripsikan pengaruh energi gelombang terhadap intensitas bunyi.

Menentukan taraf intensitas bunyi dari beberapa sumber bunyi identik.

INDIKATOR


GELOMBANG

Mekanik Elektromagnetik

Gelombang Suara Gempa Bumi Gelombang pada dawai dll

Cahaya Sinar X Gelombang Radio dll.


1. JENIS GELOMBANG

Gelombang Mekanik dan Gelombang Elektromagnetik (Berdasarkan medium perambatannya)contoh G. Mekanik: gelombang air, gelombang bunyi, gelombang pada slinki dll.contoh G. Elektromagnetik : gelombang radio dan gelombang TV

Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal (Berdasarkan arah perambatannya)contoh G. Trans : tali yang digerakkan keatas dan bawahcontoh G. Longitudinal : Slinki, pegas


TIPE GELOMBANG

Transversal Longitudinal

Gerak tegak lurus arah rambatan Gerak partikel sejajar arah rambatan


PERIODE, FREKUENSI, KECEPATAN GELOMBANG

Periode :

Frekuensi :

Kecepatan gelombang :

n

tT f

T1

t

nf

fT

v


B. GELOMBANG BERJALAN / G. MEKANIK

l

A

04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd

B. Gelombang Berjalan/ G. Mekanik Persamaan Umum Gelombang Berjalan :

Kecepatan getaran partikel di titik P :

Percepatan getaran partikel di titik P :

Sudut fase, Fase dan Beda fasePP ykxtAa 22 )( sin

fase beda

fase

fasesudut 2

x

x

T

t

x

T

t

P

P

)( os kxtcAvP

x

T

tAkxtAyP 2 sin )( sin


Contoh 1 :Sebuah gelombang merambat ke arah sumbu x

positif dengan kecepatan rambat v = 5 m/s, frekuensi 10 Hz, dan amplitudonya 2 cm. Jika asal getaran telah bergetar selama 2/3 sekon dengan arah getaran pertama ke bawah, tentukanlah

a. Persamaan umum gelombangb. Kecepatan dan percepatan partikel di titik x =

0.5 mc. Fase dan sudut fase gelombang di titik x = 0.5

md. Beda fase antara titik x = 0.25 m dengan titik

pada x = 0.75 m


2. Gelombang Stasioner/ G. Berdiri : dua buah gelombang yang mempunyai panjang gelombang dan amplitudo sama bergerak dalam arah yang berlawanan pada kecepatan yang sama melalui suatu medium.

412nx

)cos( in 2 kltkxsAyP

kxcAAP os 2

)sin( os 2 kltkxcAyP

41)12( nx

kxsAAP in 2

412nx

41)12( nx

Gel. Stasioner

Pada dawai dgn Ujung Bebas

Pada dawai dgn Ujung Terikat

Pers. Gel. Stasioner

AmplitudoLetak perut/ antinode

Letak simpul/ Noden = 0,1,2,3, .. , x : jarak titik P dari ujung tetap,

l : jarak sumber getaran ke ujung tetap/bebasOP adalah jarak dari sumber getaran/asal

getaran ke titik P


Contoh 1 :Seutas tali horisontal mempunyai panjang 225 cm. salah satu ujungnya digetarkan harmonik naik turun dengan frekuensi 0.25 Hz dan amplitudo 10 cm, sedangkan ujung lainnya dibuat bebas. Getaran pada tali merambat dengan laju 9 cm/s, maka tentukan : amplitudo gelombang stasioner pada titik sejauh 225 cm dari sumber getaran

Contoh 2 :Seutas tali yang panjangnya 75 cm digetarkan harmonik naik turun pada salah satu ujungnya, sedang ujung lainnya bebas bergerak :

a. Jika perut kelima berjarak 25 cm dari titik asal getaran, berapa panjang gelombang yang terjadi?

b. Berapa jarak simpul ketiga dari titik asal getaran?


Contoh 3 :Salah satu ujung dari seutas tali yang panjangnya 115 cm digetarkan harmonik naik turun, sedang ujung lainnya bebas bergerak.

a. Berapa panjang gelombang yang merambat pada tali jika perut ke-3 berjarak 15 cm dari titik asala getaran?

b. Dimana letak simpul ke-2 diukur dari titik asal getaran?

Contoh 4 :Seutas kawat yang yang panjangnya 100cm direntangkan horisontal. Salah satu ujungnya digetarkan harmonik naik turun dengan frekuensi 1/8 Hz dan amplitudonya 16 cm, sedangkan ujung lainnya terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke kanan sepanjang kawat dengan cepat rambat 4,5 cm/s. tentukan letak simpul ke-4 dan perut ke-3 dari titik asal getaran.


3. LAJU GELOMBANG PADA DAWAI

F

v Gelombang Transversal (Tali):: rapat massa, F : tegangan

A

F

m

Flv

mkarena

)/(

)/(

)(

:

3mKgdawaijenismassa

mKgdawaipanjangsatuanpermassa

NDawaiteganganGayaF

keterangan


LATIHAN

Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2 Kg ditegangkan 200 N, Hitung cepat rambat gelombang pada dawai

Jawab : 100 m/s

04/13/2023

3. Frekuensi pada Senar

Nada Dasar (f0)

(Harmonik pertama)

Nada atas pertama (f1)

(Harmonik kedua)

Nada atas kedua (f2)

(Harmonik ketiga)


(Harmonik keempat)

021 l

32l

223 l

1l

l

vvf

200

l

vvf

2

33

l

vvf

2

3

22

l

vvf

11

Rumus umum : .1,2,3,....n,2lv

nf 1n Patma Kartikasari, S.Pd


4. Resonansi pada Pipa Organa

Pipa Organa Terbuka Pipa Organa Tertutup

Nada Dasar (f0)

(Harmonik pertama)


(Harmonik kedua)

Nada atas kedua (f2)

(Harmonik ketiga)

Nada atas ketiga (f3)

(Harmonik keempat)

021 l

32l

223 l

1l

l

vvf

200

l

vvf

4

7

33

l

vvf

2

3

22

l

vvf

4

3

11

347 l

245 l

143 l

041 l

l

vvf

2

33

l

vvf

4

5

22

l

vvf

11

l

vvf

400

Rumus umum pipa organa terbuka: 1,2,3,...n,2lv

nf 1n

Rumus umum pipa organa tertutup: 1,2,3,...n,4lv

12nf 1n


Gambar pipa organa terbukaGambar pipa organa tertutup


Contoh 3 :Sebuah pipa organa tertutup mempunyai panjang 40 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara 320 m/s, hitunglah frekuensi nada dasar dan nada atas keduanya!

Contoh 4 :Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2 Kg ditegangkan 200 N, Hitung :

a. cepat rambat gelombang pada dawaib. Frekuensi nada dasar pianoc. Frekuensi nada atas kesatu dan kedua

piano.

04/13/2023 Idaiani, S.Pd


C. INTENSITAS GELOMBANG BUNYI

Intensitas bunyididefenisikan sebagai daya per satuan luas yang tegak lurus pada arah cepatrambat gelombang.

Amplitudoy

yvfρ2πA

yvfρA2πAP

I

222

222

2

2

1

1

2

rr

II


Perbandingan intensitas bunyi pada suatu titik yang berjarak r1 dan r2 dari sumber bunyi

adalah :Apabila terdapat n buah sumber bunyi yang identik, maka intensitas total gelombang bunyi merupakan penjumlahan aljabar terhadap intensitas masing-masing sumber bunyi.


1. Jika pada jarak 2 m dari sumber bunyi diperoleh intensitas bunyi sebesar 36 watt/m2, maka pada jarak 3 m dari sumber bunyi diperoleh intensitas sebesar ....jawab : 16 watt/m2

2. Jarak A ke sumber bunyi adalah 2 kali jarak B ke sumber bunyi tersebut. Perbandingan intensitas bunyi yang diterima A dan B adalahJawab : 1/4


D. TARAF INTENSITAS BUNYI

Apabila terdapat n buah bunyi maka taraf intensitas total adalah,

Taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara bunyi dengan intensitas ambang, secara matematis ditulis sebagai berikut,

I0 = 10-12 Wm-2

Dan apabila taraf intensitas bunyi di suatu titik yang berjarak r1 dari sumber bunyi

adalah TI1, dan yang berjarak

r2 adalah TI2 maka :

2

2

112 log10

r

rTITI

2

112 log20

r

rTITI


Contoh soal 1. Taraf intensitas bunyi yang dihasilkan oleh

percakapan seseorang adalah 40 dB. Berapa taraf intensitas bunyi yang dihasilkan oleh 20 Orang yang bercakap pada saat bersamaan? (Log 2 = 0,301)jawab : 53 dB

2. Berapakah Intensitas dari kebisingan 70 dB yang disebabkan oleh lewatnya truk?Jawab : 10-5 Wm-2

3. Sebuah jet menimbulkan bunyi 140 dB pada jarak 100 m. berapakah taraf

intensitasnya pada jarak 10 Km?

jawab: 100 dB


E. PELAYANGAN BUNYI

Pada saat dua buah gelombang bunyi yang memiliki amplitudo sama dan merambat dalam arah yang sama, namun memiliki frekuensi yang berbeda sedikit, maka akan terjadi interferensi gelombang bunyi, yaitu bunyi akan terdengar keras dan lemah secara bergantian.


5. Pelayangan Bunyifp = frekuensi pelayangan (Hz)f1 = frekuensi gelombang y1 (Hz)f2 = frekuensi gelombang y2 (Hz)

contoh : halaman 132

6. Efek DopplerfP = frekuensi yg didengar pendengar (Hz)fS = frekuensi dari sumber bunyi (Hz)v = cepat rambat gel. bunyi (m/s)vP = kecepatan pendengar (m/s)vS = kecepatan sumber bunyi (m/s)

Jika P mendekati S , maka vP = +P menjauhi S vP = -S mendekati P vs = -S menjauhi P vs = +

Contoh : Halaman 135

S

S

P

P

vv

f

vv

f

21 fff p


1. Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirine menara dengan frekuensi 2000 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi 1700 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, berapakah kecepatan pesawat itu ?

jawab :vp = 60 m/s

2. Suatu sumber bunyi bergerak terhadap pendengar yg diam. Bila cepat rambat bunyi di udara 325 m/s dan kecepatan sumber bunyi 25 m/s, maka perbandingan frekuensi yg diterima pendengar itu pada saat sumber bunyi mendekati dan menjauhi adalah....

Jawab : mendekati fp/fs =13/12, menjauhi fp/fs =13/14

EVALUASI


Dua Buah mobil berpapasan satu sama lain dalam arah yang berlawanan, salah satu dari mobil tersebut membunyikan klakson dengan frekuensi nada 640 Hz. Hitung frekuensi yang didengar dalam mobil lainnya sebelum dan sesudah keduanya berpapasan. Kelajuan masing-masing mobil 14 m/s dan cepat rambat bunyi 334 m/s

Jawab: sebelum 696 Hz, sesudah 588 Hz

1. gelombang bunyi

Documents