A. GETARAN

Gejala getaran banyak dijumpai dalam kehidupan sehari– hari. Senar gitar, beduk, pita suara, bandul, dan mistar merupakan benda– benda yang dapat memperlihatkan gejala getaran. Pada saat senar gitar dipetik , maka senar tampak bergerak ke atas dan ke bawah secara berulang– ulang. Kulit beduk juga
bergerak naik turun secara berulang– ulang bila dipukul. Saat berbicara selaput suara kita bergetar. Apabila diperhatikan dengan cermat, ternyata senar gitar dan kulit beduk bergerak naik turun secara teratur (secara periodik) melewati titik yang sama. Jadi getaran adalah gerak bolak- balik benda secara teratur melalui titik keseimbangan


1. Simpangan dan Amplitudo Getaran


Ketika tarikan dilepas, beban akan bergerak bolak– balik di sekitar titk keseimbangannya. Misalkan, titik keseimbangan kita namai a, titik saat beban berada di bawah titik keseimbangan dinamai b, dan titik saat beban berada di atas titik keseimbangan dinamai c. setelah beban disimpangkan ke bawah sampai titik b, beban melakukan gerakan dari b ke c nelalui a dan dari c kembali ke b melalui a. gerakan ini terjadi secara berulang– ulang. Beban dikatakan melakukan satu kali jika telah melakukan gerak dari b ke c melalui a, kemudian dari c kembali ke b melalui a (b-a-c-a-b)
Jarak beban ke titik setimbang disebut simpangan. Simpangan suatu getaran memiliki jarak dari nol sampai mencapai nilai terbesar. Simpangan terbesar dari suatu getaran disebut amplitudo. Besaran amplitudo sering dilambangkan dengan huruf A. amplitudo getaran beban pada gambar di atas adalah jarak a-b atau jarak a-c


2. Periode Getaran

 



Waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran penuh disebut periode getaran. Periode getaran dilambangkan dengan huruf T. Untuk menentukan periode getaran kita dapat mengukur langsung waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran penuh.

Namun, cara mengukur semacam ini seringkali menimbulkan kesalahan karena satu getaran biasanya berlangsung sangat singkat. Oleh karena itu, biasanya untuk mengukur waktu yang diperlukan benda untuk melakukan sejumlah getaran. Periode getaran dapat dihitung dari waktu yang tercatat dibagi jumlah getaran.



T : periode getaran (sekon)

n : jumlah getaran

t : waktu yang diperlukan untuk n kali getaran (sekon)

Bila pengukuran dilakukan dengan teliti didapatkan bahwa periode tidak bergantung pada amplitudo, artinya berapapun simpangan yang kita inginkan, waktu untuk melakukan satu getaran tetap sama. Misalkan kamu memukul drum atau beduk. Betapa pun kerasnya kamu memukul drum, waktu yang dibutuhkan kulit drum untuk bergetar satu kali tetap sama. Berarti periode tidak bergantung pada simpangan senar atau kulit drum.

3. Frekuensi Getaran

Frekuensi Getaran adalah Banyaknya getaran yang dilakukan benda selama satu sekon. Frekuensi dilambangkan dengan huruf f. Satuan frekuensi adalah getaran per sekon atau sering diberi istilah khusus yaitu Hertz (Hz).



f : frekuensi getaran

n : jumlah getaran

t : waktu yang diperlukan untuk n kali getaran

Menurut definisi, jumlah getaran yang dilakukan benda selama satu sekon disebut frekuensi getaran, dengan demikian kita dapat menentukan frekuensinya jika periode sudah diketahui. Misalkan frekuensi getaran 100 Hz, dan periode 0,01.jika frekuensi dan periode dikalikan, maka diperoleh fT = 100 x 0,01 = 1. jadi, hubungan antara frekuensi dan periode dapat dinyatakan sebagai berikut ;



Dengan demikian, apabila frekuensi getaran diketahui, periodenya juga dapat diketahui. Demikian pula sebaliknya. Frekuensi dan periode bukan besaran yang saling lepas. Perubahan nilai salah satu besaran juga diikuti oleh perubahan nilai besaran yang lainnya.karena periode tidak bergantung dengan amplitudo, maka frekuensi juga tidak bergantung pada ampitudo.

B. GELOMBANG

Gelombang sering kita jumpai dalam kehidupan sehari– hari. Cahaya matahari, bunyi, adalah termasuk gelombang. Permukaan air yang tampak beriak merupakan suatu gejala gelombang. Apabila sebutir kerikil dilempat kepermukaan air kolam yang tenang, maka pada permukaan air kolam timbul getaran. Getaran ini berbentuk lingkaran yang bergerak merambat menjauhi pusat getaran (tempat jatuhnya batu). Getaran yang merambat inilah yang disebut dengan gelombang.

Gelombang dibedakan menjadi 2, yaitu :

1. Gelombang elektromagnetik

Adalah gelombang yang dapat merambat dalam ruang hampa udara.

Contohnya : cahaya matahari, cahaya matahari dapat merambat di ruang hampa hingga sampai kepermukaan bumi secara radiasi.

2. Gelombang mekanik

Adalah gelombang yang memerlukan medium sebagai tempat perambatannya. Contohnya gelombang air, gelombang bunyi, dan gelombang pada slinki. Gelombang air merambat melalui medium, yaitu air. Gelombang bunyi merambat melalui medium, yaitu udara. Gelombang slinki merambat melalui medium, yaitu slinki.

 

GELOMBANG TRANSVERSAL

Gelombang mekanik dapat dibagi menjadi 2 macam, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Pembagian ini didasarkan pada arah rambat gelombang terhadap arah getaran.

1. Gelombang transversal

Adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap arah getarannya.
Perhatikan gelombang tali yang terbentuk bila tali digetarkan naik turun.
Getaran merambat melalui tali dalam bentuk bukit dan lembah gelombang. Bukit dan lembah gelombang terbentuk akibat gaya di dalam tali menentang perubahan bentuk tali. Bila ujung A digerakkan ke atas, maka bagian tali yang ada di dekatnya ikut naik. Gerakan ke atas ini terus berlangsung hingga gaya tidak mampu lagi melawan perubahan bentuk tali. Bila hal ini sudah tercapai, maka tali akan bergerak ke bawah. Demikian pula bila ujung A digerakkan ke bawah, maka bagian tali di dekatnya ikut bergerak ke bawah. Dengan demikian gerak pada salah satu titik pada tali selalu menghasilkan gerak pada titik yang lain.
Selama perambatan gelombang seolah– olah ada suatu gelombang yang berpindah tempat. Padahal sebenarnya tidak ada suatu titik pun pada tali yang berpindah tempat. Apa yang berpindah hanya gerak tali, bukan partikel tali.


 



 

Istilah- istilah yang berkaitan dengan gelombang transversal adalah

  • Simpangan adalah jarak suatu titik pada gelombang terhadap posisi setimbang
  • Gelombang adalah titik tertinggi pada gelombang
  • Dasar gelombang adalah titik terendah pada gelombang
  • Bukit gelombang adalah lengkungan yang berada di atas posisi setimbang
  • Lembah gelombang adalah lengkungan yang berada di bawah posisi setimbang
  • Amplitudo adalah jarak puncak gelombang atau dasar gelombang terhadap posisi setimbang
  • Panjang gelombang () adalah panjang satu gelombang yang terdiri dari satu bukit dan satu lembah gelombang
 

GELOMBANG LONGITUDINAL

2. Gelombang longitudinal

Adalah gelombang yang arah getarannya sejajar dengan arah rambatnya.
Gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan renggangan yang merambat sepanjang slinki.pada gelombang longitudinal tidak terdapat bukit dan lembah gelombang. Panjang satu gelombang untuk gelombang longitudinal terdiri dari satu rapatan dan satu renggangan.




 

 

Periode, Frekuensi, dan Cepat Rambat Gelombang.

Gelombang adalah getaran yang merambat, oleh karena itu pengertian periode dan frekuensi pada gelombang hamper sama dengan pengertian periode dan frekuensi pada getaran.

Gelombang juga memerlukan waktu dalam perambatannya. Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang disebut periode. Periode disini sama artinya dengan selang waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gangguan (getaran). Satuan periode adalah sekon.

Frekuensi adalah gelombang yang terjadi dalam satu sekon. Satuan frekuensi adalah gelombang per sekon atau Hertz (Hz). Sama seperti getaran, periode dan frekuensi gelombang juga memiliki hubungan berikut:



Kecepatan gelombang sering disebut cepat rambat gelombang (v). Waktu yang diperlukan gelombang untuk berpindah sejauh satu panjang gelombang sama dengan satu periode. Dengan kata lain, untuk perpindahan sejauh s = diperlukan waktu t = T. Cepat rambat gelombang memenuhi persamaan berikut :

 



v : cepat rambat gelombang (m/s)

T : Periode Gelombang (s)

: panjang gelombang (m)

f : frekuensi gelombang (Hz)

 

Pemantulan Gelombang

Gelombang dapat merambat dari satu tempat ke tempat yang lain melalui suatu medium. Apa yang terjadi jika gelombang yang merambat menumbuk suatu permukaan keras ??? Saat mencapai dinding, gelombang itu menghilang dan kemudian muncul lagi. Gelombang pantulan ini berlawanan arah dengan gelombang datangnya. Misalkan, jika gelombang datang dari arah kiri dan menumbuk dinding dengan puncak gelombang, maka gelombang pantulnya akan mengarah ke kiri dengan lembah gelombang. Dengan kata lain, gelombang tadi tidak dapat meneruskan perambatannya karena ujung tali terikat.
Gelombang itu akan memantul sebagian atau seluruhnya dengan amplitudo yang tetap besarnya namun berbalik arah. Hal ini terjadi karena pada saat itu mencapai ujung tali, tali menghasilkan gaya aksi yang arahnya ke kanan dan ke atas pada dinding.




Bentuk gelombang tali dengan ujung terikat

 

Sesuai dengan gukum Newton III Newton, gaya aksi itu akan menyebabkan timbulnya gaya reaksi yang sama besarnya namun berlawanan arah (ke kiri dan ke bawah). Akibatnya, gelombang pantulan yang terjadi pun memiliki arah sesuai dengan gaya reaksi.

Bentuk gelombang tali dengan ujung bebas



Sekarang ujung tali tidak terikat di dinding, melainkan terikat secara longgar pada sebuah tiang. Dengan begitu, ujung tali tadi dapat bergerak naik turun secara bebas.
Tentu saja gelombang tali akan terpantulkan. Namun, kali ini bentuk gelombang pantulannya tidak berbalik arah (sama dengan arah gelombang datangnya). Misalkan, jika gelombang datang dari arah kiri dan menumbuk tiang dengan puncak gelombang, gelombang pantulannya akan mengarah ke kiri dengan puncak gelombang juga. Hal ini terjadi karena ujung tali tidak menghasilkan gaya aksi yang arahnya ke atas pada tiang. Ujung tali ikut bergerak ke atas karena terikat longgar pada tiang. Akibatnya, meskipun tali menghasilkan gelombang pantulan, bentuk gelombang pantulannya tidak terbalik.
Pada umumnya gelombang dapat dipantulkan. Contoh pemantulan dapat ditemui di tepi laut. Gelombang yang datang dari tengah laut akan dipantulkan kembali ke tengah laut akan dipantulkan kembali ke tengeh saat mencapai pantai.


 

 

BUNYI

 

Setiap hari, kita dapat mendengar orang- orang bercakap- cakap, burung berkicau, klakson mobil atau kendaraan bermotor, dan sebagainya. Sesuatu yang kita dengar tersebut dinamakan bunyi. Secara umum dapat dikatakan bahwa bunyi adalah sesuatu yang dapat didengar. Contohnya yaitu selama kita berbicara, tenggorokan kita dalam keadaan bergetar. Dengan demikian dapat disimpulkan bahwa bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Benda bergetar yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi.

  1. Cepat Rambat Bunyi
Adalah jarak yang ditempuh bunyi dalam satu detik

Bunyi memerlukan waktu tertentu dalam menempuh suatu jarak. Jika jarak yang ditempuh bunyi s dan waktu yang diperlukan t, cepat rambat bunyi v, dapat dirumuskan

V=s/t

 

V= cepat rambat bunyi (m/s)

s= jarak tempuh bunyi (m)

t= waktu yang diperlukan (s)

  1. Frekuensi Bunyi
Bunyi merambat dalam bentuk gelombang longitudinal. Setiap gelombang selalu mempunyai panjang gelombang, frekuensi atau periode, dan amplitudo gelombang. Dengan demikian, bunyi juga mempunyai besaran- besaran tersebut. Besaran- besaran itulah yang menentukan jenis bunyi. Jika kita memukul bedug atau gendang, kita akan mendengar bunyi bedug. Semakin kuat kita memukul, semakin keras bunyi yang kita dengar. Saat kita memukul bedug lebih keras, getaran yang terjadi juga lebih kuat. Artinya amplitudo getaran yang terjadi lebih besar. Hal ini menunjukkan bahwa kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudonya.

Bunyi dibedakan menjadi 3, yaitu

  • Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya terletak antara 20 Hz – 20.000 Hz. Jadi manusia termasuk audiosonik.
  • Infrasonik adalah bunyi yang memliki frekuensi kurang dari 20 Hz. Contohnya adalah jangkrik dan anjing.
  • Ultrasonik adalah bunyi yang memliki frekuensi lebih dari 20 Hz. Contohnya adalah untuk mengukur kedalaman laut, mendeteksi cacat dan retak pada logam
Diantara bunyi yang dapat kita dengar, ada yang enak didengar dan ada yang tidak enak. Suatu bunyi akan enak didengar jika frekuensinya teratur. Bunyi yang mempunyai frekuensinya teratur disebut nada. Tinggi rendahnya nada tergantung pada frekuensinya, sedangkan kuat lemahnya nada ditntukan oleh amplitudonya. Contoh nada antara lain bunyi alat musik, seperti seruling, gitar, piano, dan biola. Berbagai jenis nada dapat dideteksi (diamati) dengan garputala.Bunyi yang frekuensinya tidak teratur dan tidak enak didengar disebut desah. Contoh desah anatara lain bunyi kaleng yang dipukul- pukul, suara ombak di laut, dan suara bangunan runtuh. Adapun suara desah yang sangat keras disebut dentum, contohnya suara petir.

  1. Resonansi Bunyi
Tahukah kalian, mengapa kayu berongga (kentongan) menghasilkan bunyi yang lebih nyaring (keras) dari pada kayu yang tidak berongga ketika dipukul?

Bunyi yang dihasilkan tersebut akan lebih nyaring lagi jika volum rongga diperbesar. Gejala seperti ini juga terjadi pada alat- alat musik, seperti gitar, seruling, dan gendang. Mengapa gejala seperti itu dapat terjadi? Telah kita ketahui bersama bahwa bunyi merupakan getaran yang merambat dalam bentuk gelombang longitudinal. Getaran tersebut mempengaruhi medium disekitarnya. Artinya, medium yang dilalui bunyi ikut bergetar. Salah satu akibat pengaruh getaran terhadap medium disekitarnya (udara) adalah timbulnya bunyi yang semakin keras. Gejala seperti ini dinamakan resonansi.

Hukum Marsenne

Frekuensi dawai yang bergetar bergantung pada beberapa faktor

  • Panjang dawai; makin pendek dawai, makin tinggi frekensi yang dihasilkan
  • Tegangan dawai; makin tegang dawai, makin tinngi frekuensi yang dihasilkan
  • Massa jenis bahan dawai; makin besar massa jenisnya, frekuensi yang dihasilkan makin rendah
  • Penampang dawai; makin luas penampang dawai, frekuensi yang dihasilkan
makin rendah

  1. Pemantulan Bunyi
Hukum Pemantulan Bunyi

  1. bunyi datang, bunyi pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar
  2. besar sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)
Dalam perambatannya, suatu bunyi mempunyai cepat rambat tertentu. Besarnya cepat rambat tersebut ditentukan oleh medium yang dilalui bunyi. Bunyi yang melalui medium zat padat akan merambat lebih cepat dari pada melalui medium air atau gas. Cepat rambat bunyi yang paling rendah jika bunyi melalui medium udara. Selama melalui medium yang sama, cepat rambat bunyi tetap. Cepat rambat bunyi akan nerubah jika melalui medium yang berbeda.

Berdasarkan jarak antara pendengar dan pemantul, bunyi pantul dapat dibedakan menjadi tiga macam, yaitu

  1. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli
Bunyi pantul dapat memperkuat bunyi asli jika jarak antara pendengar dan bidang pemantul sangat dekat. Karena jaraknya sangat dekat, bunyi asli terdengar secara bersamaan dengan bunyi pantul. Hal ini menyebabkan bunyi pantul memperkuat bunyi asli. Itulah sebabnya, menyanyi dikamar terdengar lebih keras dibandingkan di ruang terbuka dan suara pertunjukan musik di ruang tertutup lebih keras dari pada di lapangan terbuka.

Kuat bunyi yang terdengar tergantung pada empat faktor

  • Amplitudo sumber bunyi
  • Jarak antara sumber bunyi dan pendengar
  • Resonansi
  • Jarak antara pendengar dan dinsing pemantul
  1. Gaung atau Kerdam
Jika kita mengucapkan suatu kata (berteriak) dalam ruangan gedung yang luas (aula), kita akan mendengar kata tersebut kurang jelas. Suku kata yang pertama dan terakhir terdengar jelas, tetapi suku kata tengah kurang jelas terdengar. Hal ini disebabkan sebagian bunyi pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli. Bunyi seperti inilah yang disebut gaung atau kerdam

Gaung atau Kerdam adalah bunyi yangt terdengar kurang atau tidak jelas akibat sebagian bunyi pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli

  1. Gema
Jika kita berteriak di lereng bukit dari jarak yang cukup jauh (lebih dari 150 m) maka kita akan mendengar bunyi dua kali secara berturutan. Bunyi yang pertama merupakan bunyi asli (keras), sedangkan bunyi yang kedua merupakan bunyi pantul. Bunyi seperti inilah yang disebut Gema

Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli.

 


Comments




Leave a Reply