BAHAN AJAR Getaran Gelombang dan Bunyi KELAS VIII DISUSUN OLEH : Ferariani, S.Pd. PPG DALJAB ANGKATAN 3 TAHUN 2023 Universitas Negeri Yogyakarta
01 Daftar Isi 01 Daftar Isi 02 Pendahuluan 02 Kata Pengantar 03 Capaian Pembelajaran 03 Tujuan Pembelajaran Getaran, Gelombang, dan Bunyi 04 Peta Konsep 05 Materi 1 Getaran 08 Aktivitas 1 12 Tes Formatif 1 13 Materi 2 Gelombang 16 Aktivitas 2 17 Aktivitas 3 18 Tes Formatif 2 20 Materi 3 Bunyi 25 Tes Formatif 3 27 Materi 4 Aplikasi Getaran dan Gelombang 30 Kunci Jawaban 31 Penutup 31 Rangkuman 32 Glosarium 33 Daftar Pustaka
02 Kata Pengantar Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga Bahan Ajar IPA "Getaran, Gelombang dan Bunyi" ini dapat terselesaikan. Bahan Ajar IPA "Getaran, Gelombang dan Bunyi" disusun sebagai pelengkap sumber belajar yang telah disesuaikan dengan kurikulum Merdeka. Melalui bahan ajar IPA ini diharapkan peserta didik dapat meningkatkan motivasi belajar IPA di SMP dan kemampuan berpikir kritis peserta didik. Penyusun menyadari bahwa dalam Bahan Ajar IPA "Getaran, Gelombang dan Bunyi" ini masih terdapat banyak kekurangan, oleh karena itu penyusun mengharapkan adanya kritik dan saran yang bersifat membangun dari para Dosen pengampu dan pembaca lainnya Yogyakarta, 29 November 2023 Penyusun PENDAHULUAN Getaran, Gelombang, dan Bunyi
03 Capaian Pembelajaran PENDAHULUAN Pada akhir fase D peserta didik memahami gerak, gaya dan tekanan, termasuk pesawat sederhana. Peserta didik memahami getaran dan gelombang, pemantulan dan pembiasan cahaya termasuk alat- alat optik sederhana yang sering dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari Getaran, Gelombang, dan Bunyi Tujuan Pembelajaran Pertemuan I Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik mampu mengidentifikasi konsep getaran dengan tepat Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik dapat menentukan amplitudo, frekuensi, dan periode dengan tepat Pertemuan II Melalui kegiatan percobaan bandul sederhana secara berkelompok, diskusi dan literasi, peserta didik dapat menghitung frekuensi dan periode getaran dengan tepat Melalui kegiatan diskusi dan literasi, peserta didik mampu menganalisis hubungan antara frekuensi dan periode getaran dengan tepat Melalui kegiatan diskusi dan literasi, peserta didik mampu menganalisis hubungan antara panjang tali dengan frekuensi dan periode dengan tepat Pertemuan III Melalui diskusi dan literasi peserta didik mampu mengidentifikasi ciri gelombang transversal dan longitudinal dengan tepat Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik dapat menentukan amplitudo, jumlah gelombang, dan panjang gelombang dengan tepat Pertemuan IV Melalui kegiatan percobaan sederhana peserta didik dapat menghitung amplitudo, jumlah gelombang, dan panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang dengan tepat Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik mampu menganalisis hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, periode dan cepat rambat gelombang Pertemuan V Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik mampu mendeskripsikan bunyi, frekuensi bunyi, dan karakteristik bunyi Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik mampu menghitung cepat rambat gelombang bunyi Pertemuan VI Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik mampu membedakan bunyi biasa, bunyi pantul, dan resonansi Melalui kegiatan percobaan sederhana peserta didik mampu menghitung persoalan yang berhubungan dengan bunyi pantul dan resonansi Melalui kegiatan diskusi dan literasi peserta didik mampu menyebutkan pemanfaatan bunyi pantul dalam kehidupan sehari-hari
04 Getaran, Gelombang dan Bunyi PETA KONSEP Getaran, Gelombang, dan Bunyi
05 Getaran Materi 1 Sentuhlah pangkal tenggorokanmu saat kamu mengucapkan salam kepada bapak/ibu guru di depan kelas atau saat berbicara dengan kawan. Apakah kamu merasakan sesuatu? Sekarang coba kamu berteriak keras. Apakah kamu merasakan sesuatu yang bergetar? Mengapa saat mulutmu mengeluarkan suara/bunyi, disertai dengan getaran pada tenggorokan? A. Pengertian Getaran Getaran merupakan gerakan bolak-balik suatu benda dalam selang waktu tertentu melalui titik kesetimbangannya. Benda dikatakan bergetar dalam satu kali getaran penuh apabila benda bergerak dari titik awal dan kembali lagi ke titik awal tersebut. Contohnya, ada sebuah bandul. Awalnya bandul itu diam di titik kesetimbangannya. Titik kesetimbangan adalah titik di mana benda akan berada di posisi diam apabila tidak diberi gangguan atau gaya. Nah, yang dinamakan satu kali getaran penuh adalah saat benda bergerak dari titik AB-C-B-A atau dari titik C-B-A-B-C (bolak-balik). Simpangan terjauh pada bandul yaitu pada titik A atau titik C. Simpangan terjauh disebut dengan amplitudo. Jika kita lihat pada gambar di atas, amplitudo pada bandul adalah jarak BC atau jarak BA. Titik B merupakan titik setimbang, jarak dari titik B pada selang waktu tertentu disebut simpangan. Getaran, Gelombang, dan Bunyi
06 Getaran, Gelombang, dan Bunyi B. Besaran Fisika pada Benda yang Bergetar Untuk getaran pada pegas, keadaan diam sebuah pegas yang diberi beban Dapat dilihat seperti gambar A. Pegas mengalami satu getaran apabila bergerak secara naik turun. Gerakan satu getaran ditandai dengan benda bergerak dari P – Q – P – R – P. Jika kita lihat pada gambar di atas, amplitudo pada bandul adalah jarak RP atau jarak PQ. Gerakan P – Q = ¼ getaran Gerakan P – Q – P = ½ getaran Gerakan P – Q – P – R = ¾ getaran Periode (T) Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran. Satuannya adalah detik (sekon). Frekuensi (f) Banyaknya getaran yang terjadi dalam tiap satuan waktu tertentu. Satuannya adalah 1 per detik atau hertz (Hz). Simpangan (x) Jarak antara kedudukan benda yang bergetar dengan titik kesetimbangan. Satuan internasionalnya adalah meter. Amplitudo (A) Simpangan maksimum atau simpangan terjauh dari titik kesetimbangan.
07 Getaran, Gelombang, dan Bunyi C. Rumus Keterangan : T = peride getaran (s) f = frekuensi getaran (Hz) n = jumlag getaran t = waktu (s) Hubungan antara frekuensi dan periode Contoh Soal
08 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Mari Beraktivitas! Peserta didik dapat menghitung frekuensi dan periode getaran dengan tepat Menganalisis hubungan antara frekuensi dan periode getaran dengan tepat Menganalisis hubungan antara panjang tali dengan frekuensi dan periode dengan tepat Tujuan Pembelajaran Stimulus Amatilah video melalui link berikut dengan seksama! Rumusan Masalah Setelah kalian menyaksikan video, pertanyaan apa yang muncul pada benak kalian? ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................... Pengumpulan Data Alat dan Bahan 1.Statif 2.Tali 3.Bandul beban 4.Busur 5.Penggaris 6.Stopwatch pada Hp Lembar Kerja Peserta Didik 1
09 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Cara Kerja 1.Ikat bandul pada salah satu ujung seutas tali. Gantungkan bandul tersebut sehingga membentuk ayunan dengan panjang tali ayunan 10 cm 2. 3.Tarik bandul dengan memberi simpangan 10 derajat Lepas bandul, setelah bandul (stabil) atau kembali ke posisi awal (satu getaran), hidupkan stopwatch. Hitung 5 getaran, matikan stopwatch, catat waktu yang diperlukan di dalam tabel. Jangan lupa ada yang merekam (video) ayunan ini! 4. 5.Ulangi langkah 4 sebanyak tiga kali Catatlah waktu yang diperlukan bandul bergerak bolak-bolak dengan jumlah getaran seperti tercantum pada tabel di bawah! 6. 7.Tuliskan hasil pada tabel pengamatan 8.Ulangi langkah 1-6 untuk panjang tali 20 dan 30 cm Pengumpulan Data Tabel Data Hasil Pengamatan
10 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diskusikan bersama teman dalam kelompokmu mengenai pertanyaan berikut ini! 1 Berapakah nilai frekuensi hasil percobaan untuk ayunan yang memiliki panjang tali 10 cm, 20 cm, dan 30 cm? Jawab : .............................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. 2 Berapakah nilai periode hasil percobaan untuk ayunan yang memiliki panjang tali 10 cm, 20 cm, dan 30 cm? Jawab : .............................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. 3 Coba bandingkan pada panjang tali manakah rerata frekuensi getaran ayunan paling besar? Jawab : .............................................................................................................................. .............................................................................................................................................. 4 Coba bandingkan pada panjang tali manakah rerata periode getaran ayunan paling besar? Jawab : .............................................................................................................................. ............................................................................................................................................. 5 Berdasarkan hasil perhitungan, bagaimana hubungan frekuensi dan periode ? Jawab : .............................................................................................................................. ............................................................................................................................................ 6 Berdasarkan hasil perhitungan, bagaimana hubungan antara panjang tali ayunan dengan frekuensi getaran? Jawab : .............................................................................................................................. ............................................................................................................................................ 7 Berdasarkan hasil perhitungan, bagaimana hubungan antara panjang tali ayunan dengan periode getaran? Jawab : .............................................................................................................................. ............................................................................................................................................ Pengolahan Data
11 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Berdasarkan hasil percobaan dan diskusi, maka kesimpulan yang diperoleh adalah : ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ ........................................................................................................................................................ Ayo presentasikan hasil diskusimu di depan kelas! Verifikasi Kesimpulan
12 1. Perhatikan gambar berikut! Jika bandul bergerak dari A – B – C – B – A – B – C, maka banyaknya getaran yang terbentuk adalah…. A. 1 getaran B. 1,5 getaran C. 1,75 getaran D. 2 getaran 2 Perhatikan gambar! Apabila waktu yang diperlukan untuk berayun dari Q – R = 0,5 s, berapakah periode dan frekuensi ayunan tersebut? A. T = 2 s dan f = 5 Hz B. T = 5 s dan f = 2 Hz C. T = 2 s dan f = 0,5 Hz D. T = 0,5 s dan f = 2 Hz 3 Seorang siswa melakukan percobaan ayunan bandul sederhana, seperti pada gambar berikut! Waktu yang tercatat pada saat bandul bergerak dari titik A – B – C adalah 1 sekon. Kesimpulan yang benar berdasar percobaan tersebut adalah… A. Frekuensi ayunan bandul sebesar 0,5 Hz B. Amplitudo ayunan bandul sebesar 8 cm C. Periode ayunan bandul sebesar 1 sekon D. Periode dan frekuensi ayunan tidak dipengaruhi panjang tali 4 Perhatikan gambar pegas berikut! Jika jarak A-C = 4 cm, dan benda melakukan 10 kali gerakan A-B-C-B-A-B C selama 6 detik, maka frekuensi dan amplitudo getaran adalah …. A. 0,4 Hz dan 2 cm B. 0,4 Hz dan 4 cm C. 2,5 Hz dan 2 cm D. 2,5 Hz dan 4 cm 5 Beban yang massanya sama digantungkan pada seutas tali dan digetarkan dengan simpangan kecil (10°) seperti gambar berikut! Pernyataan yang tepat untuk getaran tersebut adalah A. urutan frekuensi dari terbesar ke terkecil adalah (3) - (1) - (4) – (2) B. ayunan (2) mempunyai periode terbesar dibanding ayunan yang lain C. ayunan (3) mempunyai frekuensi terbesar dibanding ayunan yang lain D. periode terbesar dan terkecil secara berturutan terjadi pada ayunan (3) dan (2) Tes Formatif 1 Getaran, Gelombang, dan Bunyi
13 Gelombang Materi 2 Peristiwa ikut bergeraknya dedaunan pada tepian kolam adalah contoh fenomena perambatan getaran atau yang disebut juga sebagai gelombang. Lebih tepatnya adalah gelombang pada permukaan air. Getaran permukaan air di sekitar yang ditimbukan oleh batu yang tercemplung ke dalam kolam merambat atau menjalar melalui media air hingga mencapai posisi dedaunan. A. Pengertian Gelombang Gelombang adalah suatu gangguan yang merambatkan energi dari satu titik ke titik lainnya. Gelombang juga dapat diartikan sebagai perambatan energi getaran dari satu titik ke titik lainnya. Gelombang dapat dibedakan berdasarkan medium perambatannya dan berdasarkan arah rambatnya. Getaran, Gelombang, dan Bunyi Klasifikasi Gelombang berdasarkan Medium Perambatnya 1. Gelombang Mekanik Gelombang yang membutuhkan medium dalam perambatannya. Contohnya adalah zat padat, zat cair, atau zat gas. 2. Gelombang Elektromagnetik Gelombang yang tidak membutuhkan medium atau perantara dalam perambatannya dan bisa merambat di ruang yang hampa udara. Contohnya adalah cahaya matahari. Klasifikasi Gelombang berdasarkan Arah Rambatnya 1. Gelombang Longitudinal Gelombang yang arah getarannya sejajar atau berhimpit dengan arah rambatnya. Dalam satu gelombang longitudinal terdiri dari satu regangan dan satu rapatan. Contohnya pada gelombang suara di udara. 2. Gelombang Transversal Gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatnya. Contohnya pada gelombang tali.
14 Getaran, Gelombang, dan Bunyi B. Besaran Fisika pada Gelombang Satu gelombang pada gelombang transversal terdiri atas 1 bukit dan 1 lembah. Sedangkan pada gelombang longitudinal terdiri adas 1 rapatan dan 1 renggangan. Simpangan (y) Jarak dari kedudukan benda yang bergetar ke titik kesetimbangannya. Satuan internasionalnnya adalah meter (m). Amplitudo (A) Simpangan terbesar dari suatu benda yang bergetar. Satuan internasionalnnya adalah meter (m). Periode Waktu yang dibutuhkan satu gelombang untuk melewati suatu titik. Frekuensi Banyaknya gelombang yang melewati satu titik dalam suatu satuan waktu. Panjang Gelombang Jarak yang ditempuh oleh satu gelombang. Satuan internasional nya adalah meter (m). Cepat Rambat Gelombang Jarak yang ditempuh gelombang per satuan waktu.
15 Getaran, Gelombang, dan Bunyi C. Rumus Cepat Rambat Gelombang Contoh Soal
16 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Mari Beraktivitas! Tali tambang Apa yang Kita Butuhkan? Apa yang Harus Kamu Lakukan? 1.Letakkan tali tambang di atas lantai! 2.Mintalah temanmu untuk memegang salah satu ujung tali! 3.Berilah usikan pada tali beberapa kali ke arah samping! 4.Amati arah rambat gelombangnya! Apa yang Dapat Kamu Simpulkan? Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan? ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. Pengamatan Gelombang Transversal Apa yang Perlu Kalian Diskusikan? 1. Kemanakah arah rambat gelombang? ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. 2 Apakah arah getar dengan arah rambat gelombang saling tegak lurus? ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................
17 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Mari Beraktivitas! Slinki Apa yang Kita Butuhkan? Apa yang Harus Kamu Lakukan? Letakkan slinki di atas lantai yang licin dan minta temanmu memegang salah satu ujungnya! 1. Gerakkan salah satu ujung slinki dengan cara memberikan dorongan dan tarikan pada slinki! 2. 3.Amati dan gambarkan fenomena yang terjadi pada slinki! Apa yang Dapat Kamu Simpulkan? Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan? ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. Pengamatan Gelombang Longitudinal Apa yang Perlu Kalian Diskusikan? 1. Pada saat kamu mendorong dan menarik slinki, ke arah manakah getaran pada slinki? ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. 2 Kemana arah rambat gelombang? ............................................................................................................................................. ............................................................................................................................................. 3 Apakah arah getar dengan arah rambat gelombang searah? Mengapa? ............................................................................................................................................. .............................................................................................................................................
18 1. Perhatikan gambar berikut! Besarnya amplitudo dan cepat rambat gelombang berturut - turut adalah…. A. 10 cm dan 5 cm/s B. 10 cm dan 10 cm/s C. 20 cm dan 5 cm/s D. 20 cm dan 10 cm/s 2 Sekelompok siswa melakukan percobaan gelombang dengan menggetarkan tali. Hasil percobaan difoto dan diperoleh data sebagai berikut. Waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari P ke Q adalah 6 detik. Setelah selesai melakukan percobaan, sekelompok siswa tersebut menyimpulkan hasil percobaan sebagai berikut : (1) Panjang gelombang adalah 300 cm (2) periode gelombang adalah 6 detik (3) frekuensi gelombang adalah 0,5 hertz (4) cepat rambat gelombang adalah 50 cm/detik Kesimpulan yang benar dari sekelompok siswa tersebut adalah nomor .... A. (1) dan (2) B. (1) dan (3) C. (2) dan (4) D. (3) dan (4) 3 Seorang nelayan sedang mencari ikan menggunakan kapalnya. Ketika berada di laut dia merasakan adanya gerakan naik turun pada kapal yang dinaikinya. Keadaan ini dapat diilustrasikan seperti berikut. Jika kapal bergerak naik turun sebanyak 20 kali selama 5 sekon mengikuti gelombang air laut, besar cepat rambat gelombang tersebut adalah .... A. 25 m/s B. 20 m/s C. 16 m/s D. 8 m/s Tes Formatif 2 Getaran, Gelombang, dan Bunyi
19 4 Gambar berikut menunjukkan ilustrasi sebuah gelombang longitudinal. Jika gelombang longitudinal merambat dari A – B seperti gambar di samping selama 4 detik, besar cepat rambat gelombangnya adalah …. A. 40 cm/s B. 20 cm/s C. 10 cm/s D. 8 cm/s 5 Perhatikan teks informasi berikut. Gelombang Slinky Gelombang adalah getaran yang merambat. Namun arah rambatan sangat mempengaruhi karakteristik dari gelombang tersebut. Pada gambar terlihat bahwa gelombang longitudinal memindahkan informasi ke arah yang sama dengan penjalaran gelombang sehingga slinki tidak berubah bentuk. Slinki gelombang longitudinal membentuk bagian yang rapat (rapatan) dan bagian yang renggang (regangan). Satu gelombang longitudinal ditandai dengan satu rapatan dan satu regangan. Jika cepat rambat bunyi di udara sebesar 340 m/s, frekuensi gelombang yang dibentuk pada slinky adalah …. A. 100 Hz B. 125 Hz C. 340 Hz D. 680 Hz Tes Formatif 2 Getaran, Gelombang, dan Bunyi
20 Bunyi Materi 3 Gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik, yaitu gelombang yang merambat melalui medium perantara. Bentuk medium perantara tersebut dapat berupa udara, air, atau benda padat. Syarat suatu bunyi dapat terdengar oleh pendengar adalah jika terdapat sumber bunyi dan ada medium perantara (seperti udara, air, dsb). A. Pengertian Bunyi Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang arah rambatnya sama dengan arah getarnya. Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Getaran, Gelombang, dan Bunyi Syarat Terdengarnya Bunyi 1. Ada sumber bunyi 2. Ada medium perantara 3. Ada pendengar Karakteristik Bunyi 1. Bersumber dari benda yang bergetar. 2. Berupa gelombang longitudinal (berupa rapatan dan regangan). 3. Merupakan gelombang mekanik. 4. Bunyi memerlukan medium/zat perantara untuk merambat. 5. Bunyi dapat dipantulkan. 6. Tinggi rendahnya bunyi ditentukan oleh frekuensi. 7. Kuat lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Berdasarkan jenis frekuensinya, bunyi dibagi menjadi : 1 Infrasonik adalah bunyi yang memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz ( < 20Hz ), bunyi ini dapat didengar oleh anjing dna jangkrik. 2 Audiosonik adalah bunyi yang memiliki frekuensi antara 20 Hz – 20.000 Hz, bunyi ini dapat didengar oleh manusia. 4 Ultrasonik adalah bunyi yang memiliki frekuensi lebih dari 20.000 Hz (>20.000 Hz)
21 Getaran, Gelombang, dan Bunyi B. Pemantulan Bunyi Jenis pemantulan bunyi ada dua, yaitu gaung dan gema. Gaung adalah bunyi pantul yang sebagian terdengar bersamaan dengan bunyi aslinya. Sehingga menyebabkan bunyi asli terdengar kurang jelas. Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai. Gema terjadi karena dinding pantulnya mempunyai jarak yang jauh. Contoh peristiwa gema dapat terjadi pada suatu lembah atau gunung. Bunyi dapat memantul apabila mengenai benda memiliki permukaan yang keras dan tidak mudah tertembus oleh gelombang. Contoh benda yang dapat memantulkan bunyi adalah dinding kaca, besi, seng, dinding gua, dan dasar laut. Bunyi pantul ini dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut atau jarak dinding lorong gua. Salah satu pemanfaatannya pemantulan bunyi adalah mengetahui dasar kedalaman laut atau jarak dinding gua. B. Rumus
22 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Resonansi bunyi merupakan peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran yang dihasilkan oleh sumber bunyi. Resonansi bunyi hanya dapat terjadi jika suatu benda memiliki frekuensi alami yang sama dengan frekuensi alami sumber bunyi yang bergetar. Selain benda, udara atau gas di sekitar sumber bunyi juga dapat beresonansi, asalkan memiliki frekuensi alami yang sama dengan frekuensi alami sumber bunyi. Resonansi Bunyi pada Kolom Udara B. Resonansi Contoh Soal
23 Getaran, Gelombang, dan Bunyi B. Rumus Contoh Soal
24 Getaran, Gelombang, dan Bunyi B. Rumus Contoh Soal
25 1 Seorang wanita berteriak meminta tolong kepada orang lain karena tersesat dan berada di antara dua tebing yang tinggi seperti gambar. Saat berteriak wanita tersebut mendengar bunyi teriakan pertama 2 detik dari arah tebing P. Selanjutnya terdengar bunyi teriakan kedua selang 3 detik dari tebing Q. Jika cepat rambat bunyi di udara sebesar 340 m/s, maka selisih jarak P dan Q adalah …. A. 170 m B. 340 m C. 510 m D. 850 m 2 Seorang pemuda berdiri di antara dua tebing tinggi. Pemuda tersebut berteriak sehingga bunyi teriakannya memantul pada tebing A dan B. Jika waktu bunyi pantul dari tebing A ke pemuda = 0,5 sekon, maka waktu pantul oleh tebing B ke pemuda adalah …. A. 0,3 sekon B. 0,6 sekon C. 0,8 sekon D. 1,2 sekon 3 Perhatikan ilustrasi percobaan resonansi garpu tala berikut! Garpu tala A dipukul hingga bergetar yang menyebabkan garpu tala B juga ikut bergetar. Penyebab terjadinya peristiwa tersebut adalah …. A. garpu tala A memiliki frekuensi yang sama dengan garpu tala B B. amplitudo garpu tala A sama dengan amplitudo garpu tala B C. kedua garpu tala beresonansi karena frekuensi tidak sama D. timbre bunyi yang ditimbulkan kedua garpu tala sama Tes Formatif 3 Getaran, Gelombang, dan Bunyi
26 4 Jika bandul C diayun, maka bandul yang turut berayun adalah.... A. A dan B B. B dan D C. A dan E D. D dan E 5 Seseorang melakukan percobaan resonansi seperti gambar berikut! Sebuah garputala digetarkan di mulut tabung sambil mengisi tabung dengan air sedikit demi sedikit. Ketika air mencapai ketinggian 10 cm terdengar suara garpulata sangat keras. Berdasarkan data tersebut jika frekuensi bunyi 440 Hz, maka cepat rambat bunyi adalah … A. 442 m/s B. 420 m/s C. 360 m/s D. 352 m/s Tes Formatif 3 Getaran, Gelombang, dan Bunyi
27 Aplikasi Getaran dan Gelombang dalam Teknologi Getaran, Gelombang, dan Bunyi Materi 4 Getaran dan gelombang memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Berikut beberapa pemanfaatan gelombang dalam teknologi. A. Ultrasonografi (USG) Ultrasonografi (USG) merupakan teknik pencitraan untuk diagnosis dengan menggunakan gelombang ultrasonik. Frekuensi yang digunakan berkisar antara 1-8 MHz. USG dapat digunakan untuk melihat struktur internal dalam tubuh, seperti tendon, otot, sendi, pembuluh darah, bayi yang berada dalam kandungan, dan berbagai jenis penyakit, seperti kanker. Proses pembentukan gambar dari bunyi dilakukan dengan tiga tahapan, yaitu pemancaran gelombang, penerimaan gelombang pantul, dan interpretasi gelombang pantul. Alat USG akan memancarkan berkas gelombang ultrasonik ke jaringan tubuh menggunakan alat pemancar sekaligus penerima gelombang yang disebut transduser. Selanjutnya transduser akan mengubah gelombang yang diterima menjadi sinyal listrik, kemudian dihantarkan menuju komputer. Komputer selanjutnya akan memeroses dan mengubah sinyal listrik menjadi gambar. B. Sonar Sonar (Sound Navigation and Ranging) dapat digunakan untuk menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air. Untuk mengukur kedalaman laut, diperlukan transduser dan detektor. Transduser akan mengubah sinyal listrik menjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke dasar laut. Pantulan dari gelombang tersebut akan menimbulkan efek gema (echo) dan dipantulkan kembali ke kapal, kemudian ditangkap detektor. Gbr 1. Ultrasonografi
28 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Sistem penerima pada kapal akan melakukan penghitungan mengenai jarak objek, dengan menggunakan rumus yang telah kamu pelajari sebelumnya. Selain untuk mengukur kedalaman laut, sonar juga banyak digunakan nelayan modern untuk menentukan lokasi di mana ikan berada, kondisi ombak, dan kecepatan arus air laut. C. Terapi Ultrasonik Terapi ultrasonik merupakan terapi yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk keperluan medis. Metode yang digunakan yaitu dengan memancarkan gelombang dengan frekuensi tinggi (800- 2.000 kHz) pada jaringan tubuh. Beberapa bentuk terapi ultrasonik misalnya terapi fisik yang biasa digunakan untuk menangani keseleo pada ligamen, keseleo pada otot, tendonitis, inflamasi sendi dan osteoartritis. Selain itu, tingginya energi gelombang ultrasonik, juga dapat digunakan untuk memecah endapan batu pada penderita batu ginjal atau yang dikenal dengan lithotripsi. Gbr 2. Mengukur Kedalaman Laut Gbr 3. Terapi Batu Ginjal dengan Gelombang Ultrasonik
29 Getaran, Gelombang, dan Bunyi Pembersih ultrasonik adalah alat yang menggunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi antara 20-400 KHz dan cairan pembersih tertentu (dapat juga menggunakan air biasa), untuk membersihkan suatu benda. Benda-benda yang biasa dibersihkan menggunakan alat pembersih ultrasonik seperti, perhiasan, lensa, jam tangan, alat bedah, alat musik, alat laboratorium, dan alat-alat elektronik tertentu. Pembersih ultrasonik akan menghasilkan gelembung-gelembung cairan pembersih yang terbentuk akibat adanya gelombang ultrasonik bertekanan tinggi. Pergerakan gelembung cairan menghasilkan gaya yang besar untuk melepaskan kotoran seperti debu, minyak, cat, bakteri, dan jamur yang melekat pada suatu benda. Gelembung cairan mampu masuk ke dalam lubang-lubang kecil yang sulit dibersihkan dengan cara biasa, sehingga untuk membersihkannya tidak perlu dilakukan pembongkaran. D. Pembersih Ultrasonik D. Pengujian Ultrasonik Pengujian ultrasonik (ultrasonic testing) merupakan teknik pengujian yang berdasarkan pada penyaluran gelombang ultrasonik pada objek atau material yang diuji. Gelombang yang digunakan memiliki frekuensi sekitar 0,1 - 15 Mhz. Dengan menggunakan teknik pantulan gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke dalam benda, kerusakan pada bagian dalam benda, ketebalan, dan karakteristiknya dapat dideteksi, misalnya kerusakan akibat korosi pada logam. Pengujian ultrasonik banyak dilakukan dalam produksi logam baja dan aluminium, produksi pesawat, automotif, dan industri lainnya. Penggunaan alat uji ultrasonik banyak memiliki keunggulan, antara lain memiliki daya yang tinggi untuk menembus suatu bahan, memiliki sensitivitas yang tinggi, akurat, tidak berbahaya, dan mudah dibawa.
30 Kunci Jawaban Tes Formatif 1 1 B 2 C 3 A 4 C 5 D Tes Formatif 2 1 A 2 D 3 C 4 B 5 C Tes Formatif 3 1 C 2 B 3 A 4 C 5 D Pedoman Penilaian : Jumlah Soal Benar x 20
31 Rangkuman Materi Getaran merupakan gerakan bolak-balik suatu benda dalam selang waktu tertentu melalui titik kesetimbangannya. Benda dikatakan bergetar dalam satu kali getaran penuh apabila benda bergerak dari titik awal dan kembali lagi ke titik awal tersebut. Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran/gelombang yang terjadi di setiap satuan waktu Rumus : Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk suatu benda melakukan 1 getaran/gelombang Rumus : Gelombang adalah suatu gangguan yang merambatkan energi dari satu titik ke titik lainnya. Gelombang juga dapat diartikan sebagai perambatan energi getaran dari satu titik ke titik lainnya Rumus cepat rambat gelombang Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibagi menjadi gelombang mekanis dan gelombang elektromagnetis Berdasarkan arah perambatannya, gelombang dibagi menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal Syarat terdengarnya bunyi : ada sumber bunyi, ada medium perantara, ada pendengar Jenis pemantulan bunyi ada dua, yaitu gaung dan gema. Rumus pemantulan bunyi Resonansi bunyi merupakan peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran yang dihasilkan oleh sumber bunyi. Aplikasi pemanfaatan getaran dan gelombang dalam kehidupan sehari-hari antara lain untuk Ultrasonografi (USG), sonar, terapi ultrasonik, pembersih ultrasonik dan pengujian ultrasonik PENUTUP Getaran, Gelombang, dan Bunyi
32 Glosarium Getaran, Gelombang, dan Bunyi Getaran : gerakan bolak-balik suatu benda dalam selang waktu tertentu melalui titik kesetimbangannya. Frekuensi (f) : banyaknya getaran/gelombang yang terjadi di setiap satuan waktu Periode (T) : adalah waktu yang diperlukan untuk suatu benda melakukan 1 getaran/gelombang Amplitudo : jarak terjauh dari titik yang bergetar dari letak keseimbangannya Gelombang : perambatan energi getaran dari satu titik ke titik lainnya Gelombang transversal : gelombang yang geraknya mengarah berdasarkan arah getaran dan arah rambatnya Gelombang longitudinal : gelombang yang arah getarnya searah dengan arah rambatnya Gaung : bunyi pantul yang datang sebelum bunyi asli selesai dibuat Gema : bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli telah selesai Sonar : sistem yang menggunakan gelombang suara bawah air yang dipancarkan dan dipantulkan untuk mendeteksi dan menetapkan lokasi objek di bawah laut Lamda/ panjang gelombang : panjang satu gelombang Resonansi : getaran dari salah satu benda yang menyebabkan benda lain bergetar
33 Daftar Pustaka Getaran, Gelombang, dan Bunyi Maryana, Okky Fajar Tri dkk. (2021). ILMU PENGETAHUAN ALAM Untuk SMP KELAS VIII. Jakarta : Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi Siswanti, Rini. (2019). PENERAPAN MODEL PEMBELAJARAN DISCOVERY LEARNING UNTUK MENINGKATKAN MINAT BELAJAR DAN HASIL BELAJAR DALAM PEMBELAJARAN IPA SD. Indonesian Journal of Education and Learning Vol. 2/No. 2/April 2019.https://core.ac.uk/download/pdf/228481477.pdf