Gelombang Bunyi

Disusun oleh :

Atikah Ardi (46)Intan Octaviani (48)

1. Cepat Rambat Gelombang Bunyi2. Gelombang Bunyi Harmonik3. Intensitas Gelombang Bunyi4. Interferensi Gelombang Bunyi5. Keras Suara dan Frekuensi6. Efek Doppler7. Perekam Suara Digital & Suara Film

Outline

Gelombang bunyi adalah salah satu  dari  gelombang mekanik yang merambat dalam medium dalam hal ini mediumnya  adalah  bisa udara, air atau zat padat.

Berdasarkan arah getarnya bunyi termasuk ke dalam kelompok gelombang longitudinal yaitu gelombang yang merambat dengan arah getar searah arah perambatannya.

1. Cepat Rambat Gelombang Bunyi

a. Cepat rambat bunyi di dalam zat cair

dengan:B = modulus bulk zat cair (N/m2) = massa jenis zat

cair (kg/m3)Bv

Cepat Rambat Gelombang Bunyi

dengan:Y = modulus Young

(N/m2) = massa jenis zat

padat (kg/m3)

b. Cepat rambat bunyi dalam zat padat

Yv

Cepat Rambat Gelombang Bunyi

dengan:R = tetapan umum gas = 8,3 J/mol KT = suhu mutlak (K)M = massa molekul relatif gas (kg/mol) = konstanta Laplace

b. Cepat rambat bunyi dalam zat gas

MRTv

Gelombang bunyi harmonik adalah gelombang yang memiliki frekuensi tetap. Gelombang bunyi harmonik dapat di bangkitkan oleh suatu sumber yang bergetar dengan gerak harmonik sederhana, seperti garpu tala, atau pengeras suara yang digerakkan oleh osilator audio. Sumber yang bergetar menyebabkan molekul-molekul udara didekatnya berisolasi dengan gerak harmonik sederhana di sekitar posisi kesetimbangannya. Molekul ini bertumbukan dengan molekul-molekul tetangganya, sehingga menyebabkan molekul-molekul itu berisolasi. Dengan cara demikian gelombang bunyi dijalarkan simpangan moleku s(x, t) untuk gelombang harmonik dapat ditulis :

s(x, t) = s0 sin (kx - wt)

2. Gelombang Bunyi Harmonik

dengan s0 adalah simpangan maksimum molekul gas dari posisi kesetimbangannya, dan k merupakan bilangan gelombang.

k = 2 / λdan w adalah frekuensi sudut.

w=2 f = 2 / T

Gelombang Bunyi Harmonik

Intensitas Gelombang Bunyi adalah: energi yang dipindahkan per satuan luas per satuan waktu atau daya per satuan luas.secara matematis dirumuskan:

dengan:I = intensitas gelombang bunyi (W/m2) P = daya gelombang (W)A = luas penampang bola (m2)

3. Intensitas Gelombang Bunyi

API

Pengurangan intensitas sumber bunyi akibat pertambahan jarak dari sumber bunyi dirumuskan:

Intensitas Gelombang Bunyi

21

22

2

1

22

21

21 4:

4:

rr

II

rP

rPII

karena intensitas berbanding lurus dengan kuadrat amplitudo ym, maka diperoleh:

jika terdapat n sumber bunyi maka intensitas total sumber bunyi dirumuskan:

Itot = I1 + I2 +…… + In = nI

Intensitas Gelombang Bunyi

2

1

1

2

rr

yy

m

m

Taraf Intensitas Bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran.Dirumuskan:

dengan:TI : taraf intensitas (dB)I : intensitas bunyi (W/m2)I0 : intensitas ambang pendengaran :10-12 W/m2

Intensitas Gelombang Bunyi

0

log10IITI

Interferensi gelombang bunyi terjadi jika dua atau lebih gelombang bunyi melewati tempat yang sama. bahasa gaulnya, gelombang bunyi saling tumpang tindih ketika berpapasan. Interferensi konstruktif terjadi ketika rapatan (puncak) bertemu dengan rapatan (puncak) atau ketika regangan (lembah) bertemu dengan regangan (lembah). Jadi, pada titik dimana terjadi interferensi konstruktif, bunyi akan terdengar dua kali lebih keras dibandingkan dengan bunyi yang dihasilkan oleh masing-masing benda.Interferensi destruktif terjadi ketika regangan (lembah) bertemu dengan rapatan (puncak). Dalam hal ini, tidak ada bunyi yang terdengar pada titik dimana terjadi interferensi destruktif.

4. Interferensi Gelombang Bunyi

Tinggi rendahnya frekuensi bunyi yang teratur inilah yang dinamakan tinggi nada. Jadi, dapat disimpulkan bahwa tinggi nada bergantung pada frekuensi sumber bunyi.Frekuensi yang dihasilkan oleh suatu sumber bunyi dapat diamati pada layar osiloskop. Bunyi dengan frekuensi rendah menghasilkan bentuk gelombang yang kurang rapat. Bunyi dengan frekuensi tinggi menghasilkan bentuk gelombang yang lebih rapat.

5. Keras Suara dan Frekuensi

Sumber bunyi dapat diperoleh dari sebuah generator audio. Generator audio dapat menghasilkan bermacam-macam frekuensi dan amplitudo gelombang bunyi. Jika frekuensi dibuat tetap, sedangkan amplitudonya diperbesar, akan didapatkan gelombang bunyi yang lebih kuat. Jika seseorang dekat dengan sumber bunyi, maka orang tersebut akan mendengar bunyi yang lebih kuat dibandingkan dengan orang yang berada lebih jauh dari sumber bunyi tersebut. Namun, keduanya mendengarkan frekuensi yang sama.

Keras Suara dan Frekuensi

6. Efek Doppler

Secara umum dirumuaskan:

dengan:fp = frekuensi yang diterima pendengarfs = frekuensi sumber bunyiv = cepat rambat bunyivs = kecepatan sumber bunyivp = kecepatan pendengar

s

s

p

p

ss

pp

vvf

vvf

atau

fvvvv

f

Pada perekaman digital, informasi diubah kebentuk kode biner (1 dan 0), sama dengan titik dan garis dalam kode morse. pertama-tama, bentuk gelombang disampel 44100 kali perdetik.

gelombang bunyi diubah ke digital dengan cara pengambilan sampel dari gelombang bunyinya secara elektronik selama selang waktu yang periodik. Dalam selang diantara garis-garis vertikal, suatu angka direkam sebagai rata-rata tegangan dalam selang tersebut. laju pengambilan sampel (sampeling rate) yang ditunjukkan lebih kecil dari sebenarnya, 44100 sampel perdetik.

7. Perekam Suara Digital & Suara Film

Frekuensi pengambilan sampel jauh lebih tinggi dibandingkan rentang frekuensi pendengaran yang tinggi, sekitar 20000 hz, jadi semua frekuensi bunyi disampel pada frekuensi 44100 hz. Dalam setiap pengambilan sampel tekanan gelombang diukur dan dikonversikan ke dalam tegangan listrik. Dengan demikian, terdapat 44100 sampel bunyi setiap detiknya.

Hasil pengukuran ini diubah ke dalam bentuk bilangan biner, dimana angka-angka tersebut dinyatakan dalam basis 2.

7. Perekam Suara Digital & Suara Film