Getaran, Gelombang dan Bunyi

Pendidikan Guru Sekolah Dasar Universitas Sebelas Maret FIS IKA Getaran, Gelombang, dan Bunyi Agnes Dinar N, Aina Auliyaa, Hasna Rezkya S, Khusnul Khotimah, Puji Rahayu, Roosyida Firdaus A, Suzia Ulhaq

Kata Pengantar Puji Syukur kepada Allah SWT, karena atas rahmat-Nya, penulis dapat menyelesaikan e-book yang berjudul \"Getaran, Gelombang, dan Bunyi\" dengan lancar. E-book ini ditulis untuk membantu pendidik atau guru dan peserta didik untuk memahami materi mengenai getaran, gelombang, dan bunyi. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada berbagai pihak yang sudah membantu sehingga e-book ini selesai dengan sangat baik. Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan e-book ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik membangun untuk perbaikan. Semoga e-book ini dapat bermanfaat bagi penulis dan pembaca. Surakarta, 12 Desember 2022 Penulis i

Daftar Isi ii 1 01 KATA PENGANTAR 9 02 GETARAN 19 03 GELOMBANG 30 04 BUNYI 31 05 DAFTAR PUSTAKA 06 PROFIL PENYUSUN ii

Getaran, Gelombang, dan Bunyi Kendhang merupakan sala h satu jenis alat musik yang sering dimainkan. Saat kita memainkan kendhang, suara yang dihasilkan sampai ke telinga. Ketika tangan kita memukul permukaan kendhang, terdengar bunyi-bunyian yang indah dan merdu. Bagaimana suara merdu kendhang bisa sampai ke telinga Gambar 1. Memukul Kendhang kita? Coba perhatikan ketika kita melempar kerikil ke air kolam yang tenang, bagaimanakah bentuk permukaan air kolam tersebut? Ketika berlibur ke pantai dan memperhatikan ombak di laut, bagaimanakah bentuk ombak tersebut? Gambar 2. Gelombang Gambar 3. Gelombang permukaan air air laut Pertanyaan-pertanyaan di atas bisa terjawab dengan konsep getaran, gelombang dan bunyi. Banyak fenomena di sekitar kita yang merupakan penerapan dari konsep getaran, gelombang, dan bunyi, namun terkadang kita masih belum memahami bagaimana fenomena tersebut bisa terjadi. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 1

Untuk itu kita perlu belajar dan memahami bagaimana konsep getaran, gelombang, dan bunyi. E-book ini menyajikan uraian materi tentang getaran, gelombang, dan bunyi yang ada di sekitar kita. A. Getaran Dalam kehidupan sehari-hari, kita mengenal istilah getaran. Misalnya getaran bumi ketika terjadi gempa bumi, getaran dawai saat bermain gitar, pangkal tenggorokan yang bergetar saat kita berbicara, dan lain sebagainya. Sebenarnya apakah yang dimaksud dengan getaran? Getaran adalah peristiwa gerak bolak-balik sebuah benda terhadap suatu titik kesetimbangan. Untuk lebih memahami apa itu getaran, perhatian ilustrasi berikut ini! Perhatikan kursi ayunan yang diduduki seorang anak pada Gambar 4. Pada saat kursi ayunan tersebut belum disimpangkan, posisi kursi ada di titik O. Titik O ini disebut titik kesetimbangan. Gambar 4. Anak dan kursi ayunan bergerak bolak-balik, melalui titik O. Apabila kursi itu kamu tarik hingga posisi A, lalu kamu lepas, maka kursi tersebut akan bergerak bolak-balik melalui titik-titik A, O, B, O, A, O, dan seterusnya. Kursi ayunan tersebut dikatakan bergetar, dan gerak ayunan ini adalah contoh getaran. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 2

Dalam bahasan getaran, kita mengenal istilah baru, yaitu amplitudo, periode, dan frekuensi. 1. Amplitudo Gambar 4 di atas dapat disederhanakan menjadi Gambar 5 di samping. Titik O adalah titik kesetimbangan. Jarak antara benda yang bergetar dengan titik kesetimbangan disebut simpangan. Misalkan suatu beban yang bergetar berada di posisi C, dan jarak CO adalah 3 cm. Maka simpangan getaran pada saat itu adalah 3 cm. Simpangan terbesar getaran pada Gambar 5 adalah jarak OA A Simpangan Amplitudo B atau OB. Simpangan terbesar ini CO disebut amplitudo suatu getaran. Gambar 5. Bagan Misalnya, jarak OB pada Gambar getaran ayunan. Menujukkan 5 adalah 5 cm. Maka amplitudo apakah jarak OB = OC getaran itu adalah 5 cm. Bagaimana cara yang dapat kamu lakukan untuk memperbesar amplitudo suatu getaran? Tentu saja dengan mengerahkan energimu untuk memperbesar simpangan maksimum beban itu. Jadi amplitudo suatu getaran berkaitan erat dengan dengan energi getaran tersebut. Jika amplitudo suatu getaran besar, maka energi getarannya juga besar. Sebaliknya jika amplitudo suatu getaran kecil, maka energi getarannya juga kecil. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 3

2. Periode Perhatikan lagi bagan getaran ayunan pada Gambar 5. Gerakan beban tersebut akan bergerak melewati titik-titik A, O, B, O, A, O, dan seterusnya. Yang dimaksud dengan satu getaran adalah satu lintasan tertutup, yakni lintasan gerakan yang kembali ke tempat semula. Satu getaran pada Gambar 5 adalah lintasan beban melalui titik-titik A, O, B, O, A, atau O, B, O, A, O, atau B, O, A, O, B. Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran disebut periode, dilambangkan dengan T. Periode diukur dalam satuan sekon. Misalkan untuk melakukan 1 getaran diperlukan waktu 0,5 sekon, maka T = 0,5 sekon. 3. Frekuensi Apabila kamu menggetarkan ujung penggaris yang menjulur melebihi tepi meja beberapa kali dengan panjang yang berbeda-beda, kamu akan melihat bahwa banyaknya getaran setiap sekonnya berbeda-beda pula. Banyaknya getaran yang terjadi setiap Gambar 6. Pada saat sekon disebut frekuensi getaran. Besar terbang sayap-sayang frekuensi getaran ujung penggaris lebah bergetar dengan frekuensi yang cukup tersebut berbeda dengan frekuensi tinggi, hingga kamu sayap lebah pula. dapat mendengar bunyinya. Satuan frekuensi (f) adalah 1/sekon, disebut juga hertz atau Hz, untuk menghormati ilmuwan Jerman Heinrich Hertz. Frekuensi 1000 hertz disebut juga 1 kilohertz atau 1 kHz. Hubungan frekuensi dengan periode suatu getaran adalah: Getaran, Gelombang, dan Bunyi 4

Ayo Melakukan Percobaan! Tujuan: Mempelajari konsep periode dan frekuensi Alat dan Bahan: 1. Paku 2. Batu 3.Benang 50 cm 4. Stopwatch Cara Kerja: 1.Buatlah ayunan sederhana dengan menggunakan batu, paku, dan benang! 2.Berilah simpangan pada batu sejauh 6 cm dari titik kesetimbangan! 3.Lepaskan batu tersebut sehingga terjadi getaran! 4.Catatlah waktu yang diperlukan untuk membuat 5, 10, 15, 20, dan 25 getaran! 5.Catatlah hasil pengamatanmu menggunakan tabel di bawah dan hitunglah periode dan frekuensinya! 6.Bagaimana hubungan antara periode dan frekuensi berdasarkan hasil pengamatan kalian? No Jumlah Getaran Waktu Periode Frekuensi 1. 5 2. 10 3. 15 4. 20 5. 25 Getaran, Gelombang, dan Bunyi 5

Contoh Soal Sebuah beban pada pegas bergetar dengan periode 0,05 sekon. Berapakah frekuensi getaran tersebut? Langkah Pemecahan Masalah 1.Apa yang diketahui? periode (T)=0,05 s 2.Apa yang tidak diketahui? frekuensi (ƒ) 3.Pilih rumusnya: 4. Penyelesaian: = 1/0,05 Hz = 20 Hz Latihan Soal getaran penggaris jika Hitunglah frekuensi sebuah periodenya 0,04 sekon! Periode adalah Mari Menyimpulkan! waktu yang diperlukan Amplitudo untuk melakukan adalah simpangan satu getaran terbesar suatu getaran Frekuensi adalah Getaran adalah banyaknya getaran peristiwa gerak bolak- yang terjadi setiap balik sebuah benda sekon terhadap suatu titik kesetimbangan Getaran, Gelombang, dan Bunyi 6

GAYA PADA GETARAN Telah kita ketahui bahwa benda yang bergetar akan bergerak bolak-balik. Kita telah mengetahui pula bahwa gaya dapat menyebabkan arah gerak Gambar 7. Agar amplitudo ayunan berubah. Gaya seperti apakah anak bertambah besar,orang tua yang menyebabkan benda harus menyesuaikan dorongan bergetar? dengan frekuensi ayunan tersebut. Agar sebuah benda bergetar, maka benda itu harus bekerja gaya pemulih. Gaya pemulih adalah gaya yang selalu mendorong atau menarik benda ke titik kesetimbagannya. Perhatikan getaran balok pada ujung pegas pada Gambar 8. Jika balok berada di kiri titik kesetimbangan, pegas memampat dan mendorong balok ke kanan. Sebaliknya jika balok di kanan titik kesetimbangan, pegas meregang dan menarik balok ke kiri. Gaya pemulih pada pegas yang bergetar ini berupa gaya pegas. Gambar 8. Gaya yang bekerja pada balok yang bergetar : a) Balok pada posisi seimbang b) Ketika pegas teregang, pegas menarik balok c) Ketika pegas mampat, pegas mendorong balok Getaran, Gelombang, dan Bunyi 7

RESONANSI Perhatikan orang yang mendorong anak yang sedang berayun pada Gambar 7. Bagaimanakah dorongan orang itu agar amplitudo ayunan bertambah besar? Orang itu harus mendorong ke arah gerak ayunan dan menyesuaikan dorongannya dengan frekuensi ayunan. Peristiwa semacam ini disebut resonansi. Resonansi adalah turut bergetarnya sebuah benda akibat getaran benda lain. Akibat resonansi berupa besarnya amplitudo getaran benda itu. Peristiwa resonansi berperan penting dalam kehidupan kita. Kamu dapat mendengar bunyi, karena telingamu beresonansi dengan bunyi itu. Pernahkah kamu memutar tuner radio untuk mencari pemancar radio kesukaanmu? Pada saat itu berarti kamu berupaya agar radiomu beresonansi dengan frekuensi pemancar itu. Peristiwa resonansi tidak selalu menguntungkan. Pada tahun 1831 sebuah jembatan gantung di Inggris runtuh karena beresonansi dengan dalam sepatu pasukan yang berbaris di atasnya. Kemudian pada tahun 1940 Jembatan Tahoma di Amerika Serikat runtuh karena beresonansi dengan hembusan angin kencang. Contoh lainnya yakni suara deru pesawat terbang yang dapat membuat kaca pecah. Gambar 9. Runtuhnya Jembatan Tahoma Getaran, Gelombang, dan Bunyi 8

B. Gelombang Apabila kamu menabuh kendhang didekat wadah berlapis plastik yang diatasnya ditaruh segenggam beras maka beras akan bergetar. Mengapa hal itu dapat terjadi ? Gambar 10. Menabuh kendhang Gambar 11. Beras Ternyata, energi getaran yang dihasilkan dari kendhang yang ditabuh dapat merambat, sehingga menyebabkan plastik ikut bergerak. Lalu dalam bentuk apa energi itu merambat? Energi getaran akan merambat dalam bentuk gelombang. Saat merambat, gelombang tidak membawa partikel-partikel medium. Gelombang hanya membawa energi dari satu tempat ke tempat lain. Gambar 12. Getaran atau usikan pada air yang menghasilkan gelombang Coba perhatikan gambar 12. Apabila kamu melemparkan kerikil pada air kolam yang tenang, kerikil tersebut akan menimbulkan usikan atau getaran pada air. Usikan tersebut merambat pada permukaan air dalam bentuk gelombang. Jadi, secara umum gelombang berasal dari sebuah usikan. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 9

Kamu dapat membuat gelombang pada seutas tali tambang seperti gambar 13. Ketika kamu menggerakan ujung tambang yang kamu pegang ke kiri dan ke kanan, sedangkan teman mu menahan ujung tambang yang lain, kamu dapat mengamati bahwa gelombang yang timbul pada tambang akan bergerak ke arah temanmu. Gambar 13. Gelombang pada usikan tali Tambang merupakan tempat merambatnya gelombang tersebut, yang disebut dengan medium. Apakah partikel medium ikut merambat bersama gelombang? Tentu tidak. Tambang hanya akan bergerak bolak-balik pada saat gelombang melintas dan tidak ikut bergerak maju bersama gelombang, tetapi hanya bergetar pada saat gelombang melintas. Gelombang pada tambang itu berasal dari gerak bolak balik atau getaran yang dihasilkan oleh tangan mu. tertemgbneeaJtrtuathmaedwdrbmiaa,aanpdrtigaaasdetptuelalaoaanutmtigunukba.isttaneiaknmeagsnnpimeaayrpdtaguankilelgkaahn Getaran, Gelombang, dan Bunyi 10

KLASIFIKASI GELOMBANG Berdasarkan medium perambatnya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. 1. Gelombang Mekanik Kendhang yang mengahasilkan bunyi, merupakan gelombang bunyi yang meneruskan bunyi dari sumber bunyi ke telinga manusia. Contoh lainnya adalah gempa bumi yang meneruskan energi besar dalam bentuk gelombang yang merambat melalui lapisan bumi. Contoh- contoh gelombang yang telah kita bahas ini membutuhkan medium atau perantara untuk dapat memindahkan energi. Gelombang yang memerlukan medium disebut gelombang mekanik. 2. Gelombang Elektromagnetik Pernahkah kamu melihat cahaya matahari? Cahaya ini dapat melewati ruang hampa, yaitu ruang yang tidak terdapat partikel- partikel benda sebagai mediumnya. Bukankah kita juga dapat melihat cahaya bintang dimalam hari yang jauhnya berjuta-juta Gambar 14. Gelombang cahaya matahari kilometer dalam ruang hampa? Gelombang yang tidak memerlukan medium ini disebut dengan gelombang elektromagnetik. Karena tidak bergantung pada keberadaan partikel-partikel benda, gelombangelektromagnetik dapat menjalar dengan adanya medium ataupun tidak. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 11

Sedangkan berdasar arah perambatnya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal. 1. Gelombang Transversal Arah getar ———-> Arah rambat Gambar 15. Arah getar dan arah rambat gelombang tali Ketika kamu menghentakkan tali secara vertikal sementara ujung yang satunya diikat ke dinding, akan terbentuk gelombang yang menjalar dari ujung yang kamu pegang ke ujung yang diikat di dinding. Arah gelombang tersebut mendatar (horizontal). Arah gelombang ini disebut dengan arah rambat, sedangkan hentakan yang kamu berikan disebut dengan arah getar. Jadi, gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah perambatannya. Misal gelombang pada tali, gelombang permukaan air, dan cahaya. Gambar 16. Skema gelombang transversal Getaran, Gelombang, dan Bunyi 12

Berdasarkan gambar, ada beberapa istilah pada gelombang transversal adalah sebagai berikut : Puncak gelombang = titik b dan f Bukit gelombang = lengkungan abc, efg Lembah gelombang = lengkungan cde Dasar gelombang = titik d Simpul gelombang = titik a, c, e dan g Amplitudo (A) = simpangan terjauh yang diukur dari titik seimbang Panjang gelombang (λ) = jarak antara dua puncak berdekatan Satu gelombang (1λ) = terdiri dari satu bukit dan satu lembah 2. Gelombang Longitudinal Gambar 17. Gelombang longitudinal pada slinki Pada saat kamu mendorong slinki searah dengan panjangnya, gelombang akan merambat ke arah temanmu yang memegang ujung slinki satunya dengan bentuk rapatan dan renggangan. Arah rambatan gelombang yang timbul ternyata searah dengan arah getar yang kamu berikan. Gelombang seperti ini disebut dengan gelombang longitudinal. Jadi, gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sehajat dengan arah rambatnya. Misal gelombang pada slinki dan gelombang bunyi. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 13

Gambar 18. Skema gelombang longitudinal Panjang gelombang longitudinal (λ) adalah sama dengan jarak antara dua rapatan atau dua regangan yang berdekatan. Satu panjang gelombang longitudinal terdiri dari satu rapatan dan satu regangan. Pada saat digetarkan, partikel-partikel slinki tidak ikut merambat bersama gelombang, tetapi hanya bergetar maju mundur saat gelombang melaluinya. Tingkat kerapatan pada pegas mirip dengan amplitudo pada gelombang transversal. Semakin rapat pegasnya, energi gelombangnya juga semakin besar. Contoh dari gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi. Gambar 19. Slinki pegas Getaran, Gelombang, dan Bunyi 14

Berdasarkan amplitudonya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang berjalan dan gelombang diam. 1. Gelombang Berjalan Gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki amplitudo tetap. Artinya, setiap titik yang dilalui gelombang amplitudonya selalu sama besar. Contoh gelombang berjalan adalah gelombang air dan gelombang tali Gambar 20. Gelombang Air Gambar 21. Gelombang Tali 2. Gelombang Diam (Stasioner) Gelombang stasioner adalah perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang amplitudo dan frekuensinya sama tetapi arah rambatnya berlawanan. Titik yang bergetar dengan amplitudo maksimum disebut perut, sedangkan titik yang bergetar dengan amplitudo minimum disebut simpul. Contoh gelombang stasioner adalah gelombang pada senar gitar ketika dipetik. Gambar 23. Senar Gitar Ketika Dipetik 15 Getaran, Gelombang, dan Bunyi

SIFAT GELOMBANG Gelombang memiliki berbagai sifat, antara lain refleksi, refraksi, interferensi, dan difraksi. 1. Pemantulan Gelombang (Refleksi) Pemantulan gelombang adalah perubahan arah rambat gelombang ke arah medium asalnya (dipantulkan) saat mengenai dinding penghalang.emantulan gelombang adalah perubahan arah rambat gelombang ke arah medium asalnya (dipantulkan) saat mengenai dinding penghalang. Gambar 24. Pemantulan Gelombang (Refleksi) 2. Pembiasan Gelombang (Refraksi) Pembiasan gelombang diartikan sebagai pembelokan arah rambat gelombang. Gambar 25. Pembiasan Gelombang (Refraksi) 3. Perpaduan Gelombang (Interferensi) Interferensi gelombang adalah perpaduan gelombang ketika dua atau lebih gelombang tiba di tempat yang Gambar 26. Perpaduan sama pada saat bersamaan. Gelombang (Interferensi) 4. Pembelokan Gelombang (Difraksi) Gambar 27. Pembelokan Difraksi gelombang adalah pembelokan Gelombang (Difraksi) atau penyebaran gelombang jika gelombang melalui celah. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 16

BESARAN GELOMBANG 1. Panjang Gelombang (λ) Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu periode. Pada gelombang transversal dan gelombang longitudinal, panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang memiliki fase gelombang yang sama. Panjang gelombang dilambangkan dengan λ (dibaca: lambda). Dalam Sistem Internasional (SI), satuan panjang gelombang adalah meter (m). 2. Periode Gelombang (T) Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gelombang. Periode dilambangkan T, dan dalam Sistem Internasional (SI), satuannya adalah detik (s). 3. Frekuensi Gelombang (F) Frekuensi adalah jumlah gelombang yang terbentuk selama satu detik. Frekuensi dilambangkan dengan f. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan frekuensi adalah Hertz (Hz). 4. Cepat Rambat Gelombang (V) Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu detik. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v, dan dalam Sistem Internasional (SI), satuannya adalah m/s. Hubungan antara cepat rambat gelombang (v), panjang gelombang (λ), periode (T), dan frekuensi (f) adalah: Getaran, Gelombang, dan Bunyi 17

CONTOH SOAL Perhatikan gambar gelombang transversal di bawah ini! Jika panjang A-D adalah 12 cm dan waktu untuk merambat dari A sampai E adalah 4 s, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut! JAWABAN Getaran, Gelombang, dan Bunyi 18

C. Bunyi Bunyi merupakan gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium pada saat merambat. Bunyi juga termasuk ke dalam gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarannya sejajar. Gambar 28. Otto Von Guericke Seorang ahli fisika berkebangsaan jerman Otto Von Guericke (1602-1806) telah membuktikan bahwa gelombang bunyi merambat memerlukan medium. Percobaan Guericke yaitu dengan memasukkan bel kedalam tabung yang telah divakumkan dengan cara memompa udaranya eluar tabung. Dia menemukan bahwa ketika bel dimasukkan kedalam tabung hampa, bunyi bel tidak dapat terdengar. Hal ini membuktikan bahwa bel dapat terdengar jika ada udara sebagai medium penghantar gelombang bunyi. Dapatkah bunyi merambat pada zat cair? Selain udara sebagai penghantar bunyi, zat cair pun dapat dijadikan medium untuk menghantar bunyi. Perambatan didalam air dapat kamu buktikan langsung ketika kamu sedang menyelam didalam air. Selain pada udara dan zat cair, bunyi dapat merambat pada benda padat. Jadi bunyi hanya tidak merambat pada hampa udara (vakum) Getaran, Gelombang, dan Bunyi 19

SYARAT TERJADI DAN TERDENGARNYA BUNYI 1.Ada sumber bunyi (benda yang bergetar) 2.Ada medium ( zat antara untuk merambatnta bunyi) 3.Ada penerima bunyi yang berada didekat atau dalam jangkauan sumber bunyi KLASIFIKASI GELOMBANG BUNYI 1. Audiosonik (20Hz - 20.000Hz) Merupakan frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh manusia pada umumnya. 2. Infrasonik (<20Hz) Merupakan frekuensi bunyi yang lebih rendah dari 20Hz atau lebih rendah dari yang bisa di dengar oleh manusia (Audiosonik). Beberapa hewan yang mampu merespon gelombang ini adalah gajah, dan ikan paus. Frekuensi ini juga digunakan oleh oleh para geometris dan ahli fisika untuk mendeteksi gempa yaitu dengan alat seismograf. 3. Ultrasonik (>20.000Hz) Merupakan frekuensi yang lebih tinggi dari 20.000Hz. beberapa hewan mampu mendengar frekuensi ini dengan baik. Contohnya Anjing. Hewan ini mampu mendengar sampai 25000Hz. Kucing mampu mendengar sampai 65000Hz, dan lumbalumba mampu mendengar sampai 150000Hz. CEPAT RAMBAT BUNYI Pernahkah kamu melihat petir? Bunyi yang terdengar dan kilatan petir tampak tidak terjadi dalam waktu bersamaan. Sebenarnya, kilatan petir dan bunyinya terjadi secara bersamaan. Mengapa kita melihat petir terlebih dahulu kemudian baru disusul bunyinya? Hal ini berkaitan dengan rambat gelombang. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 20

Gambar 29. Petir Petir terdiri atas dua gelombang, yaitu gelombang cahaya yang berupa kilatannya dan gelombang bunyi. Kedua gelombang ini mempunyai cepat rambat gelombang yang berbeda. Cepat rambat gelombang cahaya lebih bsar daripada cepat rambat gelombang bunyi, sehingga kilatan petir akan lebih dahulu kita lihat kemudian disusul bunyinya. Kecepatan perambatan gelombang bunyi bergantung pada medium tempat gelombang bunyi tersebut dirambatkan dan suhu medium. Berikut adalah tabel cepat rambat di berbagai medium Cepat rambat bunyi didefinisikan sebagai hasil bagi jarak antara sumber bunyi dan pendengar dengan selang waktu yang diperlukan bunyi untuk merambat. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 21

Seperti halnya getaran dan gelombang bunyi memiliki frekuensi, periode dan kecepatan dalam rambatannya serta memiliki panjang gelombang bunyi. Hubungan antara kecepatan, panjang gelombang bunyi, frekuensi, dan periode gelombang bunyi dapat dirumuskan yaitu: KARAKTERISTIK BUNYI 1. Tinggi Rendah dan Kuat Lemahnya Bunyi Saat memainkan alat musik, kamu dapat menentukan tinggi rendahnya bunyi. Pada orang dewasa, suara perempuan lebih tinggi dibandingkan suara laki-laki. Pita suara laki-laki memiliki nada dasar 125 Hz, sedangkan perempuan memiliki nada dasar satu oktaf (dua kali) lebih tinggi yaitu sekitar 250 Hz. Tinggi rendahnya nada ditentukan oleh frekuensi bunyi tersebut. Semakin besar frekuensi bunyi maka akan semakin tinggi nada. Sebaliknya semakin kecil frekuensi bunyi maka akan semakin rendah nada, sedangkan kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Tinggi rendahnya frekuensi senar bergantung pada hal berikut: a. Luas Penampang Senar Semakin kecil luas penampang senar, frekuensi yang dihasilkan semakin tinggi Getaran, Gelombang, dan Bunyi 22

b. Tegangan Senar Semakin besar tegangan senar, frekuensi yang dihasilkan semakin tinggi. c. Panjang Senar Semakin panjang senar, frekuensi yang dihasilkan semakin rendah. 2. Nada Nada adalah bunyi yang memiliki frekuensi yang teratur seperti musik, sedangkan bunyi dengan frekuensi tidak beraturan seperti suara angin atau suara kaleng yang dipukul disebut desah. 3. Warna Bunyi (Timbre) Nada do pada piano terdengar berbeda dengan nada do pada organ, demikian juga suara nyanyian dari dua orang yang berbeda akan terdengar berbeda meskipun dinyanyikan dengan frekuensi dan amplitudo yang sama. warna bunyi ini disebabkan karena keadaan dan bentuk sumber bunyi yang berbeda. 4. Resonansi Resonasi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena adanay suber getar. Syarat terjadinya resonasi adalah frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi sumber getar. Banyak alat musik yang menggunakan resonasi udara. Contohnya : gitar, saksofon, chlarinet, terompet, biola, dan gamelan. setiap alat musik yang memiliki selaput mengalami resonasi terhadap semua getaran baik yang memiliki frekuensi besar maupun kecil. makin tipis suatu selaput, makin mudah untuk beresonasi. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 23

Salah satu selaput tipis yang paling penting adalah selaput gendang telingan. Selaput ini mudah beresonasi dengan segala macam getaran. Selain memiliki keuntungan, resonasi juga mempunyai kerugian. Bunyi yang kuat dapat merusak gendang telinga, memecahkan gelas dan bahkan merobohkan bagunan. 4. Pemantulan Bunyi Gelombang bunyi akan mengalami pemantulan ketika terhalang oleh suatu pembatas. Pembatas gelombang bunyi dapat berupa tembok, tebing, atau pohon-pohon di tepi hutan. HUKUM PEMANTULAN BUNYI Peristiwa pemantulan bunyi selalu mengikuti hukum pemantulan. Hukum pemantulan bunyi menyatakan: 1.Bunyi yang datang, bunyi pantul, dan garis normal selalu terletak pada satu bidang pantul. 2.Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r) Coba perhatikan gambar di bawah ini: Getaran, Gelombang, dan Bunyi 24

MANFAAT PEMANTULAN BUNYI Banyak peralatan yang memanfaatkan pemantulan bunyi. Contohnya: stetoskop, megafon, pengeras suara, dan pipa bicara. Bahkan, hewan seperti kelelawar juga memanfaatkan pemantulan Gambar 30. Pemantulan bunyi pada kelelawar bunyi. Kelelawar boleh dikatakan buta, tetapi dapat mengenal keadaan disekitarnya. Kelelawar mengeluarkan bunyi ultrasonik yang tidak dapat ditangkap oleh telinga manusia. Bunyi tersebut kemudian dipantulkan oleh mangsa atau penghalang di sekitarnya Pemantulan bunyi juga dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut. untuk maksud tersebut, digunakan kapal yang dilengkapi dengan transmiter (sebagai sumber getar) dan hidrofon (sebagai Gambar 31. Pemantulan bunyi alat penerima bunyi pantul). dimanfaatkan untuk mengukur Gelombang yang dipancarkan kedalaman laut oleh transmiter dipantulkan oleh dasar laut, kemudian selang waktu antara pemancaran dan penerima bunyi yang dipantulkan dasar laut dihitung, sehingga kedalaman laut dapat dihitung. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 25

Sumber:www.gurupaud.my.id Contoh Soal Sebuah kapal mengeluarkan gelombang sonar yang kemudian terpantul oleh permukaan bawah laut dalam waktu 5 sekon. Jika cepat rambat gelombang sonar dalam air laut 380 m/s, tentukan kedalaman laut di tempat tersebut! Penyelesaian: Jadi, kedalaman laut tersebut adalah 950 m JENIS-JENIS PEMANTULAN BUNYI 1. Gaung Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. gaung menyebabkan bunyi asli menjadi tidak jelas. Gaung terjadi bila jarak antara sumber bunyi dan dinding pemantul cukup jauh, terutama dalam ruangan besar dan kosong. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 26

Pemantulan yang berulang-ulang dapat mengganggu telinga kita. Kata yang seharusnya bersuku kata tiga kedengarananya menjadi empat atau lima suku. Sementara suku-suku yang berada di tengah menjadi tidak jelas. Perhatikan contoh berikut ini : Bunyi aslinya : se - ri - bu Bunyi pantul : ...se..ri...bu Bunyi yang terdengar : se...............bu Untuk menghindari gaung maka biasnya dinding gedung bioskop, studio, radio, dan TV dilapisi dengan peredam bunyi. Bahan peredam bunyi dapat berupa karton, wol, karet, dan busa. 2. Gema Gema adalah bunyi pantul yang terdengar sesudah bunyi asli. Gema biasa terjadi saat kamu berteriak di lereng gunung atau lapangan terbuka. Saat itu, kamu akan mendengar bunyi pantul yang persis sama dengan bunyi asli dan terdengar setelah bunyi asli. Perhatikanlah contoh gema berikut: Bunyi aslinya : se - ri - bu Bunyi pantul : se - ri - bu Bunyi yang terdengar : se - ri - bu se - ri - bu PROSES TELINGA MENERIMA BUNYI Indera pendengar manusia adalah telinga. Telinga terdiri dari tiga bagian yang terpisah, yaitu telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 27

Perhatikan gambar di bawah ini: Gambar 32. Bagian-bagian telinga Gelombang bunyi dikumpulkan oleh cuping telinga (Auricle) lalu masuk ke dalam telinga luar menggetarkan gendang telinga (Tympanic Membrane) melewati kanal pendegaran (Canal Auditory). Di dalam telinga tengah, getaran-getaran ini dilewatkan melalui tiga buah tulang, yang diberi nama martil (Malleus), landasan (anvil), dan sanggurdi (stirrup). Tingkap oval, dan ketiga tulang tersebut berfungsi sebagai penguat (amplifier) tekanan bunyi. Tekanan bunyi diperbesar kira-kira 60 kali. Tekanan bunyi dari tingkap oval kemudian diteruskan melalui cairan di dalam cochlea, Getaran-getaran cairan di dalam cochlea mempengaruhi beribu-ribu saraf yang mengirim isyarat ke otak kita. Otak kitalah yang mengolah isyarat tersebut dan membedakan berbagai macam bunyi. Getaran, Gelombang, dan Bunyi 28

Ayo Melakukan Percobaan! Frekuensi Nada Pada Senar Tujuan: Mengetahui hal-hal yang mempengaruhi frekuensi senar Alat dan Bahan: Senar Cara Kerja: Gambar 33. Musisi sedang memainkan gitar 1.Petiklah senar gitar nomor 1,3, dan 6 secara bergantian! 2.Dengarkan bunyi yang dihasilkan oleh masing-masing senar! Bagaimana bunyi yang dihasilkan? Semakin tinggi atau rendahkah frekuensinya? Bagaimana hubungan ketebalan tali dawai dengan frekuensi? 3.Perbesar tegangan pada senar nomor 6 dengan cara memutar setelannya, kemudian petiklah dan dengarkan nada yang dihasilkan. Kurangi tegangan senar kemudian petik kembali senar tersebut. Bandingkan bunyi senar yang dihasilkan ketika tegangan ditambah dan dikurangi! Tinggi mana frekuensi nada saat tegangan senar ditambah atau dikurangi? Bagaimana hubungan antara tegangan senar dengan frekuensi? 4.Petiklah senar nomor 6 tetapi dengan menekan kolom nomor 2,3,4 secara bergantian (panjang senar semakin pendek). Bandingkan bunyi yang dihasilkan! Bagaimana hubungan antara panjang senar dengan frekuensi? 5.Simpulkan hasil percobaan yang telah dilakukan! Getaran, Gelombang, dan Bunyi 29

Daftar Pustaka Arfianawati, S. (2016). Model Pembelajaran Kimia Berbasis Etnosains untuk Meningkatkan Kemampuan Berpikir Kritis Siswa. 46-51. Budi, Hanggar Prasetya. (2012). Fisika Bunyi Gamelan : Laras, Tuning, dan Spektrum. ISI Yogyakarta : Yogyakarta Bybee, R. W. (2013). The case for STEM education: Challenges and opportunities. NSTA press Indah. (2017). Implementasi STEM dalam pembelajaran IPA di Sekolah. (1998), 722-731. Sudarmin. (2015). Pendidikan Krakter, Etnosains dan Kearifan Lokal Konsep dan Penerapannya dalam Penelitian dan Pembelajaran Sains. Semarang : Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam UNNES Pujianto, U., Binti Ni'matul Khoir. (2018). Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) Paket B Setara SMP/MTs Kelas VIII Modul Tema 11: Getaran, Gelombang, Bunyi, dan Cahaya Di Sekitarku. Jakarta: Kemendikbud Zubaidah, S., Susriyati, M., Lia, Y., Wayan, I D., Pangestuti, A A., Hamim, P., Mahfudhillah., Robitah, A., Zeina, L., Kurniawati., Rosyida, F., Sholihah, M. (2017). Ilmu Pengetahuan Alam Kelas VIII Semester 2, Jakarta : Kemendikbud Getaran, Gelombang, dan Bunyi 30

Profil Penyusun Agnes Dinar Nugraheni Aina Auliyaa K7120012 K7120016 Hasna Rezkya Salma Khusnul Khotimah Puji Rahayu K7120119 K7120149 K7120205 Roosyida Firdaus Andhini Suzia Ulhaq K7120234 K7120253 Getaran, Gelombang, dan Bunyi 31

Getaran, Gelombang, dan Bunyi E-book ini disusun sebagai sumber belajar tentang getaran, gelombang dan bunyi. Materi yang disusun secara ringkas dan dilengkapi gambar membuat e- book ini lebih mudah dipahami. Apa itu getaran, gelombang dan bunyi? Apa saja jenis dan contohnya? Dan bagaimana hubungan antara ketiganya? Semua pertanyaan tersebut dirangkum dalam e-book ini. Sehingga anda dapat belajar dengan lengkap baik getaran, gelombang dan bunyi dalam satu tempat.