makalah fisika aplikasi gelombang bunyi.
DI SUSUN OLEH :
NAMA : RIDHA SETYO KHAIRANI
KELAS : XII MIA 10
GURU PEMBIMBING : NURAFNI NABABAN S.Pd
KATA PENGANTAR
Segala Puji Bagi Allah SWT Tuhan Semesta Alam Yang
Maha
Pengasih Lagi Maha Penyayang yang memberikan nikmat sehingga saya
masih dapat bernafas sampai sekarang dan menyelesaikan makalah ini
sebagaimana yang telah ditugaskan kepada saya.
Dalam makalah ini akan dibahas mengenai penerapan aplikasi
gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari. Pada pembahasan kali ini
adalah khusus untuk mengetahui penerapan gelombang bunyi dalam
kehidupan sehari-hari. Kini gelombang bunyi, terutama ultrasonik banyak
digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Alasan penggunaan gelombang
ultrasonik didasari karena frekuensinya di atas 20.000 Hz sehingga tidak
dapat didengar, panjang gelombangnya sangat pendek dan sedikit
difraksi
sehingga
berkasnya
menyebar
lebih
sedikit,
dan
dapat
mendeteksi benda-benda kecil.
Kemudian tidak lepas dari status saya yang hanyalah manusia
biasa, masih banyak kekurangan dan kesalahan. Sehingga saya minta
maaf apabila ada kekurangan dan kesalahan dalam penulisan makalah
ini. saya berharap makalah ini dapat menambah wawasan serta
pengetahuan kita
Lhokseumawe, 19 Agustus 2015
Penyusun,
Ridha Setyo Khairani
2
DAFTAR ISI
Kata Pengantar.................................................................
2
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang.................................................................................
4
B. Rumusan Masalah............................................................................
4
C. Tujuan..............................................................................................
4
D. Manfaat............................................................................................
4
BAB II PEMBAHASAN.........................................................
5 -11
Kesimpulan.......................................................................
12
Daftra Pustaka..................................................................
13
3
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Didalam kehidupan sehari-hari kita tidak pernah lepas dari bunyi karena alat
indera yaitu telinga yang berfungsi untuk mendengar bunyi. Bunyi merupakan
hasil getaran sebuah benda yang akan menggetarkan udara di sekitarnya dan
akan merambat ke segala arah. Sedangkan gelombang sendiri merupakan
usikan yang merambat,atau getaran yang dirambatkan.
Bunyi adalah salah satu gelombang, yaitu gelombang longitudinal. Adalah
geombang
yang
getarannya.
arah
rambatannya
Gelombang
bunyi
sejajar
merupakan
atau
berimpit
gelombang
dengan
mekanik,
arah
karena
memerlukan medium dalam perambatannya. Sehingga bunyi tidak dapat di
dengar di ruang hampa. Salah satu sifat gelombang bunyi adalah pemantulan.
Gelombang bunyi dapat merambat melalui udara, zat padat atau zat cair sebagai
media perambatannya. Dengan adanya sifat tersebut banyak kejadian yang
telah kita alami sehari-hari terjadi.
Berdasarkan uraian di atas akan dibahas mengenai penerapan aplikasi
gelombang bunyi dala kehidpan sehari-hari.
B. Rumusan Masalah
1. Apa sajakah aplikasi atau penerapan gelombang bunyi dan cahaya dalam
kehidupan sehari-hari?
C. Tujuan
Mengetahui
manfaat,
aplikasi
atau
peranan
gelombang
bunyi
dalam
kehidupan sehari-hari.
D. Manfaat
Menambah
pengetahuan
tentang
ilmu
Fisika,
khususnya
mengenai
penerapan aplikasi gelombang bunyi yang diharapkan dapat mempermudah
pembaca untuk mempelajarinya.
4
BAB II
PEMBAHASAN
Dalam perkembangan dunia pengetahuan sekarang ini, gelombang bunyi
dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan penelitian. Di bidang industri
misalnya untuk mengetahui cacat yang terjadi pada benda-benda hasil
produksinya, di bidang pertanian untuk meningkatkan kualitas hasil pertanian,
dan di bidang kedokteran dapat digunakan untuk terapi adanya penyakit dalam
organ tubuh.
1. Mengukur kedalaman laut
Untuk mengetahui kedalaman laut yang dangkal mungkin dapat
menggunakan tali atau tambang. Tali yang telah diberi tanda satuan dimasukan
ke laut kemudian dapat diketahui kedalamannya. Akan tetapi apabila untuk
mengukur kedalaman laut dalam akan susah jika hanya menggunakan tambang.
Untuk itu digunakan peristiwa cepat rambat bunyi yang dapat dimanfaatkan
untuk mengukur kedalaman laut. Metode ini mulai muncul sejak terjadi perang
dunia. Para serdadu menggukur kedalaman laut untuk mencari kapal yang
karam. Metode yang telah ada sampai saat ini ada dua macam yaitu:
a. Batu duga(memasukan batu ke dalam laut)
Yaitu sistem pengukuran dasar laut menggunakan kabel yang dilengkapi
bandul pemberat yang massanya berkisar 25-75 kg.
Penggunaan teknik ini
didasarkan pada hukum fsika tentang perambatan dan pemantulan bunyi dalam
air. Isyarat bunyi yang dikeluarkan dari sebuah peralatan yang dipasang di dasar
kapal memiliki kecepatan merambat rata-rata 1600 meter per detik sampai
membentur dasar laut. Setelah membentur dasar laut bunyi dipantulkan dalam
bentuk gema dan ditangkap melalui sebuah peralatan yang juga dipasang di
dasar kapal.
Jarak waktu yang diperlukan untuk perambatan dan pemantulan dapat
diterjemahkan sebagai kedalaman laut. Cara ini dianggap lebih praktis, cepat
dan akurat. Namun kita tidak dapat memperoleh informasi tentang suhu, jenis
batuan dan tanda-tanda kehidupan di dasar laut.
b. Gema suara
yaitu metode pengukuran dasar laut dengan menggunakan alat gema
suara yaitu Echo sounder (sonar) dan Hidrofon. Echo Sounder adalah alat
pengirim suara,
sedangkan hidrofon adalah penerima gema suara. Dasar
5
perhitungan kedalaman laut dengan gema adalah cepat rambat bunyi dalam air
yaitu 1500 m/detik.
Rumus yang digunakan untuk mengukur kedalaman laut:
X = ( X x V) : 2
Keterangan :
X = kedalaman laut (meter)
t = waktu yang dibutuhkan untuk menerima kembali gema suara
setelah
ditembakkan echo
sounder
v = cepat rambat suara dalam air
2. Sonar
Prinsip kerja sonar berdasarkan prinsip pemantulan gelombang ultrasonik.
Alat ini diperkenalkan pertama kali oleh Paul Langenvin, seorang ilmuwan dari
Prancis pada tahun 1914. Pada saat itu Paul dan pembantunya membuat alat
yang dapat mengirim pancaran kuat gelombang bunyi berfrekuensi tinggi
(ultrasonik) melalui air. Pada dasarnya SONAR memiliki dua bagian alat yang
memancarkan gelombang ultrasonik yang disebut transmiter (emiter) dan alat
yang dapat mendeteksi datangnya gelombang pantul (gema) yang disebut
sensor (reciver). Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmiter (pemancar)
yang diarahkan ke sasaran, kemudian akan dipantulkan kembali dan ditangkap
oleh pesawat penerima (reciver). Dengan mengukur waktu yang diperlukan dari
gelombang dipancarkan sampai gelombang diterima lagi, maka dapat diketahui
jarak yang ditentukan. Untuk mengukur kedalaman laut, SONAR diletakkan di
bawah kapal.
Dengan pancaran ultrasonik diarahkan lurus ke dasar laut,
dalamnya air dapat dihitung dari panjang waktu antara pancaran yang turun dan
naik setelah digemakan.
3. Hidropon
Hidropon adalah
transduser energi suara ke energi listrik yang
digunakan di dalam air atau zat cair. Jadi terjadi pergantian energi suara ke
energi listrik. Untuk mengukur kedalaman dasar laut, teknik gema suara
digunakan dengan cara merambatkan gelombang suara dari bawah kapal yang
dipantulkan dengan alat perekam(hidropon) yang diletakkan di dasar lautan. Jika
dasar laut bertekstur kasar maka pemantulan gelombang akan cepat, akan
6
tetapi bila dasar lautan bertekstur lembek, apakah mempengaruhi kecepatan
gelombang atau tidak? Hal ini perlu dikaji lebih lanjut. Jika terbukti tekstur tanah
mempengaruhi kecepatan gelombang maka kemungkinan, hasil pengukuran
kedalaman laut di tanah liat dan batuan yang seharusnya berkedalaman
sama,bisa jadi dalam pengukuran menjadi berbeda.
Alat hidropon juga kemungkinan bisa digunakan untuk mencari gunung
api bawah laut ataupun palung laut. Jika seharusnya dititik A memiliki laut yang
dalam, tetapi dalam pengukuran menjadi dangkal kemungkinan di titik tersebut
terdapat gunung api bawah laut. Namun sebaliknya jika dititik B seharusnya
berlaut dangkal, tetapi dalam pengukuran hidropon tercatat hasil yang dalam,
berarti kemungkinan di daerah tersebut terdapat palung laut yang dalam.
Prinsip kerja hidropon saling berkaitan dengan prinsip kerja Echo Sounder
(Sonar). Echo sounder berfungsi mengirim gelombang bunyi sedangkan hidropon
berfungsi sebagai penangkap gelombang bunyi.
4. Medis
Alat
kedokteran,
misalnya
pada
pemeriksaan
USG
(ultrasonograf).
Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe
di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di
layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor
pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan
dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu
maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak
merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah
pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning
ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati
atau tidak) dan otak.
Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak
yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. Dengan cara ini, pasien
tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan
jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit
kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.
5. Pencitraan Medis
Bunyi ultrasonik digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan
teknik pulsa-gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi dengan
7
frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan
antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudian
dideteksi. Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan abnormal
lainnya, atau gumpalan fuida dapat dilihat. Selain itu juga dapat digunakan
untuk
memeriksa
kerja
katup
jantung
dan
perkembangan
janin
dalam
kandungan. Informasi mengenai berbagai organ tubuh seperti otot, jantung, hati,
dan ginjal bisa diketahui.
Frekuensi yang digunakan pada diagnosis dengan gelombang ultrasonik
antara 1 sampai 10 MHz, laju gelombang bunyi pada jaringan tubuh manusia
sekitar 1.540 m/s, sehingga panjang gelombangnya adalah:
λ = v/f = (1.540 m/s) / (106 s-1) = 1,5 × 10-3 = 1,5 mm.
Panjang gelombang ini merupakan batas benda yang paling kecil yang
dapat dideteksi. Makin tinggi frekuensi, makin banyak gelombang yang diserap
tubuh, dan pantulan dari bagian yang lebih dalam dari tubuh akan hilang.
Pencitraan
kemajuan
medis
yang
dengan
penting
menggunakan
dalam
dunia
bunyi
ultrasonik
kedokteran.
Metode
merupakan
ini
dapat
menggantikan prosedur lain yang berisiko, menyakitkan, dan mahal. Cara ini
dianggap tidak berbahaya.
6. Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para
nelayan untuk mengetahui siang dan malam.
7. Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada
siang hari karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat
dibandingkan dengan siang hari.
8. Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.
Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang, gitar,beduk
dan lainnya.
Semua alat musik, baik alat musik yang dipetik, digesek atau ditiup sangat
bergantung pada gelombang berdiri untuk menghasilkan alunan musik yang
begitu indah. Misalnya kita tinjau alat musik petik seperti gitar. Ketika dawai
alias senar gitar dipetik maka dihasilkan gelombang berdiri pada senar tersebut.
Selanjutnya gelombang berdiri pada senar menggetarkan udara disekitarnya
sehingga
dihasilkan
gelombang
bunyi.
gelombang
bunyi
ini
kemudian
8
bergentayangan hingga nyasar di telinga kita dan dirasakan oleh telinga kita
sebagai alunan nada atau musik. gaelombang yang terdapat dalam gelombang
bunyi dawai adalah gelombang berdiri.
Perlu diketahui bahwa gelombang berdiri tidak hanya dialami oleh tali alias
dawai alias senar saja tetapi juga oleh kolom udara sebagaimana terjadi pada
banyak alat musik tiup seperti seruling, terompet dan lain-lain
9. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakanscanning
ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada
bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan
pesawat. Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat discaning secara ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari
retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi
sebelum pesawat diperkenankan terbang.
10.
Microphone
Siapa yang tidak kenal dengan Piranti Musik yang satu ini ”Microphone”
adalah suatu alat yang bsia mengubah getaran bunyi menjadi getaran Listrik dan
hasilnya akan kita dengar pada speakermelalui Proses suatu alat yaitu Sound
system atau amplifer. Microphone terdiri dari beberapa bagian yaitu :
1. Magnet berbentuk bulat
2. Koker ( Membran)
3. Spull ( Gulungan Kawat Kuninga Halus)
4. Kabel
5. Saklar On of
6. Chasing.
Posisi komponen adalah Seperti ini :
Bagian atas Spull melekat pada membran, Lalu bagian magnet bulat
dikelilingi oleh gulungan spul yang jgua berbentuk bulat, dengan catatan
gulungan spull tidak mengenai dinding magnet. artinya adalah bahwa gulungan
spull bebas bergerak naik turun diantara
dinding magnet (tidak bersentuhan)
Dan spull tersebut tetap mempertahankan posisi awal dibantu oleh koker
(membran) yang telah dilekatkan pada bagian atas Gulungan kawat kuningan
(Spull). Kedua ujung kabel kawat spull dihubungkan dengan kabel yang akan
menyatukan aliran tegangan ke saklar On Of .
9
Cara kerjanya adalah sebagai berikut :
Ketika Microphone Di direct ( Colok) ke Sound/Amplifer, Spull yang berada
didekat dinding magnet akan dialiri tegangan. dan megnet tidak dialiri tegangan.
olehkarena itu, medan magnet yang dihasilkan gulungan spull akan berpadu
dengan medan magneyang dihasilkan magnet berbentuk bulan tersebut. Perlu
kita ingat bahwa Setiap Kawat yang dialiri listrik akan menghasilkan medan
magnet ( Elektromagnetik) . Setelah itu, ketika ada bunyi dari luar ( Suara Kita)
maka membran yang berada diatas magnet bulat yang telah dikelilingi gulungan
kawat kuningan yang melekat pada koker akan bergetar. ini menyebabkan Spull
( gulungan kawat tembaga) akan turut bergetar karena keduanya saling terikat
erat. Setelah itu spull yang bergetar. ini menyebabkan medan magnet yang
telah
dihasilkan
disekitar
dinding
magnet
bergetar
pula.
nah..hal
ini
dimanfaatkan oleh gulungan kawat kuningan (Spull) tadi, Dia menyerap getaran
elektromagnet tersebut dan mengubahnya menjadi getaran listrik yang akan
dialirkan kedalam Sound system. Amplifer. Dan seterusnya amplifer pun
mengubah getaran listrik tersebut menjadi suara melalui Speaker.
11.
Gelombang Radio dan TV
Gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki
frekuensi dalam orde MHz sampai GHz. Gelombang radio dan televisi banyak
dimanfaatkan bidang televisi komunikasi, misalnya: radiophone. Radiofon
(radiophone) merupakan telepon yang tidak
menggunakan
kabel, tetapi
memanfaatkan satelit komunikasi, sehingga gelombang yang dikirim berupa
gelombang radio. Dalam sistem komunikasi gelombang radio sebagai gelombang
pembawa (carrier wave) yang membawa gelombang bunyi dari sumber menuju
penerima.
Ada dua jenis cara membawa gelombang bunyi, yaitu :
1) Modulasi amplitudo (AM)
Modulasi amplitudo adalah suatu teknik dengan cara amplitudo
gelombang radio disesuaikan dengan amplitudo gelombang bunyi dengan
frekuensi tetap.
2) Modulasi frekuensi (FM)
Adalah cara penyesuaian frekuensi gelombang radio dengan frekuensi
gelombang bunyi dengan amplitudo tetap. Sistim FM ini banyak mengurangi
derau (noise) akibat peristiwa kelistrikan di udara, sehingga suara diterima
10
lebih jernih, sehingga stasiun radio sekarang banyak yang pindah dari AM ke
FM.Namun sistem ini memiliki jangkauan terbatas, sehingga dibutuhkan
stasiun-stasiun penghubung (relay) agar jangkauan menjadi lebih luas.
Gelombang Mikro Merupakan gelombang radio dengan frekuensi paling
tinggi, yaitu 3 GHz. Gelombang ini dapat menimbulkan efek pemanasan pada
benda
yang
menyerapnya.
Jadi,
bisa
suatu
makanan
menyerap
radiasi
gelombang mikro, maka makanan tersebut menjadi panas dalam waktu yang
sangat singkat. Kegunaan lain dari gelombang ini adalah pada pesawat radar
(radio Detection and Ranging). Pesawat radar bekerja menggunakan sifat
pemantulan gelombang mikro.
12.
Kamera dan Perlengkapan Mobil
Dua aplikasi sonarberikut ini adalah aplikasi terbaru dalam bidang teknologi.
Pernahkah anda menggunakan sebuah kamera yang dapat mengatur fokusnya
secara otomatis? Sebuah kamera seperti ini pasti menggunakan SONAR.
Gelombang-gelombang ultrasonik dikirim oleh kamera menuju subjek yang
difoto. Setelah gema dari objek kembali ke kamera, kamera menghitung jarak
subjek, dan selanjutnya menyetel fokus yang sesuai dengan jarak ini.
Saat ini tipe SONAR sedang diuji cobakan sebagai suatu alat dari sistem
perlengkapan mobil. Sistem ini akan menggunakan SONAR untuk menghitung
jarak dari sebuah mobil ke objek-objek di dekatnya, seperti pinggiran jalan dan
kendaraan-kendaraan lainnya. Data-data ini terdisplai didepan pengemudi,
sehingga pengemudi dapat menghindari kecelakaan. Pengemudi juga dibantu
sehingga memarkir mobil menjadi mudah dan aman.
13.
Kaca Mata Tuna Netra
Kaca mata tuna netra dilengkapi dengan pengirim dan penerimaultrasonikk
sehingga tuna netra dapat menduga jarak benda yang ada didepannya.
Gelombang ultrasonik dipancarkan frame kaca mata dan mengenai objek
disekitar, gelombang ultrasonik dipantulkan
penerima pada kaca mata.
dan diterima kembali oleh
alat
Ultrasonik berada pada frame kaca mata yang
mengirimkan signal getaran pada telinga tuna netra.
Perlu diketahui bahwa
orang yang tuna netra memiliki pendengaran yang lebih tajam atau sensitif
dibanding orang yang bermata normal.
14.
Penerapan dalam Bidang Industri
11
Dalam dunia industri, dengan menggunakan bor-bor ultrasonik dapat dibuat
berbagai bentuk atau ukuran lubang pada gelas dan baja.
15.
Mengetahui Keadaan Bagian dalam Bumi
Pergeseran tiba-tiba segmen-segmen kerak bumi yang dibatasi zona patahan
dapat menghasilkan gelombang seismik. Ini memungkinkan para ahli geologi
dan geofsika untuk memperoleh pengetahuan tentang keadaan bagian dalam
Bumi dan membantu mencari sumber bahan bakar fosil baru. Ada empat tipe
gelombang seismik, yaitu gelombang badan P, gelombang badan S, gelombang
permukaan Love, dan gelombang permukaan Rayleigh.
Alat yang digunakan untuk mendeteksi gelombang-gelombang ini disebut
seismograf, yang biasanya digunakan untuk mendeteksi adanya gempa bumi.
Seperti semua gelombang, laju gelombang seismik bergantung pada sifat
medium, rigiditas, ketegaran, dan kerapatan medium. Grafk waktu perjalanan
dapat digunakan untuk menentukan jarak stasiun seismograf dari episenter
gempa bumi.
12
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan :
Bunyi merupakan hasil getaran sebuah benda yang akan menggetarkan
udara di sekitarnya dan akan merambat ke segala arah.Gelombang bunyi ini di
kumpulkan oleh telinga luar dan digunakan untuk menggetarkan gendang
telinga. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, karena memerlukan
medium dalam perambatannya.sehingga bunyi tidak dapat di dengar di ruang
hampa.Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal.
Peranan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :
1. Mengukur kedalaman laut
a. Batu duga(memasukan batu ke dalam laut)
b. Gema suara
2. Sonar
3.
Hidropon
4. Medis
5. Pencitraan Medis
6. Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk
mengetahui siang dan malam.
7. Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena
kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang
hari.
8. Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang,
gitar,beduk dan lainnya.
9. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
10.Microphone
11.Gelombang Radio dan TV
12.Kamera dan Perlengkapan Mobil
13.Kaca Mata Tuna Netra
14.Penerapan Dalam Bidang Industri
15.Mengertahui Keadaan Bagian Dalam Bumi
13
DAFTAR PUSTAKA
http://www.zakapedia.com/2013/03/contoh-penerapan-gelombang-bunyi.html#_
http://muhammadisfanumar.blogspot.com/2014/09/manfaat-gelombang-bunyidalam-kehidupan.html
http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04/manfaat-gelombangbunyi-ultrasonik-penerapan-contoh-aplikasi-sonar-pencitraan-medisterapi-industri-fsika-bumi.html
http://riescaelvy.blogspot.com/2013/11/contoh-makalah-aplikasigelombang-bunyi.html
14
NAMA : RIDHA SETYO KHAIRANI
KELAS : XII MIA 10
GURU PEMBIMBING : NURAFNI NABABAN S.Pd
KATA PENGANTAR
Segala Puji Bagi Allah SWT Tuhan Semesta Alam Yang
Maha
Pengasih Lagi Maha Penyayang yang memberikan nikmat sehingga saya
masih dapat bernafas sampai sekarang dan menyelesaikan makalah ini
sebagaimana yang telah ditugaskan kepada saya.
Dalam makalah ini akan dibahas mengenai penerapan aplikasi
gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari. Pada pembahasan kali ini
adalah khusus untuk mengetahui penerapan gelombang bunyi dalam
kehidupan sehari-hari. Kini gelombang bunyi, terutama ultrasonik banyak
digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Alasan penggunaan gelombang
ultrasonik didasari karena frekuensinya di atas 20.000 Hz sehingga tidak
dapat didengar, panjang gelombangnya sangat pendek dan sedikit
difraksi
sehingga
berkasnya
menyebar
lebih
sedikit,
dan
dapat
mendeteksi benda-benda kecil.
Kemudian tidak lepas dari status saya yang hanyalah manusia
biasa, masih banyak kekurangan dan kesalahan. Sehingga saya minta
maaf apabila ada kekurangan dan kesalahan dalam penulisan makalah
ini. saya berharap makalah ini dapat menambah wawasan serta
pengetahuan kita
Lhokseumawe, 19 Agustus 2015
Penyusun,
Ridha Setyo Khairani
2
DAFTAR ISI
Kata Pengantar.................................................................
2
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang.................................................................................
4
B. Rumusan Masalah............................................................................
4
C. Tujuan..............................................................................................
4
D. Manfaat............................................................................................
4
BAB II PEMBAHASAN.........................................................
5 -11
Kesimpulan.......................................................................
12
Daftra Pustaka..................................................................
13
3
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Didalam kehidupan sehari-hari kita tidak pernah lepas dari bunyi karena alat
indera yaitu telinga yang berfungsi untuk mendengar bunyi. Bunyi merupakan
hasil getaran sebuah benda yang akan menggetarkan udara di sekitarnya dan
akan merambat ke segala arah. Sedangkan gelombang sendiri merupakan
usikan yang merambat,atau getaran yang dirambatkan.
Bunyi adalah salah satu gelombang, yaitu gelombang longitudinal. Adalah
geombang
yang
getarannya.
arah
rambatannya
Gelombang
bunyi
sejajar
merupakan
atau
berimpit
gelombang
dengan
mekanik,
arah
karena
memerlukan medium dalam perambatannya. Sehingga bunyi tidak dapat di
dengar di ruang hampa. Salah satu sifat gelombang bunyi adalah pemantulan.
Gelombang bunyi dapat merambat melalui udara, zat padat atau zat cair sebagai
media perambatannya. Dengan adanya sifat tersebut banyak kejadian yang
telah kita alami sehari-hari terjadi.
Berdasarkan uraian di atas akan dibahas mengenai penerapan aplikasi
gelombang bunyi dala kehidpan sehari-hari.
B. Rumusan Masalah
1. Apa sajakah aplikasi atau penerapan gelombang bunyi dan cahaya dalam
kehidupan sehari-hari?
C. Tujuan
Mengetahui
manfaat,
aplikasi
atau
peranan
gelombang
bunyi
dalam
kehidupan sehari-hari.
D. Manfaat
Menambah
pengetahuan
tentang
ilmu
Fisika,
khususnya
mengenai
penerapan aplikasi gelombang bunyi yang diharapkan dapat mempermudah
pembaca untuk mempelajarinya.
4
BAB II
PEMBAHASAN
Dalam perkembangan dunia pengetahuan sekarang ini, gelombang bunyi
dapat dimanfaatkan dalam berbagai keperluan penelitian. Di bidang industri
misalnya untuk mengetahui cacat yang terjadi pada benda-benda hasil
produksinya, di bidang pertanian untuk meningkatkan kualitas hasil pertanian,
dan di bidang kedokteran dapat digunakan untuk terapi adanya penyakit dalam
organ tubuh.
1. Mengukur kedalaman laut
Untuk mengetahui kedalaman laut yang dangkal mungkin dapat
menggunakan tali atau tambang. Tali yang telah diberi tanda satuan dimasukan
ke laut kemudian dapat diketahui kedalamannya. Akan tetapi apabila untuk
mengukur kedalaman laut dalam akan susah jika hanya menggunakan tambang.
Untuk itu digunakan peristiwa cepat rambat bunyi yang dapat dimanfaatkan
untuk mengukur kedalaman laut. Metode ini mulai muncul sejak terjadi perang
dunia. Para serdadu menggukur kedalaman laut untuk mencari kapal yang
karam. Metode yang telah ada sampai saat ini ada dua macam yaitu:
a. Batu duga(memasukan batu ke dalam laut)
Yaitu sistem pengukuran dasar laut menggunakan kabel yang dilengkapi
bandul pemberat yang massanya berkisar 25-75 kg.
Penggunaan teknik ini
didasarkan pada hukum fsika tentang perambatan dan pemantulan bunyi dalam
air. Isyarat bunyi yang dikeluarkan dari sebuah peralatan yang dipasang di dasar
kapal memiliki kecepatan merambat rata-rata 1600 meter per detik sampai
membentur dasar laut. Setelah membentur dasar laut bunyi dipantulkan dalam
bentuk gema dan ditangkap melalui sebuah peralatan yang juga dipasang di
dasar kapal.
Jarak waktu yang diperlukan untuk perambatan dan pemantulan dapat
diterjemahkan sebagai kedalaman laut. Cara ini dianggap lebih praktis, cepat
dan akurat. Namun kita tidak dapat memperoleh informasi tentang suhu, jenis
batuan dan tanda-tanda kehidupan di dasar laut.
b. Gema suara
yaitu metode pengukuran dasar laut dengan menggunakan alat gema
suara yaitu Echo sounder (sonar) dan Hidrofon. Echo Sounder adalah alat
pengirim suara,
sedangkan hidrofon adalah penerima gema suara. Dasar
5
perhitungan kedalaman laut dengan gema adalah cepat rambat bunyi dalam air
yaitu 1500 m/detik.
Rumus yang digunakan untuk mengukur kedalaman laut:
X = ( X x V) : 2
Keterangan :
X = kedalaman laut (meter)
t = waktu yang dibutuhkan untuk menerima kembali gema suara
setelah
ditembakkan echo
sounder
v = cepat rambat suara dalam air
2. Sonar
Prinsip kerja sonar berdasarkan prinsip pemantulan gelombang ultrasonik.
Alat ini diperkenalkan pertama kali oleh Paul Langenvin, seorang ilmuwan dari
Prancis pada tahun 1914. Pada saat itu Paul dan pembantunya membuat alat
yang dapat mengirim pancaran kuat gelombang bunyi berfrekuensi tinggi
(ultrasonik) melalui air. Pada dasarnya SONAR memiliki dua bagian alat yang
memancarkan gelombang ultrasonik yang disebut transmiter (emiter) dan alat
yang dapat mendeteksi datangnya gelombang pantul (gema) yang disebut
sensor (reciver). Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmiter (pemancar)
yang diarahkan ke sasaran, kemudian akan dipantulkan kembali dan ditangkap
oleh pesawat penerima (reciver). Dengan mengukur waktu yang diperlukan dari
gelombang dipancarkan sampai gelombang diterima lagi, maka dapat diketahui
jarak yang ditentukan. Untuk mengukur kedalaman laut, SONAR diletakkan di
bawah kapal.
Dengan pancaran ultrasonik diarahkan lurus ke dasar laut,
dalamnya air dapat dihitung dari panjang waktu antara pancaran yang turun dan
naik setelah digemakan.
3. Hidropon
Hidropon adalah
transduser energi suara ke energi listrik yang
digunakan di dalam air atau zat cair. Jadi terjadi pergantian energi suara ke
energi listrik. Untuk mengukur kedalaman dasar laut, teknik gema suara
digunakan dengan cara merambatkan gelombang suara dari bawah kapal yang
dipantulkan dengan alat perekam(hidropon) yang diletakkan di dasar lautan. Jika
dasar laut bertekstur kasar maka pemantulan gelombang akan cepat, akan
6
tetapi bila dasar lautan bertekstur lembek, apakah mempengaruhi kecepatan
gelombang atau tidak? Hal ini perlu dikaji lebih lanjut. Jika terbukti tekstur tanah
mempengaruhi kecepatan gelombang maka kemungkinan, hasil pengukuran
kedalaman laut di tanah liat dan batuan yang seharusnya berkedalaman
sama,bisa jadi dalam pengukuran menjadi berbeda.
Alat hidropon juga kemungkinan bisa digunakan untuk mencari gunung
api bawah laut ataupun palung laut. Jika seharusnya dititik A memiliki laut yang
dalam, tetapi dalam pengukuran menjadi dangkal kemungkinan di titik tersebut
terdapat gunung api bawah laut. Namun sebaliknya jika dititik B seharusnya
berlaut dangkal, tetapi dalam pengukuran hidropon tercatat hasil yang dalam,
berarti kemungkinan di daerah tersebut terdapat palung laut yang dalam.
Prinsip kerja hidropon saling berkaitan dengan prinsip kerja Echo Sounder
(Sonar). Echo sounder berfungsi mengirim gelombang bunyi sedangkan hidropon
berfungsi sebagai penangkap gelombang bunyi.
4. Medis
Alat
kedokteran,
misalnya
pada
pemeriksaan
USG
(ultrasonograf).
Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe
di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di
layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor
pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan
dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu
maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak
merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah
pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning
ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati
atau tidak) dan otak.
Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak
yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. Dengan cara ini, pasien
tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan
jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit
kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.
5. Pencitraan Medis
Bunyi ultrasonik digunakan dalam bidang kedokteran dengan menggunakan
teknik pulsa-gema. Teknik ini hampir sama dengan sonar. Pulsa bunyi dengan
7
frekuensi tinggi diarahkan ke tubuh, dan pantulannya dari batas atau pertemuan
antara organ-organ dan struktur lainnya dan luka dalam tubuh kemudian
dideteksi. Dengan menggunakan teknik ini, tumor dan pertumbuhan abnormal
lainnya, atau gumpalan fuida dapat dilihat. Selain itu juga dapat digunakan
untuk
memeriksa
kerja
katup
jantung
dan
perkembangan
janin
dalam
kandungan. Informasi mengenai berbagai organ tubuh seperti otot, jantung, hati,
dan ginjal bisa diketahui.
Frekuensi yang digunakan pada diagnosis dengan gelombang ultrasonik
antara 1 sampai 10 MHz, laju gelombang bunyi pada jaringan tubuh manusia
sekitar 1.540 m/s, sehingga panjang gelombangnya adalah:
λ = v/f = (1.540 m/s) / (106 s-1) = 1,5 × 10-3 = 1,5 mm.
Panjang gelombang ini merupakan batas benda yang paling kecil yang
dapat dideteksi. Makin tinggi frekuensi, makin banyak gelombang yang diserap
tubuh, dan pantulan dari bagian yang lebih dalam dari tubuh akan hilang.
Pencitraan
kemajuan
medis
yang
dengan
penting
menggunakan
dalam
dunia
bunyi
ultrasonik
kedokteran.
Metode
merupakan
ini
dapat
menggantikan prosedur lain yang berisiko, menyakitkan, dan mahal. Cara ini
dianggap tidak berbahaya.
6. Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para
nelayan untuk mengetahui siang dan malam.
7. Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada
siang hari karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat
dibandingkan dengan siang hari.
8. Resonansi sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari.
Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang, gitar,beduk
dan lainnya.
Semua alat musik, baik alat musik yang dipetik, digesek atau ditiup sangat
bergantung pada gelombang berdiri untuk menghasilkan alunan musik yang
begitu indah. Misalnya kita tinjau alat musik petik seperti gitar. Ketika dawai
alias senar gitar dipetik maka dihasilkan gelombang berdiri pada senar tersebut.
Selanjutnya gelombang berdiri pada senar menggetarkan udara disekitarnya
sehingga
dihasilkan
gelombang
bunyi.
gelombang
bunyi
ini
kemudian
8
bergentayangan hingga nyasar di telinga kita dan dirasakan oleh telinga kita
sebagai alunan nada atau musik. gaelombang yang terdapat dalam gelombang
bunyi dawai adalah gelombang berdiri.
Perlu diketahui bahwa gelombang berdiri tidak hanya dialami oleh tali alias
dawai alias senar saja tetapi juga oleh kolom udara sebagaimana terjadi pada
banyak alat musik tiup seperti seruling, terompet dan lain-lain
9. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
Untuk mendeteksi retak dalam struktur logam atau beton digunakanscanning
ultrasonic inilah yang digunakan untuk memeriksa retak-retak tersembunyi pada
bagian-bagian pesawat terbang, yang nanti bisa membahayakan penerbangan
pesawat. Dalam pemerikasaan rutin, bagian-bagian penting dari pesawat discaning secara ultrasonic. Jika ada retakan dalam logam, pantulan ultrasonic dari
retakan akan dapat dideteksi. Retakan ini kemudian diperiksa dan segera diatasi
sebelum pesawat diperkenankan terbang.
10.
Microphone
Siapa yang tidak kenal dengan Piranti Musik yang satu ini ”Microphone”
adalah suatu alat yang bsia mengubah getaran bunyi menjadi getaran Listrik dan
hasilnya akan kita dengar pada speakermelalui Proses suatu alat yaitu Sound
system atau amplifer. Microphone terdiri dari beberapa bagian yaitu :
1. Magnet berbentuk bulat
2. Koker ( Membran)
3. Spull ( Gulungan Kawat Kuninga Halus)
4. Kabel
5. Saklar On of
6. Chasing.
Posisi komponen adalah Seperti ini :
Bagian atas Spull melekat pada membran, Lalu bagian magnet bulat
dikelilingi oleh gulungan spul yang jgua berbentuk bulat, dengan catatan
gulungan spull tidak mengenai dinding magnet. artinya adalah bahwa gulungan
spull bebas bergerak naik turun diantara
dinding magnet (tidak bersentuhan)
Dan spull tersebut tetap mempertahankan posisi awal dibantu oleh koker
(membran) yang telah dilekatkan pada bagian atas Gulungan kawat kuningan
(Spull). Kedua ujung kabel kawat spull dihubungkan dengan kabel yang akan
menyatukan aliran tegangan ke saklar On Of .
9
Cara kerjanya adalah sebagai berikut :
Ketika Microphone Di direct ( Colok) ke Sound/Amplifer, Spull yang berada
didekat dinding magnet akan dialiri tegangan. dan megnet tidak dialiri tegangan.
olehkarena itu, medan magnet yang dihasilkan gulungan spull akan berpadu
dengan medan magneyang dihasilkan magnet berbentuk bulan tersebut. Perlu
kita ingat bahwa Setiap Kawat yang dialiri listrik akan menghasilkan medan
magnet ( Elektromagnetik) . Setelah itu, ketika ada bunyi dari luar ( Suara Kita)
maka membran yang berada diatas magnet bulat yang telah dikelilingi gulungan
kawat kuningan yang melekat pada koker akan bergetar. ini menyebabkan Spull
( gulungan kawat tembaga) akan turut bergetar karena keduanya saling terikat
erat. Setelah itu spull yang bergetar. ini menyebabkan medan magnet yang
telah
dihasilkan
disekitar
dinding
magnet
bergetar
pula.
nah..hal
ini
dimanfaatkan oleh gulungan kawat kuningan (Spull) tadi, Dia menyerap getaran
elektromagnet tersebut dan mengubahnya menjadi getaran listrik yang akan
dialirkan kedalam Sound system. Amplifer. Dan seterusnya amplifer pun
mengubah getaran listrik tersebut menjadi suara melalui Speaker.
11.
Gelombang Radio dan TV
Gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki
frekuensi dalam orde MHz sampai GHz. Gelombang radio dan televisi banyak
dimanfaatkan bidang televisi komunikasi, misalnya: radiophone. Radiofon
(radiophone) merupakan telepon yang tidak
menggunakan
kabel, tetapi
memanfaatkan satelit komunikasi, sehingga gelombang yang dikirim berupa
gelombang radio. Dalam sistem komunikasi gelombang radio sebagai gelombang
pembawa (carrier wave) yang membawa gelombang bunyi dari sumber menuju
penerima.
Ada dua jenis cara membawa gelombang bunyi, yaitu :
1) Modulasi amplitudo (AM)
Modulasi amplitudo adalah suatu teknik dengan cara amplitudo
gelombang radio disesuaikan dengan amplitudo gelombang bunyi dengan
frekuensi tetap.
2) Modulasi frekuensi (FM)
Adalah cara penyesuaian frekuensi gelombang radio dengan frekuensi
gelombang bunyi dengan amplitudo tetap. Sistim FM ini banyak mengurangi
derau (noise) akibat peristiwa kelistrikan di udara, sehingga suara diterima
10
lebih jernih, sehingga stasiun radio sekarang banyak yang pindah dari AM ke
FM.Namun sistem ini memiliki jangkauan terbatas, sehingga dibutuhkan
stasiun-stasiun penghubung (relay) agar jangkauan menjadi lebih luas.
Gelombang Mikro Merupakan gelombang radio dengan frekuensi paling
tinggi, yaitu 3 GHz. Gelombang ini dapat menimbulkan efek pemanasan pada
benda
yang
menyerapnya.
Jadi,
bisa
suatu
makanan
menyerap
radiasi
gelombang mikro, maka makanan tersebut menjadi panas dalam waktu yang
sangat singkat. Kegunaan lain dari gelombang ini adalah pada pesawat radar
(radio Detection and Ranging). Pesawat radar bekerja menggunakan sifat
pemantulan gelombang mikro.
12.
Kamera dan Perlengkapan Mobil
Dua aplikasi sonarberikut ini adalah aplikasi terbaru dalam bidang teknologi.
Pernahkah anda menggunakan sebuah kamera yang dapat mengatur fokusnya
secara otomatis? Sebuah kamera seperti ini pasti menggunakan SONAR.
Gelombang-gelombang ultrasonik dikirim oleh kamera menuju subjek yang
difoto. Setelah gema dari objek kembali ke kamera, kamera menghitung jarak
subjek, dan selanjutnya menyetel fokus yang sesuai dengan jarak ini.
Saat ini tipe SONAR sedang diuji cobakan sebagai suatu alat dari sistem
perlengkapan mobil. Sistem ini akan menggunakan SONAR untuk menghitung
jarak dari sebuah mobil ke objek-objek di dekatnya, seperti pinggiran jalan dan
kendaraan-kendaraan lainnya. Data-data ini terdisplai didepan pengemudi,
sehingga pengemudi dapat menghindari kecelakaan. Pengemudi juga dibantu
sehingga memarkir mobil menjadi mudah dan aman.
13.
Kaca Mata Tuna Netra
Kaca mata tuna netra dilengkapi dengan pengirim dan penerimaultrasonikk
sehingga tuna netra dapat menduga jarak benda yang ada didepannya.
Gelombang ultrasonik dipancarkan frame kaca mata dan mengenai objek
disekitar, gelombang ultrasonik dipantulkan
penerima pada kaca mata.
dan diterima kembali oleh
alat
Ultrasonik berada pada frame kaca mata yang
mengirimkan signal getaran pada telinga tuna netra.
Perlu diketahui bahwa
orang yang tuna netra memiliki pendengaran yang lebih tajam atau sensitif
dibanding orang yang bermata normal.
14.
Penerapan dalam Bidang Industri
11
Dalam dunia industri, dengan menggunakan bor-bor ultrasonik dapat dibuat
berbagai bentuk atau ukuran lubang pada gelas dan baja.
15.
Mengetahui Keadaan Bagian dalam Bumi
Pergeseran tiba-tiba segmen-segmen kerak bumi yang dibatasi zona patahan
dapat menghasilkan gelombang seismik. Ini memungkinkan para ahli geologi
dan geofsika untuk memperoleh pengetahuan tentang keadaan bagian dalam
Bumi dan membantu mencari sumber bahan bakar fosil baru. Ada empat tipe
gelombang seismik, yaitu gelombang badan P, gelombang badan S, gelombang
permukaan Love, dan gelombang permukaan Rayleigh.
Alat yang digunakan untuk mendeteksi gelombang-gelombang ini disebut
seismograf, yang biasanya digunakan untuk mendeteksi adanya gempa bumi.
Seperti semua gelombang, laju gelombang seismik bergantung pada sifat
medium, rigiditas, ketegaran, dan kerapatan medium. Grafk waktu perjalanan
dapat digunakan untuk menentukan jarak stasiun seismograf dari episenter
gempa bumi.
12
BAB III
PENUTUP
Kesimpulan :
Bunyi merupakan hasil getaran sebuah benda yang akan menggetarkan
udara di sekitarnya dan akan merambat ke segala arah.Gelombang bunyi ini di
kumpulkan oleh telinga luar dan digunakan untuk menggetarkan gendang
telinga. Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, karena memerlukan
medium dalam perambatannya.sehingga bunyi tidak dapat di dengar di ruang
hampa.Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal.
Peranan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut :
1. Mengukur kedalaman laut
a. Batu duga(memasukan batu ke dalam laut)
b. Gema suara
2. Sonar
3.
Hidropon
4. Medis
5. Pencitraan Medis
6. Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk
mengetahui siang dan malam.
7. Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena
kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang
hari.
8. Pemanfaatan resonansi pada alat musik seperti seruling, kendang,
gitar,beduk dan lainnya.
9. Mendeteksi retak-retak pada struktur logam
10.Microphone
11.Gelombang Radio dan TV
12.Kamera dan Perlengkapan Mobil
13.Kaca Mata Tuna Netra
14.Penerapan Dalam Bidang Industri
15.Mengertahui Keadaan Bagian Dalam Bumi
13
DAFTAR PUSTAKA
http://www.zakapedia.com/2013/03/contoh-penerapan-gelombang-bunyi.html#_
http://muhammadisfanumar.blogspot.com/2014/09/manfaat-gelombang-bunyidalam-kehidupan.html
http://perpustakaancyber.blogspot.com/2013/04/manfaat-gelombangbunyi-ultrasonik-penerapan-contoh-aplikasi-sonar-pencitraan-medisterapi-industri-fsika-bumi.html
http://riescaelvy.blogspot.com/2013/11/contoh-makalah-aplikasigelombang-bunyi.html
14