Gelombang Bunyi

GELOMBANG BUNYI

FISIKA KELAS XI IPA

Created by : Yulis Koes



GELOMBANG BUNYI

➢ Gelombang Bunyi adalah gelombang
yang merambat melalui medium
tertentu (padat, cair dan gas)

➢ Gelombang bunyi merupakan
gelombang mekanik yang digolongkan
sebagai gelombang longitudinal.

➢ Gelombang bunyi ini menghantarkan
bunyi ke telinga manusia.

➢ Bunyi/ suara dapat terdengar karena
adanya getaran yang menjalar ke
telinga pendengar.

2

Cepat Rambat Bunyi

Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh Cepat rambat bunyi dapat dihitung
dua faktor yaitu : dengan menggunakan persamaan
a. Kerapatan partikel medium yang
Keterangan :
dilalui bunyi. Semakin rapat susunan v : cepat rambat bunyi
partikel medium maka semakin λ : panjang gelombang bunyi
cepat bunyi merambat, sehingga f : frekuensi bunyi
bunyi merambat paling cepat pada
zat padat.
b. Suhu medium, semakin panas suhu
medium yang dilalui maka semakin
cepat bunyi merambat.

3

Cepat rambat bunyi tergantung pada mediumnya:
a. Cepat rambat bunyi di dalam medium gas

b. Cepat rambat bunyi di dalam medium zat cair Keterangan
c. Cepat rambat bunyi di dalam medium zat padat v = cepat rambat bunyi (m/s)
γ = tetapan Laplace
R = tetapan gas umum (J/mol K)
T = suhu mutlak (K)
Mr = massa molekul relatif (kg/mol)
B = modulus Bulk (N/m2)
= massa jenis zat cair (kg/m3)
B = modulus Young (N/m2)
= massa jenis zat padat (kg/m3)

4

Dawai

Gitar merupakan alat musik yang menggunakan dawai sebagai sumber bunyinya.
Gitar dapat menghasilkan nada-nada yang berbeda dengan jalan menekan bagian
tertentu pada senar itu saat dipetik.
Nada yang dihasilkan dengan pola paling sederhana disebut nada dasar, kemudian
secara berturut-turut pola gelombang yang terbentuk menghasilkan nada atas ke
1, nada atas ke 2, nada atas ke 3 dan seterusnya.

5

Nada Dasar L = ½ λ maka λ = 2L
Nada atas ke 1 Maka frekuensi nada dasar adalah,
Nada atas ke 2
L = λ maka λ = L
Maka frekuensi nada dasar adalah,

L = 1 ½ λ maka λ = 2/3 L
Maka frekuensi nada dasar adalah,

6

Berdasarkan data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa frekuensi nada
atas ke n

Frekuensi-frekuensi dan seterusnya disebut frekuensi alami atau
frekuensi resonansi.

Perbandingan frekuensi-ferkuensi di atas, yaitu

7

Pipa organa

Sumber bunyi yang menggunakan
kolom udara sebagai sumber
getarnya disebut juga pipa organa
Contohnya :
➢ seruling,
➢ terompet,
➢ Piano dll.
Pipa organa dibagi menjadi 2 yaitu :
➢ pipa organa terbuka dan
➢ pipa organa tertutup.

8

Nada Dasar Pipa organa terbuka
Nada atas ke 1
Nada atas ke 2 L = ½ λ maka λ = 2L
maka frekuensi nada dasarnya adalah:

L = λ maka λ = L
maka frekuensi nada atas ke 1 adalah:

L = 1 ½ λ maka λ = 2/3 L
maka frekuensi nada atas ke 2 adalah:

9

Berdasarkan data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa frekuensi
nada atas ke n pada pipa organa tertutup dapat ditentukan dengan
rumus :

Perbandingan frekuensi nada-nada yang dihasilkan oleh sumber
bunyi berupa pipa organa tertutup dengan frekuensi nada
dasarnya

10

Pipa organa tertutup


= = =

11

Berdasarkan data diatas dapat diambil kesimpulan bahwa frekuensi nada
atas ke n pada pipa organa tertutup dapat ditentukan dengan rumus :

Perbandingan frekuensi nada-nada yang dihasilkan oleh sumber bunyi
berupa pipa organa tertutup dengan frekuensi nada dasarnya

12

Contoh Soal

1 Dawai yang panjangnya 90 cm bergetar dengan nada atas
pertama berfrekuensi 300 Hz.

a. Cepat rambat gelombang di dawai 270 Hz

b. Frekuensi nada atas kedua dawai 600 Hz

c. Frekuensi nada dasar dawai 150 Hz

d. Panjang gelombang nada dasar dawai 45 cm

13

Pembahasan : b. Frekuensi nada atas kedua d. Panjang gelombang pada
dawai (f2) nada dasar (λ0)
Diketahui : f2 = 3v/ 2L λn = 2L/ (n + 1)
L = 90 cm = 0,9 m f2 = 3(270)/ 2(0,9) λ0 = 2L/ (0+ 1)
f1 = 300 Hz f2 = 810/ 1,8 λ0 = 2L
Ditanya : f2 = 450 Hz λ0 = 2(0,9)
a. V = …. ? = 1,8 m
b. f2 = …. ? c. Frekuensi nada dasar = 180 cm
c. f0 = …. ? dawai (f0)
d. λ0 = …. ? f0 = v/ 2L 14
f0 = 270/ 2(0,9)
Jawab : f0 = 270/ 1,8
f0 = 150 Hz
a. Cepat rambat dawai
f1 = v/L
v = f1.L
v = 300(0,9)
= 270 m/s

2 Frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka adalah 270 Hz.
Frekuensi nada dasarnya adalah . . .

Pembahasan : Jawab :

Diketahui : f2 = v/ λ2
f2 = 270 Hz f2 = 3v/ 2L
λ2 = 2L/ 3 f2 = 3.(f0)
λ0 = 2L f0 = f2/ 3
Ditanya : frekuensi nada dasar f0 = 270/ 3
pipa organa terbuka (f0) f0 = 90 Hz

15

3 Frekuensi nada atas kedua dari pipa organa tertutup adalah 600 Hz.
Frekuensi nada dasarnya adalah . . .

Pembahasan : Jawab :

Diketahui : f2 = 5v/ 4L
f2 = 600 Hz f2 = 5.(f0)
Ditanya : frekuensi nada dasar f0 = f2/ 5
pipa organa tertutup (f0) f0 = 600/ 5
f0 = 120 Hz

16



Intensitas Bunyi

Intensitas adalah
➢ besaran untuk mengukur kenyaringan bunyi.
➢ energi bunyi yang tiap detik (daya bunyi) yang menembus bidang setiap satuan

luas permukaan secara tegak lurus.
Rumus intensitas bunyi di suatu titik oleh beberapa sumber bunyi

Perbandingan intensitas bunyi di dua
tempat yang berbeda jaraknya terhadap
satu sumber bunyi adalah :

18

Taraf Intensitas Bunyi

Taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas
bunyi dengan intensitas ambang pendengaran.

Jika terdapat beberapa sumber bunyi yang identik maka taraf
intensitasnya menjadi

19

Contoh Soal

1 Taraf intensitas bunyi knalpot yang terbuka dari sepuluh sepeda motor
identik yang dihidupkan serentak = 60 dB. Jika ada 100 sepeda motor
identik dihidupkan bersama-sama, taraf intensitas bunyi knalpot yang
terdengar adalah....

Pembahasan
Diketahui : TI10 = 60 dB

n = 100
Ditanya : TIn = ….. ?

Jawab : Saat motor berjumlah 100
TIn = TI1 + 10 log n TI100 = 50 + 10 log100
60 = TI1 + 10 log 10 TI100 = 50 + 20 = 70 dB
TI1 = 50 dB

20

2 Jika sepuluh buah motor identik dibunyikan bersama-sama akan
menghasilkan taraf intensitas bunyi 50 dB, maka intensitas bunyi
satu motor besarnya adalah...(Io = 10-12 W.m-2)
Pembahasan
Diketahui : TI10 = 50 dB
Io = 10-12 W.m-2
Ditanya : I1 = …. ?

Jawab :
TIn = TI1 + 10log n
50 = TI1 + 10 log 10
50 = TI1 + 10
TI1 = 40 dB

21



Efek Dopler

Efek Dopler adalah peristiwa naik atau turunnya frekuensi
gelombang bunyi yang terdengar penerima bunyi ketika sumber
bunyi bergerak mendekat atau menjauh

Keterangan :
fp = frekuensi pendengar (Hz)
fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)
Vp = kecepatan pendengar (m/s)
Vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)
V = cepat rambat udara (340 m/s)

23

Dalam rumus efek Doppler ada beberapa perjanjian tanda
Vs bernilai positif (+) jika sumber bunyi menjauhi pendengar.
Vs bernilai negatif (-) jika sumber bunyi mendekati pendengar.
Vp bernilai positif (+) jika pendengar mendekati sumber bunyi.
Vp bernilai negatif (-) jika pendengar menjauhi sumber bunyi.

24

Contoh Soal

1 Gambar berikut menunjukkan mobil polisi mengejar seorang penjahat
bermotor:

Mobil polisi sambil membunyikan sirine yang berfrekuensi 930 Hz mengejar
motor penjahat yang melarikan diri dengan kecepatan 72 km.jam-1. Mobil
polisi mempercepat kecepatannya hingga 108 km.jam-1 agar dapat
mengejar penjahat tersebut. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s-1, maka
besar frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh penjahat bermotor tersebut
adalah...

25

Pembahasan
Diketahui : V = 340 m/s

Vp = 72 km/jam = 20 m/s menjauhi sumber, tanda (-)
Vs = 108 km/jam = 30 m/s mendekati pendengar, tanda (-)
fs = 930 Hz
Ditanya : fp =.... ?
Jawab :
Gunakan rumus efek doppler dengan memperhatikan tanda pada kecepatan:

26

2 Sebuah mobil polisi bergerak dengan kelajuan 40 m.s−1
sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 600 Hz. Dari
arah yang berlawanan datang sebuah sepeda motor yang
dikendarai seorang pemuda sehingga keduanya saling
mendekati. Kecepatan sumber bunyi di udara 340 m.s−1,
sedangkan frekuensi sirine yang didengar pengendara
sepeda motor adalah 720 Hz, maka kecepatan sepeda motor
adalah....

27

Pembahasan

Diketahui : Vss = 40 m/s mendekati sumber (tanda negatif)

Vp mendekati pendengar (tanda positif)

v =340 m/s

fs = 600 Hz

Ditanya : fp = 720 Hz
Jawab : vp = ….. ?

28



Pilihlah satu jawaban yang benar!

1 Dawai memiliki panjang 0,8 m. Jika 2 Frekuensi nada atas kedua dari pipa
tegangan dawai itu diatur, hingga organa tertutup adalah 600 Hz.
kecepatan gelombang transversal yang Frekuensi nada dasarnya adalah . . .
dihasilkan adalah 400 m/s, maka A. 100 Hz
frekuensi nada dasarnya adalah . . . B. 120 Hz
C. 150 Hz
A. 600 Hz D. 175 Hz
E. 185 Hz
B. 500 Hz

C. 320 Hz

D. 250 Hz

E. 125 Hz

30

3 Pipa organa terbuka A dan pipa organa 4 Pada jarak 3 m dari sumber ledakan,
tertutup B mempunyai panjang yang terdengar bunyi dengan taraf intensitas
sama. Perbandingan frekuensi nada 50 dB. Pada jarak 30 m dari sumber
atas pertama antara pipa organa A dan ledakan, bunyi itu terdengar dengan
pipa organa B adalah . . . taraf intensitas . . .

A. 4 : 3 A. 5 dB

B. 3 : 2 B. 20 dB

C. 2 : 3 C. 30 dB

D. 2 : 1 D. 35 dB

E. 1 : 1 E. 45 dB

31

5 Taraf intensitas bunyi jendela 6 Bunyi mesin menghasilkan taraf
terbuka, yang luasnya 1 m2 adalah intensitas bunyi sebesar 30 dB. Jika
intensitas ambang bunyi 10-12 W/m2,
60 dB. Jika nilai ambang bunyi 10- maka bunyi 10 mesin sejenis yang
sedang bekerja bersamaan memiliki
12 W/m2, maka taraf intensitas 100 intensitas bunyi sebesar . . .
A. 1 x 10-8 W/m2
buah sumber bunyi yang sama B. 2 x 10-8 W/m2
C. 5 x 10-8 W/m2
dibunyikan serentak adalah . . . D. 5 x 10-10 W/m2
E. 2 x 10-10 W/m2
A. 62 dB
32
B. 80 dB

C. 82 dB

D. 100 dB

E. 1660 dB

7 Dawai yang panjangnya 90 cm bergetar 8 Kereta A bergerak dengan kelajuan 72
dengan nada atas pertama berfrekuensi 300 km/jam dan kereta B dengan kelajuan
Hz.
1) Cepat rambat gelombang di dawai 270 Hz 90 km/jam bergerak saling mendekati.
2) Frekuensi nada atas kedua dawai 600 Hz
3) Frekuensi nada dasar dawai 150 Hz Masinis kereta A membunyikan peluit
4) Panjang gelombang nada dasar dawai 45
cm dengan frekuensi 650 Hz. Jika
Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh
nomor . . . kecepatan rambat bunyi di udara
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3 350 m s-1, maka frekuensi yang
C. 2 dan 4
D. 4 saja didengar masinis B dari peluit A adalah
E. semua benar
…

A. 800 Hz

B. 740 Hz

C. 600 Hz

D. 540 Hz

E. 400 Hz

33

9 Suatu sumber bunyi bergerak dengan 10 Seorang anak yang berdiri diam meniup
kecepatan 20 m/s mendekati seseorang peluit pada frekuensi 490 Hz ke arah
yang diam. Frekuensi sumber bunyi 380 Hz
dan cepat rambat bunyi di udara 400 m/s mobil yang sedang bergerak mendekati
Frekuensi gelombang bunyi yang didengar
orang tersebut adalah … anak tersebut seperti pada gambar.
A. 400 Hz
B. 420 Hz Pelayangan yang terdengar antara
C. 440 Hz
D. 460 Hz gelombang langsung dan gelombang
E. 480 Hz
yang dipantulkan mobil adalah 10 Hz.

Jika kecepatan bunyi di udara 340 m/s ,

maka kecepatan mobil adalah …

A. 6,9 m s-1

B. 5,8 m s-1

C. 4,4 m s -1

D. 3,8 m s -1

E. 3,4 m s -1

34

DAFTAR PUSTAKA

Abdul Syukur I dkk, Buku Pintar Belajar Fisika, Sagufindo Kinarya
http://fisikastudycenter.com
https://fisikasekolahmadrasah.blogspot.com
Kanginan M, Fisika SMU, Erlangga, Jakarta
Setyawan H, Modul Fisika SMA Kemendikbud