Gelombang Bunyi

5. Mengukur Cepat Rambat Bunyi

Bagaimana cara mengukur cepat rambat gelombang bunyi di udara? Mengukur cepat rambat gelombang bunyi dapat dilakukan dengan metode resonansi pada tabung resonator (kolom udara). Pengukuran menggunakan peralatan yang terdiri atas tabung kaca yang panjangnya 1 meter, sebuah slang karet/plastik, jerigen (tempat air) dan garputala seperti terlihat dalam Gambar 1.20.

Bagaimana prinsip kerja alat ini? Mula-mula diatur sedemikian, permukaan air tepat memenuhi pipa dengan jalan menurunkan jerigen. Sebuah garputala digetarkan dengan cara dipukul menggunakan pemukul dari karet dan diletakkan di atas bibir tabung kaca, tetapi tidak menyentuh bibir tabung dan secara perlahan-lahan tempat air kita turunkan. Lama- kelamaan akan terdengar bunyi yang makin lama makin keras dan akhirnya terdengar paling keras yang pertama. Jika jerigen

Fisika SMA/MA XII Fisika SMA/MA XII

Gelombang yang dihasilkan garpu- tala tersebut merambat pada kolom

Garputala

L=¼ O

udara dalam tabung dan mengenai

L=¾ O

permukaan air dalam tabung, kemudian dipantulkan kembali ke atas. Kedua gelombang ini akan saling berinter-

L= O

ferensi. Apabila kedua gelombang bertemu pada fase yang sama akan terjadi interferensi yang saling mem- perkuat, sehingga pada saat itu pada kolom udara timbul gelombang stasioner dan frekuensi getaran udara sama dengan frekuensi garputala. Peristiwa

Gambar 1.20 Percobaan resonansi

inilah yang disebut resonansi. Sebagai akibat resonansi inilah terdengar bunyi

Resonansi I jika :

yang keras. Resonansi pertama terjadi L 1 = O atau O=4L 1 jika panjang kolom udara sebesar O,

peristiwa resonansi kedua terjadi jika panjang kolom udara O, ketiga jika O

Resonansi II jika :

L 2 = O atau O = L 2 dan seterusnya. Dengan mengukur

Resonansi ke III jika :

panjang kolom udara saat terjadi resonansi, maka panjang gelombang

L 3 = O atau O = L 3 bunyi dapat dihitung. Oleh karena itu,

Atau O dapat dicari dengan cepat rambat gelombang bunyi dapat O = 2 (L - L

2 1 )=( L 3 – L 1 )

dicari dengan persamaan :

O .... (1.22) v=f×

dengan : v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)

f = frekuensi garputala (Hz) O = panjang gelombang bunyi (m)

Fisika SMA/MA XII

Contoh Soal

Pada percobaan resonansi dipakai garpu tala yang frekuensinya 512 Hz. Resonansi yang pertama terjadi saat panjang kolom udaranya 16 cm dan resonansi yang kedua terjadi pada saat panjang kolom udaranya 48 cm. Tentukan berapa kecepatan rambat gelombang bunyi pada saat itu!

Ditanyakan : v = …. ? Jawab

: v= f × O

O = 2 (L 2 – L 1 ) = 2 (48 – 16) = 2 (32) = 64 cm = 0,66 m

v = 512 × 0,66 = 338 ms 1

Jadi, cepat rambat gelombang bunyinya adalah 338 ms 1 .

Soal Latihan :

Pada percobaan resonansi, terjadi resonansi yang pertama pada saat panjang kolom udaranya 20 cm dan resonansi yang kedua terjadi pada saat panjang kolom udaranya 60 cm. Jika laju bunyi di udara saat itu 300 m/s , tentukan frekuensi garputala yang digunakan!

Wawasan Produktivitas : Etos Kerja

Dengan menggunakan prinsip efek Doppler sekarang ini dapat digunakan untuk menghitung kecepatan gerak suatu benda misalnya pesawat terbang atau gerak benda angkasa luar atau planet. Cobalah kamu cari bagaimana cara pengukuran gerak planet menggunakan prinsip efek Doppler melalui internet, majalah, buku-buku literatur yang lain dan tuliskan hasilnya dan kumpulkan pada guru fisika di kelasmu!