Praktikal 3: Kualiti Bunyi

Objektif: Untuk menunjukkan dan menerangkan bagaimana kualiti bunyi yang berbeza terhasil.

Hipotesis: 1. Bunyi yang lebih langsing akan terhasil apabila permukaan botol yang mengandungi air yang sedikit ditiup. 2. Botol yang mengandungi air yang banyak akan menghasilkan bunyi yang lebih langsing apabila pensil diketuk pada dinding botol.

Pembolehubah: (a) manipulasi: kuantiti air dalam setiap botol (b) bergerak balas: kelangsingan bunyi yang dihasilkan (c) malar: jenis botol yang digunakan Teori: Gelombang mekanikal dihasilkan oleh satu sistem bergetar dalam medium. Gelombang mekanikal tidak boleh merambat menerusi vakum, misalnya gelombang bunyi. Gelombang bunyi ialah sejenis gelombang membujur yang boleh merambat melalui pepejal, cecair dan gas. Bunyi dihasilkan oleh suatu sistem yang bergetar seperti getaran tala bunyi atau kon pembesar suara. Ianya adalah sejenis gelombang mekanikal dan membawa bersama tenaga keluar daripada sistem bergetar tersebut. Secara amnya gelombang bunyi bergerak melalui perambatan molekulmolekul udara. Apabila kon pembesar suara bergetar ke hadapan, molekulmolekul udara di hadapannya dimampatkan. Apabila kon pembesar suara bergetar ke belakang, molekul-molekul udara di hadapannya direnggangkan. Ini akan menghasilkan satu siri mampatan dan regangan molekul-molekul

udara. Getaran yang dihasilkan oleh kon pembesar suara membekalkan tenaga pada molekul-molekul udara. Tenaga dipindahkan oleh getaran molekul-molekul udara dalam siri mampatan dan rengangan udara. Lama kelamaan tenaga pada molekul-molekul ini akhirnya akan lemah dan lesap. Molekul-molekul udara bagi gelombang bunyi bergetar pada arah yang sama dengan arah perambatan bunyi tersebut. Gelombang bunyi juga merupakan suatu gelombang membujur. Gelombang bunyi memerlukan medium tertentu untuk ianya bergerak. Oleh itu gelombang bunyi tidak dapat merambat dalam keadaan vakum. Gelombang bunyi bergerak atau merambat dengan halaju yang lebih tinggi dalam pepejal berbanding dengan cecair dan gas. Ini adalah disebabkan molekul pepejal dan cecair adalah lebih rapat jika dibandingkan dengan molekul-molekul dalam gas. Gelombang bunyi juga menghasilkan fenomenafenomena pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens. Pic ialah kelangsingan sesuatu bunyi. Bunyi yang kecil dikatakan mempunyai kelangsingan tinggi. Contoh, gelombang bunyi 6,000Hz (6KHz) lebih tinggi atau lebih langsing berbanding gelombang bunyi 1,000Hz (atau 1KHz. Kekuatan gelombang bergantung kepada amplitud gelombang bunyi; semakin bertambah tinggi amplitud, semakin bertambah kuat bunyi, Kelangsingan bunyi bergantung kepada frekuensi gelombang bunyi; jika frekuensi bertambah maka kelangsingan juga bertambah. Kualiti bunyi bergantung kepada nada lampau dalam sesuatu nada. Kualiti bunyi adalah berbeza walaupun gelombang mempunyai kekuatan dan kelangsingan yang sama. Bunyi yang sedap didengar adalah berasal dari getaran tali (biola, gitar), getaran lajur udara (serunai, seruling) dan getaran kepingan dan membran (gendang, kompang). Bunyi yang mempunyai bentuk gelombang yang hampir berkala memberikan keenakan untuk didengar (pleasant sensation) jika keamatannnya tidak begitu tinggi. Bunyi yang mempunyai bentuk gelombang yang tidak berkala akan kedengaran sebagai bunyi bising.

Radas/ Bahan: 3 botol gelas yang sama jenis, air, tala bunyi, mangkuk, pembaris dan pensel.

Prosedur: 1. Mangkuk diisi dengan air. Tapak kasut diketuk dengan menggunakan tala bunyi. Hujung tala bunyi diletakkan di dalam mangkuk yang mengandungi air. Pemerhatian direkodkan. 2. Tala bunyi diketuk semula pada tapak kasut dan kemudian didekatkan pada telinga. Pemerhatian direkodkan. 3. 3 botol yang sama jenis diisi dengan air dengan kandungan air dalam botol A penuh, botol B penuh dan botol C penuh. 4. Jarak antara hujung botol dengan permukaan air dan ketinggian air pada setiap botol diukur. Pengukuran dicatatkan. 5. Perbezaan kelangsingan bunyi pada setiap botol apabila ditiup diramalkan. Berikan sebab pada bagi setiap ramalan yang diberikan. 6. Ramalan diuji dengan meniup hujung setiap botol. Bunyi yang dihasilkan didengari. Setiap bunyi yang dihasilkan sama ada kelangsingannya adalah rendah, sederhana dan tinggi. Pemerhatian dicatatkan. 7. Langkah 6 diulang beberapa kali. 8. Dinding botol diketuk dengan menggunakan pensil. 9. Kelangsingan bunyi yang terhasil dicatat dan direkodkan.

Langkah berjaga-jaga: 1. Guna botol dari jenis dan saiz yang sama bagi memastikan bunyi yang terhasil tidak dipengaruhi oleh faktor lain. 2. Kadar tiupan dan ketukan yang dikenakan haruslah sama. 3. Proses meniup hujung botol dan mengetuk pensel pada botol diulang beberapa kali bagi memastikan kelangsingan bunyi yang lebih tepat sebelum direkodkan.

Keputusan Prosedur 1 Pemerhatian Gelombang kecil terbentuk pada permukaan air apabila tala bunyi diletakkan pada permukaan air di dalam mangkuk Getaran halus terhasil apabila tala bunyi yang telah diketuk diletakkan berhampiran dengan telinga.

2

Bunyi dihasilkan: Panjang Botol lajur udara (cm) A B C 18.5 14.8 9.0 Kelangsingan (hujung botol ditiup) Rendah Sederhana Tinggi Kelangsingan (dinding botol diketuk) Tinggi Sederhana Rendah

Ketinggian air (cm) 6.5 10.5 16.0

Formula: Frekuensi getaran, f = lajur udara, v panjang gelombang,

Perbincangan 1. Gelombang kecil terbentuk apabila tala bunyi yang diketuk pada kasut diletakkan pada permukaan air di dalam mangkuk hasil kerana getaran yang terhasil pada tala bunyi telah dipindahkan. 2. Gelombang kecil terbentuk kerana gelombang bergerak lebih perlahan di dalam medium cecair. 3. Apabila tala bunyi yang telah diketuk di permukaan kasut diletakkan berhampiran telinga, getaran halus atau desingan didengari. Hal ini kerana getaran dari tala bunyi di udara menyebabkan udara turut bergetar dan menghasilkan bunyi dan dipindahkan melalui ruang pepejal, tala bunyi. 4. Apabila hujung botol ditiup, udara di dalam botol akan bergetar. Ruang udara/panjang lajur udara yang kecil bergetar dengan lebih cepat berbanding botol yang mempunyai panjang lajur udara yang pendek. Ini akan menghasilkan kelangsingan bunyi yang tinggi. Oleh itu, semakin pendek panjang lajur udara, semakin tinggi kelangsingan bunyi apabila ditiup pada hujung botol. 5. Botol A yang mengandungi kuantiti air yang paling sedikit iaitu 6.5ml menghasilkan kenyaringan bunyi yang rendah apabila dinding botol diketuk. 6. Melalui eksperimen ini didapati bahawa kelangsingan bunyi

bergantung kepada jumlah isipadu air di dalam botol. Ketukan pada sisi dinding botol yang mengandungi air menyebabkan botol bergetar dan getaran itu dipindahkan pada air. Getaran pada air di pindahkan pada ruang udara lalu menghasilkan bunyi.

Kesimpulan Hipotesis diterima.

Soalan 1. Dalam prosedur 6, botol manakah mempunyai bunyi paling langsing? Apakah yang menyebabkan perubahan kelangsingan bunyi pada setiap botol? Botol yang menghasilkan bunyi paling langsing apabila ditiup ialah Botol C. Perubahan kelangsingan bunyi setiap botol adalah ditentukan oleh panjang lajur udara atau ruang air di dalam setiap botol. Ketika hujung botol ditiup, udara di dalam ruang udara botol bergetar. Ruang udara yang lebih kecil dan sempit akan bergetar dengan lebih laju berbanding ruang udara yang besar menyebabkan frekuensi bunyi menjadi tinggi. Oleh itu, botol yang mempunyai panjang lajur udara yang paling pendek menghasilkan bunyi paling langsing / tinggi. 2. Terangkan bagaimana bunyi dihasilkan dalam prosedur 8? Botol manakah yang menghasilkan kelangsingan tertinggi? Apakah sebab kelangsingan bunyi pada setiap botol berubah? Botol yang menghasilkan kelangsingan tertinggi apabila dinding botol diketuk ialah Botol A. Hal ini kerana ketukan pada dinding botol menyebabkan botol bergetar dan menyebabkan air di dalam botol turut bergetar. Getaran pada air dipindahkan ke ruang udara di dalam botol menyebabkan bunyi dihasilkan. Kelangsingan bunyi dalam botol berubah disebabkan oleh jumlah isipadu air di dalam botol. Kelangsingan bunyi akan rendah apabila isipadu air meningkat kerana molekul air memerlukan lebih banyak tenaga untuk bergetar dan menyebabkan kelangsingan bunyi menjadi lebih rendah. Frekeunsi bunyi yang dihasilkan juga rendah. 3. Bandingkan bunyi yang dihasilkan melalui meniup puncak botol dengan bunyi melalui ketukan botol. Apakah perbezaannya? Terangkan pemerhatian anda. Perbezaan kelangsingan bunyi yang dihasilkan Botol A apabila diketuk adalah pada ketinggian ruang udara yang tinggi. Ruang udara yang tinggi memerlukan tenaga yang lebih untuk bergetar dan menyebabkan frekuensi bunyi menjadi rendah. Sementara itu, ketinggian paras air

yang rendah menyebabkan molekul air bergetar dengan laju dan menghasilkan frekuensi bunyi yang tinggi. Apa yang berlaku pada Botol C adalah keadaan sebaliknya kerana Botol C mempunyai panjang lajur udara yang pendek dan ketinggian paras air yang tinggi. Secara keseluruhannya, tahap kelangsingan bunyi bergantung kepada panjang lajur udara apabila ditiup dan bergantung kpada isipadu air apabila botol diketuk. 4. Berdasarkan jadual keputusan anda, bagaimana panjang ruang air mempengaruhi kelangsingan bunyi? Bagaimana tinggi air

memberi kesan terhadap bunyi? Semakin panjang lajur udara semakin rendah kelangsingan bunyi yang dihasilkan. Jika ketinggian air semakin tinggi, kelangsingan bunyi yang dihasilkan akan menurun. 5. Apakah kesimpulan yang boleh dibuat mengenai hubung kait antara bunyi yang dihasilkan dengan ruang bunyi bergerak? Bunyi perlu medium seoerti udara, cecair atau pepejal untuk bergerak dan penyebaran. Perbezaan ruang pergerakan akan menghasilkan kelajuan bunyi yang berbeza. Bunyi bergerak paling laju di dalam ruang pepejal, sederhana laju di ruang air dan paling perlahan di ruang udara. Ini kerana kerana susunan zarah-zarahnya lebih rapat dan padat dan jarak antara molekul di dalam ruang pepejal lebih kecil.

6. FIKIRKAN : Violin adalah alat muzik yang bertali. Seruling dan klarinet adalah alat tiup dan trompet adalah alatan loyang. Apakah kebiasaan semua alat muzik tersebut? Kesemua alat muzik tersebut mempunyai persamaan iaitu

menggunakan medium untuk menghantar dan memindahkan getaran yang dihasilkan iaitu pepejal kerana susunan zarah-zarah pada pepejal adalah rapat dan teratur antara satu sama lain. Medium pepejal bagi violin adalah tali, serunai/seruling dan klarinet adalah logam atau kayu manakala trumpet memerlukan tembaga sebagai medium untuk memindahkan getaran yang terhasil.

Bibliografi Anthony S.H.Tan. (1996). Revisi Komprehensif Fizik SPM. Subang Jaya: Penerbit CTS. Chong Chee Sian. (2011). Referens Ekspres SPM Fizik. Selangor:Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd Khoo Goh Kow, 2007. Reference Text Series PHYSIC SPM.

Selangor:Pearson Malaysia Sdn. Bhd. Lim Ching Chai, Chia Song Choy & Poh Liong Yong. (1995). Fizik KBSM. Johor Bahru:Penerbitan Pelangi Sdn. Bhd Tho Lai Hoong. (1993). Panduan KBSM Fizik Amali. Kuala Lumpur:Penerbit Fajar Bakti Sdn. Bhd

Yee Cheng Teik (1995). Fizik Tingkatan 4 & 5. Selangor;Penerbit Fajar Bakti Sdn. Bhd.

Gelombang

Bunyi.

Retrieved

February

23,

2012

from

http://www.tutor.com.my/tutor/arkib2002.asp?e=SPM&s=FZK&b=MAC&m=3& r=m&i=NOTA Gelombang Bunyi. Retrieved February 23, 2012 from

http://www.tabuhemas.com/Contoh%20APM2.pdf