Getaran, Gelombang, dan Bunyi

MODUL FISIKA

GETARAN
GELOMBANG

BUNYI

UNTUK SMP/MTS
KELAS VIII
SEMESTER II

MODUL FISIKA

GETARAN
GELOMBANG

BUNYI

UNTUK SMP/MTS
KELAS VIII
SEMESTER II

Modul Fisika Getaran, Gelombang dan Bunyi Desain Cover
Rahardi Rahmat
Penulis
Indah Ratna Ningsih Desain Isi
Juliana Indah Ratna Ningsih
Rahardi Rahmat
Arif Ramlan Editor
Indah Ratna Ningsih
Pembimbing Rahardi Rahmat
Irnin Agustina Dwi Astuti, M.Pd

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PEMGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS INDRAPRASTA PGRI
JAKARTA
2021

ii

KELAS VIII
SMP/MTS

KATA PENGANTAR

Puji dan Syukur senantiasa kita panjatkan atas kehadirat Tuhan yang Maha Esa, dengan ilmu-Nya
yang Maha Luas, serta kemurahan hati-Nya, hingga modul mengenai “Gelombang, Getaran dan
Bunyi” dapat terselesaikan tepat waktunya. Makalah ini dibuat dalam rangka menyelesaikan tugas
kelompok.
“Tiada gading yang tak retak” Penulis menyadari bahwa tugas ini jauh dari sempurna dan apabila ada
penulisan yang salah, mohon untuk dimaafkan.

Modul ini sangat terbuka dan perlu terus dilakukan perbaikan untuk penyempurnaan. Oleh karena
itu, penulis mengundang para pembaca memberikan kritik, saran dan masukan untuk perbaikan dan
penyempurnaan pada edisi berikutnya. Atas kontribusi tersebut penulis mengucapkan terimakasih.
Sekira cukup disini segala yang penulis sampaikan.

Jakarta, 02 April 2021
Penyusun

ii













KELAS VIII
SMP/MTS

GETARAN, GELOMBANG & BUNYI

GETARAN

Fenomena getaran banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Senar gitar yang dipetik, beduk yang
dipukul, pita suara ketika kita berbicara, dan beban yang diikat pada pegas, adalah contoh benda yang
memperlihatkan gejala getaran. Atom-atom dalam suatu benda juga mengalami getaran. Untuk alasan
pedagogik maka kajian kita tentang getaran akan diawali dengan pengertian getaran itu sendiri, penyebab
terjadinya getaran, dan diakhiri dengan tinjauan khusus tentang gerak harmonik sederhana.

A. Pengertian Getaran

Suatu benda yang mengalami getaran selalu mempunyai posisi kesetimbangan yang stabil. Jika benda
tersebut dijauhkan dari posisi ini dan dilepaskan, akan timbul suatu gaya atau torsi untuk menarik benda
tersebut kembali ke posisi setimbangnya. Akan tetapi, pada saat benda tersebut mencapai posisi
setimbangnya, benda tersebut telah memiliki energi kinetik sehingga melampaui posisi tersebut, berhenti di
suatu tempat pada sisi yang lain, untuk kemudian kembali lagi ke posisi kesetimbangannya. Dari ilustrasi
sederhana ini, kita dapat mendefinisikan getaran sebagai gerak bolak-balik di sekitar titik/posisi
kesetimbangan. Ada beberapa istilah yang akan kita gunakan dalam membicarakan segala macam gerak
osilasi, yaitu amplitudo, periode, frekuensi, dan frekuensi sudut.

Amplitudo getaran yang biasa disimbolkan dengan huruf A merupakan besar perpindahan maksimum
dari titik kesetimbangan.

Periode getaran yang biasa disimbolkan dengan huruf T merupakan waktu yang diperlukan untuk satu
kali getaran/satu siklus.

Frekuensi getaran dengan simbol huruf f adalah banyaknya getaran untuk satu satuan waktu. Satuan SI
untuk frekuensi adalah hertz. 1hertz = 1Hz = 1 getaran/ sekon =1 getaran s -1 . Hubungan antara frekuensi
dengan periode dinyatakan oleh Persamaan 1 f T = (1.1) Frekuensi sudut getaran dengan simbol ω
didefinisikan oleh ω πf = 2 (1.2) Satuan SI untuk frekuensi sudut adalah radian (rad).

B. Gaya Pulih dan Mekanisme Terjadinya Getaran

a) Jika benda berada pada sisi kiri dari posisi kesetimbangan, pegas yang tertekan memberikan gaya ke arah
kanan. Jika benda ada pada posisi kesetimbangan, pegas tidak mengerjakan gaya pada benda. Jika benda di
sebelah kanan titik setimbang, pegas yang teregang akan memberikan gaya ke kiri pada benda.

1

KELAS VIII
SMP/MTS

b) Diagram-diagram benda bebas untuk ketiga posisi benda.
Suatu benda dengan massa m diikatkan pada pegas dan bergerak pada sistem pemandu

horizontal tanpa gesekan sehingga benda hanya bergerak sepanjang sumbu x. Gaya pegas
adalah satu-satunya gaya horizontal yang bekerja pada benda. Resultan gaya dalam
komponen vertikal sama dengan nol.
Jenis Getaran :

Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas.
Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik
dari keadaan setimbang lalu dilepaskan.

Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis.
Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi.

Analisis Getaran
Dasar analisis getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana massa-pegas-peredam kejut.
Struktur rumit seperti badan mobil dapat dimodelkan sebagai "jumlahan" model massa-pegas-peredam kejut
tersebut. Model ini adalah contoh osilator harmonik sederhana.

Getaran bebas tanpa peredam

Gerakan harmonik sederhana sistem benda-pegas

Bila kita menganggap bahwa kita memulai getaran sistem dengan meregangkan pegas sejauh A kemudian
melepaskannya, solusi persamaan di atas yang memerikan gerakan massa. Solusi ini menyatakan bahwa
massa akan berosilasi dalam gerak harmonis sederhana yang memiliki amplitudo A dan frekuensi fn. Bilangan
fn adalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan dinamakan frekuensi alami tak redam.

C. Tinjauan Tentang Gerak Harmonik Sederhana
1. Pengertian Gerak Harmonik Sederhana

Seperti sudah dijelaskan di atas bahwa penyebab benda bergetar adalah karena adanya gaya pemulih yang
bekerja pada benda tersebut. Ketika gaya pemulih berbanding lurus dengan perpindahan dari titik
kesetimbangan, getaran yang terjadi disebut gerak harmonik sederhana. Tidak semua getaran periodik
merupakan gerak harmonik sederhana. Secara umum, gaya pemulih bergantung pada perpindahan dalam cara
yang lebih rumit. Akan tetapi, dalam kebanyakan sistem, gaya pemulih kira-kira sebanding dengan
perpindahan jika perpindahannya cukup kecil.

2

KELAS VIII
SMP/MTS

Artinya, jika amplitudonya cukup kecil, getaran sistem yang demikian akan
mendekati gerak harmonik sederhana. Suatu sistem yang menunjukkan gejala
gerak harmonik sederhana adalah sebuah benda yang terikat ke sebuah pegas,
di mana gaya pulihnya dinyatakan oleh Hukum Hooke F kx =- (1.3) dari
Hukum II Newton: 2 2 d x F ma m dt = = (1.4) Dengan eliminasi Persamaan
(1.3) dan (1.4) diperoleh: 2 2 d x k a x dt m = = - (1.5) Tanda minus berarti
percepatan dan perpindahan selalu memiliki tanda berlawanan.

Berikut beberapa rumus yang terdapat pada getaran yang penting untuk diketahui.

Rumus Priode (T) Rumus Frekuensi (f)

Keterangan:
T = Priode getaran (t)
f = Frekuensi getaran (Hz)
n = Jumlah getaran

3

KELAS VIII
SMP/MTS

Contoh Soal

soal nomor 1
Perhatikan gambar bandul berikut ini!

Waktu yang diperlukan untuk bergetar dari A – B – C – B – A adalah 2 sekon dengan
jarak A – C = 6 cm. frekuensi dan amplitudo getaran bandul tersebut adalah ....
a. 0,5 Hz dan 3 cm
b. 0,5 Hz dan 6 cm
c. 1,0 Hz dan 6 cm
d. 2,0 Hz dan 12 cm

kunci jawaban : "A"

pembahasan soal nomor 1:

berdasarkan soal dapat diketahui bahwa gerakan
A – B – C – B – A = 1 getaran ( n = 1)
t=2s
jarak A – C = 6 cm
maka,
frekuensi dapat ditentukan dengan cara
f = n/t = ½
f = 0,5 Hz
amplitudo (jarak terjauh dari titik kesetimbangan)
amplitudo = jarak A - B
A=½A–B
A=½x6
A = 3 cm

4

KELAS VIII
SMP/MTS

soal nomor 2
Sebuah bandul diayunkan sehingga bergerak bolak-balik seperti gambar
berikut ini!

Bandul menempuh jarak A – B dalam waktu 0,25 sekon. periode dan frekuensi
bandul ayun berturut-turut sebesar ....
a. 0,5 sekon dan 2 Hz
b. 0,5 sekon dan 1 Hz
c. 1 sekon dan 2 Hz
d. 2 sekon dan 0,5 Hz

kunci jawaban : "D"

pembahasan soal nomor 2:
perhatikan pada gambar jarak yang ditempuh dari A – B adalah menempuh 1/8
getaran (satu getaran adalah gerakan dari A – B – C – D – E – D – C – B – A),
sehingga
n = 1/8 = 0,125
t = 0,25 s
periodenya
T = t/n
T = 0,25 / 0,125
T = 2 sekon (perhatikan jawaban D)
frekuensinya
f = n/t
f = 0,125 / 0,25
f = 0,5 Hz

5

KELAS VIII
SMP/MTS

GELOMBANG

Gelombang adalah getaran yang merambat. Gejala gelombang bisa diamati dengan mudah, contohnya
gelombang air laut akibat hembusan angin. Selama merambat, gelombang akan memindahkan energi
tertentu dari satu tempat ke tempat lainnya. Namun demikian, medium perambatan gelombang tidak
ikut pindah.

Macam-macam Gelombang

A. Berdasarkan Medium Rambatannya

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
Gelombang mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat. Artinya, jika tidak
ada medium, gelombang tidak akan pernah terjadi. Hal ini bisa Quipperian lihat pada kasus percakapan
astronot di luar angkasa.Gelombang yang termasuk gelombang mekanik ini adalah gelombang bunyi,
gelombang tali, dan gelombang air laut.
Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak membutuhkan medium untuk merambat.
Artinya, gelombang ini bisa merambat dalam ruang hampa sekalipun. Contoh gelombang elektromagnetik
adalah cahaya, gelombang radio, sinar-X, sinar gamma, inframerah, dan sinar ultraviolet.

B. Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya

Berdasarkan arah getar dan arah rambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya.
Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali, cahaya, seismik sekunder, dan sebagainya. Berikut ini
merupakan contoh gelombang transversal pada tali.

6

KELAS VIII
SMP/MTS

Gelombang longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah
rambatannya. Ciri gelombang ini adalah memiliki rapatan dan renggangan. Contoh
gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi, pegas, dan seismik primer. Berikut ini
contoh gelombang longitudinal pada pegas.

Berdasarkan Amplitudonya
Berdasarkan amplitudonya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu gelombang berjalan dan stasioner.
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.
Gelombang 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.

Besaran-besaran dalam Gelombang
Adapun besaran-bsaran yang tersebut adalah sebagai berikut.

1. Amplitudo (A)
Amplitudo adalah simpangan maksimum gelombang yang memiliki satuan meter (m).

2. Panjang gelombang (λ)
Jika ditinjau dari gelombang transversal, panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak yang
berdekatan atau jarak antara dua lembah yang berdekatan.
Jika ditinjau dari gelombang longitudinal, panjang gelombang adalah jarak antara dua rapatan atau dua
regangan yang saling berdekatan.

3. Frekuensi gelombang (f)
Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang bisa terbentuk setiap detik.

Secara matematis, frekuensi dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
f = frekuensi gelombang (Hz);
n = jumlah gelombang yang terbentuk; dan
t = waktu tempuh gelombang (s).

7

KELAS VIII

4. Periode gelombang (T) SMP/MTS

Periode adalah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menempuh satu

panjang gelombangnya. Periode juga bisa didefinisikan sebagai waktu yang

dibutuhkan gelombang untuk melakukan satu kali putaran. Secara matematis, periode

dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
f = frekuensi gelombang (Hz);
T = periode (s);
n = jumlah gelombang yang terbentuk; dan
t = waktu tempuh gelombang (s).

5. Cepat rambat gelombang
Cepat rambat adalah panjangnya jarak yang ditempuh oleh gelombang tiap satuan waktu. Secara

matematis, cepat rambat gelombang dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
f = frekuensi gelombang (Hz);
T = periode (s);
v = cepat rambat gelombang (m/s); m
λ = panjang gelombang (m).

Sifat-sifat Gelombang

Sifat gelombang adalah karakteristik atau ciri yang melekat pada gelombang. Quipperian tidak akan
menemukan sifat tersebut pada objek selain gelombang. Memangnya, apa saja sih sifat-sifat gelombang itu?

1. Pembiasan (refraksi)
Pembiasan merupakan peristiwa pembelokan arah lintasan gelombang karena melalui dua medium yang
berbeda. Jika medium yang dilalui berbeda, maka indeks bias medium juga berbeda. Perbedaan indeks biasa
inilah yang menyebabkan cepat rambat cahaya berbeda, sehingga seolah-olah ada pembelokan arah lintasan
cahaya. Secara matematis, pembiasan dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:
n = indeks biasa;
c = cepat rambat cahaya di ruang hampa (m/s); dan
v = cepat rambat cahaya di dalam medium tertentu (m/s).

8

KELAS VIII
SMP/MTS

Gejala pembiasan ini pertama kali diteliti oleh Snellius. Dengan demikian, hukum
yang berlaku pada peristiwa pembiasan selalu mengikuti hukum Snellius. Untuk
lebih jelasnya, simak gambar berikut:

Secara matematis, Snellius bisa dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
i = sudut datang;
r = sudut bias;
n1 = indeks bias medium pertama;
n2 = indeks bias medium kedua;
v1 = cepat rambat cahaya di medium pertama (m/s); dan
v2= cepat rambat cahaya di medium kedua (m/s).

2. Difraksi (pelenturan)
Difraksi adalah pelenturan atau penyebaran gelombang saat melalui celah sempit. Contoh difraksi pada

gelombang cahaya adalah terbentuknya rumbai (garis) gelap dan terang pada layar. Contoh difraksi pada
gelombang bunyi adalah saat kamu berada di gang sempit, kamu masih bisa mendengar suara mobil atau
kendaraan lain.
3. Refleksi (pemantulan)

Refleksi adalah perubahan arah rambat gelombang saat bertemu dengan bidang batas dua medium.
Pemantulan ini ternyata mengacu pada suatu hukum yang disebut hukum pemantulan. Adapun pernyataan
hukum pemantulan adalah sebagai berikut.

1.Besarnya sudut datang dan sudut pantul adalah sama.
2.Gelombang datang, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang datar.

9

KELAS VIII
SMP/MTS

4. Dispersi

Dispersi adalah penguraian warna polikromatik (putih) menjadi monokromatik
saat seberkas cahaya dilewatkan melalui prisma. Cahaya polikromatik yang
awalnya berwarna putih akan terurai menjadi merah, jingga, kuning, hijau, biru,
nila, dan ungu. Berikut ini contoh ilustrasinya.

Sinar yang datang dan keluar dari prisma akan membentuk suatu sudut yang disebut sudut deviasi.
Besarnya sudut deviasi antara warna merah dan ungu dirumuskan sebagai berikut.

Interferensi adalah perpaduan antara dua gelombang cahaya. Interferensi bisa diamati dengan jelas jika
berkas kedua gelombang bersifat koheren (amplitudo dan frekuensinya sama dengan fase tetap).
Interferensi dibagi menjadi dua, yaitu interferensi konstruktif (menguatkan) dan destruktif (melemahkan).
Ilustrasi keduanya bisa Quipperian lihat di gambar berikut

10

KELAS VIII
SMP/MTS

6. Efek Doppler
Efek Doppler adalah efek berubahnya frekuensi bunyi akibat adanya kecepatan
relatif antara sumber dan pengamat. Secara matematis, efek Doppler
dirumuskan sebagai berikut.

7. Polarisasi
Polarisasi adalah terserapnya sebagian arah getar gelombang. Hal itu menyebabkan gelombang keluaran
hanya memiliki satu arah saja. Gejala polarisasi ini hanya bisa terjadi pada gelombang transversal.
Perhatikan contoh polarisasi berikut ini.

11

KELAS VIII
SMP/MTS

Contoh Soal

Soal No. 1
Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika frekuensi gelombang adalah 50 Hz,
tentukan panjang gelombangnya!

Pembahasan
Data:
ν = 340 m/s
f = 50 Hz
λ = ...........

λ=ν/f
λ = 340 / 50
λ = 6,8 meter

Soal No. 2
Periode suatu gelombang adalah 0,02 s dengan panjang gelombang sebesar 25 meter. Hitunglah
cepat rambat gelombangnya!

Pembahasan
Data soal:
Periode T = 0,02 s
Panjang gelombang λ = 25 m
Cepat rambat ν =.........

λ=Tν
ν=λ/T
ν = 25 / 0,02
ν = 1250 m/s

12

KELAS VIII
SMP/MTS

Soal No. 3
Perhatikan gambar berikut!

Tentukan frekuensi gelombang jika cepat rambatnya adalah 400 m/s

Pembahasan
Data
ν = 400 m/s
dari gambar:
panjang gelombang λ = 4 m

f=ν/λ
f = 400 / 4
f = 100 Hz

Soal No. 9
Bandul ayunan sesuai gambar bergerak dari A ke C. memerlukan waktu 1/40 detik.

Periode ayunan ini adalah....detik
A. 1/10
B. 1/20
C. 1/80
D. 1/60
(Soal Ebtanas 1999)

Periode ayunan pada gambar di atas adalah waktu yang diperlukan dari A ke C ditambah
waktu dari C ke A. Sehingga:
T = 1/40 + 1/40
T = 2/40
T = 1/20 detik

13

KELAS VIII
SMP/MTS

BUNYI

Bunyi adalah sesuatu yang ditimbulkan akibat ada benda yang bergetar
atau digetarkan. Rambatan bunyi merupakan rambatan gelombang. Bunyi
merupakan gelombang longitudinal yang berasal dari getaran sumber
bunyi yang merambat melalui medium.

Frekuensi getaran yang dihasilkan sumber bunyi sama dengan
frekuensi gelombang bunyi. Di dalam rambatan bunyi terjadi perpindahan
energi dari satu tempat ke tempat lain.

Apa Itu Gelombang Bunyi?
Kamu tentu sudah belajar mengenai gelombang, betul? Nah, bunyi termasuk ke dalam gelombang
longitudinal dan gelombang mekanik. Kenapa Gelombang longitudinal? Karena, arah rambat bunyi
itu searah. Dan dikatakan sebagai gelombang mekanik, karena bunyi membutuhkan medium
perambatan. Jadi, sebelum sampai ke telinga kita, bunyi yang berasal dari sumber bunyi tersebut
akan merambat terlebih dahulu di udara ataupun air.
Syarat bunyi dapat didengar ada 3: sumber bunyi, medium perambatan, dan pendengar
Medium perambatan bunyi yang paling umum itu udara. Misalnya, temenmu lagi curhat sama
kamu, kamu bisa dengar curhatan temen kamu itu karena bunyi/suara yang dia katakan merambat
lewat udara. Bayangkan kalau kalian berdua curhatannya lagi di tempat kedap udara, suara temen
kamu itu tidak akan bisa kamu dengar.

Klasifikasi Bunyi

Tahukah kamu kalau normalnya kita hanya bisa mendengar bunyi di rentang frekuensi 20 – 20.000 Hz?
Yap, jadi gelombang bunyi juga ada rentang frekuensinya gitu, guys. Nah, bisa kita lihat rentangnya di
bawah ini.

Infrasonik: bunyi yang memiliki frekuensi < 20 Hz. Normalnya, manusia tidak bisa mendengar bunyi
ini. Yang bisa mendengar bunyi ini adalah hewan seperti anjing, jangkrik, gajah, hiu, dan laba-laba.
Selain itu, bunyi infrasonik juga dimanfaatkan oleh seismometer untuk mendeteksi gempa bumi.
Audiosonik: bunyi yang memiliki frekuensi di kisaran 20 – 20.000 Hz. Nah, bunyi inilah yang bisa
didengar oleh manusia.
Ultrasonik: bunyi yang memilki frekuensi > 20.000 Hz (20 KHz). Wah, tinggi banget frekuensinya!
Berhubung bunyi ini sangat tinggi, jadi kita tidak bisa mendengarnya, guys. Yang bisa mendengar
bunyi ini adalah kelelawar dan lumba-lumba. Selain itu, bunyi ini juga dimanfaatkan untuk USG
(ultrasonografi) yang digunakan untuk mendiagnosa janin di dalam kandungan.

14

KELAS VIII
SMP/MTS

Dalam kehidupan sehari-hari manusia berkomunikasi hampir selalumenggunakan bunyi (suara).
Dalam hal ini, bunyi atau suara yang dimaksud adalahbunyi yang keluar dari organ mulut sehingga
menghasilkan serangkaian bunyi dalambentuk kata-kata yang bermakna. Dengan demikian bunyi
merupakan sesuatu yangsangat penting bagi kehidupan kita. Bagaimanakah bunyi dapat terjadi?
Ikutilahkegiatan di bawah ini. Jika kita pegang tenggorokan kita pada saat bersuara, maka terasa
getaran padatenggorokan tersebut.

Gambar 16.1 Tenggorokan bergetar saat berbicara
Bila garpu tala dibunyikan, kemudian kita sentuhkan ke jari tangan akan kitarasakan getaran pada
jari tangan kita.Dari kegiatan tersebut dapat disimpulkan:

Gambar 16.2 Garpu tala bergetar menghasilkan bunyi
Bunyi dihasilkan oleh sumber bunyi yang merambat di udara dalam bentukgelombang longitudinal.
Gambar 16.3 Rambatan bunyi di udara berbentuk gelombang longitudinal

15

KELAS VIII
SMP/MTS

Syarat Terdengarnya Bunyi
Bunyi dikatakan ada jika memenuhi tiga syarat sebagai berikut.

1. Harus ada sumber bunyi
Sumber bunyi adalah benda atau alat yang dapat mengeluarkan bunyi. Contoh:

dawai (senar), seruling, genderang, gong, dan petasan.

2. Harus ada zat perantara

Gelombang bunyi termasuk gelombang mekanik, jadi untuk merambat

memerlukan zat perantara. Zat perantara bunyi dapat berupa zat padat, zat cair,

dan gas (udara). Bunyi merambat paling cepat di dalam zat perantara zat padat dan

paling lambat di dalam zat perantara zat gas (udara).
3. Harus ada pendengar

Karakteristik Gelombang
Bunyi

Cepat rambat bunyi berbeda-beda tergantung jenis material media rambatnya. Besar cepat rambat
bunyi juga dipengaruhi oleh temperatur, khususnya jika media rambatnya adalah gas. Contohnya, cepat
rambat bunyi di udara pada suhu normal sebesar , namun cepat rambat bunyi di udara pada suhu 00C
hanya sebesar .
Karena cepat rambat bunyi di berbagai media rambatnya berbeda, maka notasi atau persamaan untuk
mencari cepat rambat bunyi juga berbeda.

Efek Dopler

Efek Dopler adalah peristiwa naik atau turunnya frekuensi gelombang bunyi yang terdengar penerima
bunyi ketika sumber bunyi bergerak mendekat atau menjauh. Contoh efek Dopler dapat dilihat pada
gambar dibawah. Pada saat sumber suara diam, kedua penerima mendengar besar frekuensi yang sama.
Saat sumber suara bergerak, salah satu penerima mendengar frekuensi yang lebih besar dari
sebelumnya dan penerima lain mendengar frekuensi yang lebih kecil dari sebelumnya.

16

KELAS VIII
SMP/MTS

Sifat-sifat Gelombang Bunyi

Ternyata bunyi itu memiliki sifat-sifat tertentu. Berikut ini beberapa sifat bunyi:

1. Bunyi merambat memerlukan medium
Perambatan bunyi dapat terjadi lewat medium, baik padat cair atau gas.
Namun bunyi tidak dapat merambat di ruang hampa, karena tidak ada medium di ruang
hampa.

.
2. Bunyi dapat dibiaskan.

Pasti kamu pernah mendengar suara petir. Jika didengarkan lebih seksama suara petir di
malam hari lebih keras daripada siang hari.
Pada siang hari udara di permukaan lebih panas dibandingkan di malam hari. Akibatnya
kerapatan udara di siang hari jadi lebih renggang dibandingkan pada malam
hari.Perbedaan kerapatan udara inilah yang menyebabkan bunyi dapat dibiaskan.

3. Bunyi dapat dipantulkan.
Pantulan bunyi terjadi ketika bunyi mengenai suatu penghalang sehingga dapat terjadi
gema ataupun gaung. Gema adalah bunyi pantul yang terdengar jelas. Contoh gema, ketika
kita berteriak di pinggir tebing nanti akan terdengar dengan jelas. Gaung adalah bunyi
pantul yang terdengar kurang jelas. Contoh gaung, kita berteriak di dalam goa atau di
dalam sebuah ruangan. Biasanya kita akan mendengar suara-suara tidak jelas.

Cepat Rambat Bunyi

Bunyi merambat dari suatu tempat ke tempat lain memerlukan waktu. Semakin jauh jarak
yang ditempuh oleh bunyi semakin lama waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak
tersebut. Bila kita melihat orang yang memukul kentongan dari kejauhan, kita akan
mendengar bunyi kentongan setelah beberapa saat pemukul kentongan diangkat dari
kentongan.
Untuk merambat dari suatu tempat ke tempat yang lain, bunyi memerlukan waktu. Cepat
rambat bunyi adalah perbandingan antara jarak yang ditempuh bunyi dan selang waktunya.

v=λxf

Dengan keterangan :
v = cepat rambat bunyi (m/s)
λ = panjang gelombang bunyi (m)
f = frekuensi bunyi (Hz)

17

KELAS VIII
SMP/MTS

Cepat rambat bunyi di Udara
Cepat rambat bunyi di udara diselidiki oleh Mool dan Van Beek. Ilmuwan
berkebangsaan Belanda. Dalam percobaannya, mereka menggunakan sumber
bunyi meriam yang ditempatkan pada puncak-puncak gunung yang terpisah pada
jarak 17 km. Dari hasil percobaannya ternyata cepat rambat bunyi di udara
dipengaruhi 2 faktor, yaitu: a. suhu udara b. berat molekul udara Cepat rambat
bunyi pada suhu yang sama tetapi pada zat yang berbeda ternyata berbeda. Tabel
berikut menyajikan cepat rambat bunyi dalam berbagai zat pada suhu 20oC

Batas Pendengaran Manusia

Bila penggaris pada gambar A digetarkan kita tak dapat mendengar getarannya, sedangkan bila
penggaris pada gambar B digetarkan kita dapat mendengar getarannya. Dari percobaan tersebut
menunjukkan bahwa ada bunyi yang tidak dapat didengarkan oleh manusia dan ada bunyi yang dapat
didengarkan oleh manusia. Berdasarkan hasil penelitian, telinga manusia hanya dapat mendengar bunyi
yang frekuensinya antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Bunyi dengan getaran antara 20 Hz sampai 20.000
Hz dinamakan audiosonic. Bunyi dengan getaran kurang dari 20 Hz dinamakan infrasonic (infra =
bawah, sono = bunyi). Beberapa binatang yang dapat mendengar bunyi infra antara lain jengkerik dan
anjing. Bunyi dengan getaran lebih dari 20.000 Hz dinamakan ultrasonic (ultra = lebih, sonic = bunyi).
Beberapa binatang yang dapat mendengar bunyi ultrasonik antara lain kelelawar dan lumba-lumba.

Kegunaan ultrasonik antara lain sebagai berikut. a. Untuk kelelawar, bunyi ultrasonik digunakan sebagai
alat kontrol agar kelelawar terhindar dari tabrakan dengan benda-benda di depannya, dengan jalan
kelelawar selalu memancarkan gelombang-gelombang ultra sonik pada waktu terbang. Jika kelelawar
menangkap kembali bunyi ultra soniknya berarti di depannya terdapat halangan dengan demikian ia
terhindar dari tabrakan. b. Dalam bidang kedokteran Ultrasonik digunakan untuk mempelajari bagian-
bagian dalam tubuh yang tidak boleh terkena sinar X, misalnya janin dalam kandungan. c. Dalam
bidang industri Ultrasonik digunakan untuk menemukan keretakan bagian dalam dari sambungan
logam, mengaduk campuran susu agar homogen, memusnahkan bakteri pada makanan yang diawetkan
dalam kaleng.

Nada

Nada adalah bunyi yang frekuensinya tertentu dan teratur serta enak didengar. Nada dapat dihasilkan
oleh alat-alat musik misalnya piano, gitar, seruling, biola. Sifat-sifat penting bunyi

1. Frekuensi bunyi Frekuensi bunyi menentukan tinggi rendahnya bunyi. Semakin besar frekuensi bunyi,
semakin tinggi bunyi yang dihasilkan. Contoh: Nada C berfrekuensi 264 Hz dan nada D berfrekuensi
297 Hz, maka nada C lebih rendah dari nada D.

18

KELAS VIII
SMP/MTS

2. Amplitudo bunyi
Amplitudo adalah simpangan terjauh yang dilakukan oleh getaran sumber
bunyi. Amplitudo bunyi menentukan keras lemahnya bunyi. Semakin besar
amplitudonya semakin keras bunyi yang dihasilkan. Contoh: Sebuah
genderang yang dipukul pelan menghasilkan bunyi yang lemah sebab
amplitudo yang dihasilkan kecil. Tetapi jika genderang tersebut dipukul keras,
menghasilkan bunyi yang keras pula sebab amplitudo yang dihasilkan besar.
3. Warna bunyi Warna bunyi menentukan ciri khas sumber bunyi.
Nada C yang dihasilkan sebuah gitar akan terdengar berbeda dengan nada C
yang dihasilkan oleh piano. Pada nada didapat hal-hal sebagai berikut.
a). Tangga nada Tangga nada yaitu susunan nada-nada dengan perbandingan
frekuensi tertentu.
b). Interval nada Interval nada yaitu perbandingan frekuensi suatu nada dengan
frekuensi nada lain yang lebih rendah.

Resonansi

Mungkin kalian pernah mendengar kaca jendela tiba-tiba bergetar pada saat ada kendaraan bermotor yang
lewat di dekatnya. Mengapa hal tersebut dapat terjadi? Untuk memahami hal tersebut perhatikan percobaan
di bawah ini.

Gambar di atas dua buah garpu tala yang mempunyai frekuensi sama diletakkan pada kotak yang diberi
kotak udara. Jika garpu tala A kemudian digetarkan dengan cara dipukul dengan alat pemukul dan
dibiarkan bergetar beberapa saat kemudian dipegang hingga berhenti bergetar, ternyata garpu tala B yang
didekatnya terlihat masih bergetar. Hal tersebut bisa terjadi karena getaran yang dihasilkan oleh garpu tala
A merambat di udara dan menggetarkan garpu tala B. Peristiwa itu disebut resonansi. Tetapi seandainya
frekuensi garpu tala B tidak sama dengan frekuensi garpu tala A, maka garpu tala B tidak akan bergetar.
Jadi, dapat disimpulkan resonansi adalah ikut bergetarnya suatu sumber bunyi akibat sumber bunyi yang
lain. Syarat terjadinya resonansi adalah frekuensi sumber-sumber bunyi tersebut sama. Akibat resonansi
yaitu dapat memperkuat bunyi aslinya.

Resonansi bunyi adalah peristiwa turut bergetarnya benda karena benda lain yang bergetar, syarat
terjadinya resonansi haruslah frekuensi benda yang ikut bergetar sama dengan frekuensi benda yang
bergetar, atau frekuensi benda yang satu merupakan kelipatan frekuensi benda yang lain.

19

KELAS VIII

Contoh peristiwa resonansi lainya : SMP/MTS

1. Dua garpu tala yang mempunyai frekuensi sama, bila yang satu digetarkan

2. Udara dalam tabung akan bergetar jika garpu tala di atasnya digetarkan.

3. Senar gitar yang dipetik akan menggetarkan udara dalam kotak gitar.

4. Kaca jendela ikut bergetar ketika lewat di depan rumah sebuah bus, atau ketika

terjadi gemuruh petir di langit.

Seandainya pada saat terjadi resonansi, panjang kolom udara ℓ , maka panjang
gelombang bunyi saat itu ditentukan dengan rumus:
ℓ = ¼ λ (2n–1)
Di mana :
ℓ = panjang kolom udara(m)
λ = panjang gelombang bunyi(m)
n = bilangan bulat yang menunjukkan terjadinya resonansi ke-n (n = 1, 2, 3, …)

Pemantulan Bunyi

Pemantulan bunyi terjadi karena gelombang bunyi menabrak bidang pantul kemudian gelombang bunyi
tersebut dipantulkan oleh bidang pantul tersebut. Tidak semua bunyi yang mengenai dinding pemantul akan
dipantulkan. Ada sebagian bunyi tersebut yang diserap dinding pemantul. Kemampuan suatu permukaan
dalam memantulkan bunyi bergantung pada keras lunaknya permukaan.

1. Hukum Pemantulan Bunyi
“Bunyi datang, bunyi pantul, dan garis normal terletak pada satu bidang datar. Besar sudut datang (i) sama
dengan sudut pantul (r).”

2. Macam-Macam Pemantulan Bunyi
a. Bunyi Pantul yang Memperkuat Bunyi Asli
b. Gaung
c. Gema

3. Manfaat Pemantulan Bunyi
a. Mengukur kedalaman air
b. Mengukur panjang lorong
c. Mengukur kedalaman

Untuk menghitung kedalaman menggunakan rumus:

v = cepat rambat gelombang (m/s)
d = jarak sumber bunyi dengan tebing (m)
t = waktu yang dibutuhkan (s)

20

KELAS VIII
SMP/MTS

EVALUASI !

A. Kerjakan soal pilihan ganda berikut !

B. Kerjakan soal essay beikut 1

1 Seorang anak mendengar bunyi yang memiliki panjang gelombang sebesar 5 meter. Jika cepat
rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan:
a. Frekuensi sumber bunyi
b. Periode sumber bunyi

2 Dalam dua menit terjadi 960 getaran pada suatu partikel. Tentukan:
a. Periode getaran

b. Frekuensi getaran

3 Bunyi dengan panjang gelombang 1,5 m memiliki kecepatan rambat sebesar 330 m/s. Dapatkah
bunyi tersebut didengar oleh telinga manusia normal?

4 Perhatikan gambar berikut !

Tenukan :
a. Berapa jumlah gelombang pada gambar di atas
b. Amplitudo gelombang
c. Periode gelombang
d. Panjang gelombang
e. Cepat rambat gelombang

5 Hitung frekuensi yang panjang gelombangnya 0,5 m dengan cepat rambat 120 m/s adalah..

21

KELAS VIII
SMP/MTS

DAFTAR PUSTAKA

Fisika Study Center, 2017, Getaran dan Gelombang SMP. Tersedia:
http://fisikastudycenter.com/fisika-smp/18-getaran-dan-gelombang
(Di akses pada : 06 April 2021)

Hadie, Wira, 2021, Rangkuman Materi Getaran, Gelombang dan Bunyi. Tersedia :
https://wirahadie.com/materi-getaran-dan-gelombang/
(Di akses pada : 10 April 2021)

Id School, 2015, Pengertian Gelombang Bunyi, Frekuensi Bunyi dan Rumus Cepat Rambat Gelombang Bunyi.
Tersedia :

https://idschool.net/smp/fisika-smp/pengertian-gelombang-bunyi-frekuensi-bunyi-dan-rumus-cepat-rambat-
gelombang-bunyi/
(Di akses pada : 07 April 2021)

Kompas, 2016, Bunyi dan Sifatnya Ringkasan Materi. Tersedia :
Kompas.com/skola/read/2020/05/12/064500669/bunyi-dan-sifatnya-ringkasan-materi-tvri-12-mei-kelas
(Di akses pada : 06 April 2021)

Kusumastuti, Diah, 2020, Soal Latihan Getaran dan Gelombang Kelas 8, Jakarta Timur. Tersedia :
https://d1ahk.blogspot.com/2020/03/soal-latihan-getaran-dan-gelombang.html
(Di akses pada : 05 April 2021)

Quipper, 2018, Karakteristik Gelombang. Tersedia :
Quipper.com/id/blog/maple/fisika/kaakteristik-gelombang-fisika-kelas-8
(Di akses pada : 06 April 2021)

S, Lukman, 2016, Materi dan Contoh Soal Pembahasan Getaran dan Gelombang Tingkat SMP. Tersedia :
https://tanya-tanya.com/contoh-soal-pembahasan-getaran-gelombang-tingkat-smp/
(Di akses pada : 06 April 2021)

Studio Belajar, Gelombang Bunyi. Tesedia:
Studiobelajar.com/gelombang-bunyi/
(Di akses pada : 06 April 2021)

22

KELAS VIII
SMP/MTS

BIODATA PENULIS

Nama : Indah Ratna Ningsih
TTL : Majalengka, 21 November 2000
Alamat : Jatitujuh, Kab.Majalengka, Provinsi
Jawa Barat
Nama Perguruan Tinggi : Universitas Indraprasta
PGRI
Prodi : Pendidikan Fisika
NPM : 201942500008
Motto : Berbuat baiklah tanpa perlu alasan

Nama : Juliana
TTL : Air Nangak, 14 Juli 2001
Alamat : Air Nangak, Kab.Kepulauan Anambas,
Povinsi Kepulauan Riau
Nama Perguruan Tinggi : Universitas Indraprasta
PGRI
Prodi : Pendidikan Fisika
NPM : 201942500014
Motto : Tidak semua hari berjalan dengan baik, tapi
ada hal baik di setiap harinya.

23

KELAS VIII
SMP/MTS

Nama : Rahardi Rahmat
TTL : Cilacap, 09 Mei 2001
Alamat : Cimanggu, Kab. Cilacap, Provinsi
Jawa Tengah
Nama Perguruan Tinggi : Universitas
Indraprasta PGRI
Prodi : Pendidikan Fisika
NPM : 201942500037
Motto : Mengejar apa yang menjadi impian

Nama : Arif Ramlan
TTL : Kalo, 20 Oktober 2002
Alamat : Kelurahan Gedong, Kecamatan
Pasar Rebo, Jakarta Timur, Provinsi DKI
Jakarta
Nama Perguruan Tinggi : Universitas
Indraprasta PGRI
Prodi : Pendidikan Fisika
NPM : 201942500063
Motto : Mencari tahu apa yang apa yang
belum di ketahui, dan membuat orang
tahu atas apa yang sudah di ketahui.

24

MODUL
GETARAN
GELOMBANG &
BUNYI

Heinrich Rudolf Hertz

Heinrich Rudolf Hertz (22 Februari 1857 - 1
Januari 1894) adalah fisikawan Jerman yang
menemukan pengiriman energi listrik dari 2 titik
(point) tanpa kabel (nirkabel). Penemuannya yang
paling mutakhir adalah electric charge jump.
Namanya diabadikan dalam satuan frekuensi hertz.
Hertz adalah unit SI untuk frekuensi.

Kata Hertz dipilih untuk menghargai jasa Heinrich Rudolf Hertz atas kontribusinya dalam
bidang elektromagnetisme. Hertz menyatakan banyaknya gelombang dalam waktu satu detik (1
Hertz = 1 gelombang per detik). Unit ini dapat digunakan untuk mengukur gelombang apa saja
yang periodik. Contoh: Frekuensi dari gerak bandul jam dinding adalah 1 Hz.
Hertz menuntut pendidikan di Institusi University of Kiel, University of Karlsruhe, University
of Bonn. Almamaternya di University of Munich, University of Berlin. Dia seorang
Pembimbing doktoral dari Hermann von Helmholtz. Dia juga dikenal atas penemuan tentang
Radiasi Elektromagnetik dan Efek fotolistrik.

Mahasiswa Unindra S1 Pendidikan Fisika : Indah Ratna Ningsih, Rahardi Rahmat, Juliana, Arif R.