fis 6 gelombang dan bunyi

Gelombang Dan Bunyi
Pengertian Getaran Dan Persamaan Getaran Harmonis
PENGERTIAN GETARAN
-

Getaran selaras adalah gerak proyeksi sebuah titik yang bergerak melingkar beraturan,
yang setiap saat diproyeksikan pada salah satu garis tengah lingkaran. Gaya yang bekerja pada
gerak ini berbanding lurus dengan simpangan benda dan arahnya menuju ke titik setirnbangnya.

-

Getaran selaras sederhana adalah gerak harmonis yang grafiknya merupakan sinusoidal
dengan frekuensi dan amplitudo tetap.

-

Perioda atau waktu getar (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk melakukan satu
getaran lengkap(detik).

-

Freknensi (f) adalah jumlah getaran yang dilakukan dalam satu detik (Hertz).
Hubungan freknensi dan perioda: f = 1/T

PERSAMAAN GETARAN HARMONIS

Simpangan (y)

y = A Sin θ
= A Sin ω t

Kecepatan (Vy)

Vy = dy/dt
= ωA cos ωt

Percepatan (ay)

ay = dvy/dt
=d2y/dt2
= -ω2A sin ωt

ay = -ω2y

A = ampiltudo
getaran
ω = kecepatan
anguler
w = 2 πf = 2π/T
ymaks = A
(di titik tertinggi )

θ = ωt = 2πt/T
= sudut fase
vy maks = ωA
(dititik terendah/titik setimbang)

ay maks = ω2
(pada saat membalik di titik tertinggi)

Fase, Beda Fase Dan Gaya Penyebab Getaran Harmonis
Fase Getaran : Φ = t/T= θ/360 = θ/2π Tidak bersatuan

Beda Fase : ∆Φ = Φ1 - Φ2 Selisih fase antara due titik yang melakukan getaran selaras
Catatan :
0 s (POB) ; p = s (POT)
- f1 disebut nada atas 1 f2 disebut nada atas 2 dst

Efek Dopler
Efek Doppler menjelaskan peristiwa terjadinya perubahan frekuensi yang terdengar (fp) karena
adanya gerak relatif sumber dan pendengar.
fp = frekuensi pendengar
fs = frekuensi sumber
v = kecepatan bunyi di udara
vp = kecepatan pendengar
vs = kecepatan sumber

fp = fs v ± vp
v ± vs

Ketentuan :
vp ⇒ + → pendengar mendekati sumber
0 → pendengar diam

- → pendengar menjauhi sumber
vs ⇒ + → sumber mendekati pendengar
0 → sumber diam
- → sumber menjauhi pendengar

Gejala Akustik (Intensitas Dan Taraf Intensitas Bunyi)
INTENSITAS BUNYI ( I )
v = kecepatan bunyi di udaravp = kecepatan pendengarvs = kecepatan sumber
Intensitas bunyi (I) adalah jumlah energi bunyi yang menembus tegak lurus bidang per detik.
I = P/A = P/(4πR2)

⇒ I ≈ 1/R²

P = daya bunyi (watt)
A = luas bidang bole (m²
atau cm²)
A = 4πR²
R = jarak suatu titik ke
sumber bunyi

I = 2π² f² A² ρv

⇒ I ≈ A²

I ≈ f²

TARAF INTENSITAS BUNYI (TI)
TI = 10 log (I/lo)
TI mempunyai satuan desibell (dB)
Io = intensitas ambang
Io = 10E-16 watt/cm² pada frekuensi 100 Hz
Batas intensitas dan taraf intensitas yang dapat didengar pada frekuensi 1000 Hz:
10E-16 ≤ I ≤ 10E-4 watt/cm²
0 ≤ TI ≤ 120 dB
Contoh 1 :
Dua buah kawat sejenis masing-masing memiliki panjang L den 2L serta tegangan kawat F dan 4F. Jika
frekuensi nada dasar dalam kawat yang pendek 60 Hz, tentukan frekuensi harmonik kedua dalam
kawat yang lebih panjang !
Jawab:
f = (1/λ)√(F/µ) ⇒ kedua kawat sama (sejenis)

nada dasar pada kawat pendek : (syarat fo ⇒ L = ½ λ)
fo =½ L √(F/µ) = 60 Hz ⇒ F2 = 4F; L2 = 2L
nada kedua pada kawat panjang: (syarat f2 ⇒ L2 = 3/2λ)
f2 = 3/(2 L2) √(F2/µ) = 3/2.1/(2 L2).√(F/µ)
f2 = 3/2.2.1/(2L) √(F/µ) = 3.60 = 180 Hz
Contoh 2 :
Nada dasar yang dihasilkan oleh seutas dawai sama dengan nada atas kedua yang dihasilkan oleh pipa
organa tertutup. Hitung perbandingan panjang pipa organa tertutup terhadap panjang dawai !
Jawab :
Dawai : fO ⇒ Ld = 1/2 λd
λd = 2 Ld
POT : f2 ⇒ LΤ = 5/4λΤ
λΤ = 4/5 LΤ

fo = f2
v/λd = v/λΤ
⇒

1/(2 Ld) = 5 LΤ/4
LΤ/LD = 2⋅5 /4 = 5:2

Contoh 3 :
Kebisingan dari sebuah mesin tik sama dengan 70 dB. Berapa dB kebisingan suatu kantor akibat 100
buah mesin tik ?
Jawab :
Anggap intensitas satu mesin tik = I1
maka intensitas 100 mesin tik = I2 = 100 I1,
Cari penambahan kebisingan akibat 100 mesin tik :
∆TI = 10 log I2/I1 = 10 log 100 I1/I1 = 20 dB
Jadi kebisingan 100 mesin tik adalah : TI2 = TI1 + ∆TI = 90 dB