E-MODUL FISIKA BERBASIS STEM

DAFTAR ISI
HALAMAN COVER ..................................................................................... i
DAFTAR ISI................................................................................................... ii
PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ...................................................... 1
KI & KD GELOMBANG BUNYI ............................................................... 4
PETA KONSEP.............................................................................................. 5
PENDAHULUAN........................................................................................... 6
KEGIATAN BELAJAR 1 ............................................................................. 8

A. Karakteristik gelombang bunyi berdasarkan frekuensinya ............. 9
B. Sifat-sifat gelombang bunyi ............................................................ 12
C. Cepat rambat gelombang bunyi....................................................... 14
RANGKUMAN ............................................................................................. 17
UJI KOMPETENSI ....................................................................................... 18
PENILAIAN DIRI ......................................................................................... 20
KEGIATAN BELAJAR 2 ............................................................................. 22
A. Efek doppler ................................................................................... 22
B. Intensitas dan taraf intensitas bunyi ................................................ 25
C. Pelayangan bunyi............................................................................. 28
RANGKUMAN ............................................................................................. 29
UJI KOMPETENSI ....................................................................................... 30
PENILAIAN DIRI ......................................................................................... 32
KUNCI JAWABAN ....................................................................................... 33
DAFTAR PUSTAKA ..................................................................................... 43
GLOSARIUM................................................................................................. 44

ii | P a g e

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL

DESKRIPSI

Modul ini terdiri dari beberapa sub bagian materi yang terintegrasi STEM
(Science, Technology, Engineering, and Mathematics). STEM merupakan
implementasi dari konsep akademik yang erat berkaitan dengan kehidupan sehari-
hari dalam konteks sekolah, komunitas dan lain sebagainya dengan menggunakan
pendekatan multidisiplin. Untuk lebih mudah dalam memahami materi dalam
integrasi STEM pada modul ini berikut ciri-ciri dari integrasi STEM:

STEM Ciri-ciri

Sains Berisi pengetahuan terhadap hukum-
hukum beserta konsep-konsep yang
Technology berlaku di alam

Engineering Berkaitan dengan inovasi yang
Mathematics diciptakan oleh manusia dalam
memodifikasi lingkungan dengan
tujuan mempermudah kebutuhan
manusia

Pengetahuan untuk mendesain suatu
prosedur yang digunakan utuk
memecahkan permasalahan

Ilmu tentang suatu pola dan hubungan
antara angka dan ruang

1|Page

PETUNJUK PENGGUNAAN MODUL ELEKTRONIK
1. Bacalah serta pahami secara seksama deskripsi dan petunjuk penggunaan

yang tertera di awal E-modul!
2. Bacalah serta pahami tujuan pembelaajaran yang terdapat dalam E-Modul!
3. Pahami peta konsep yang tersusun dalam E-modul!
4. Perhatikan problem learning yang terintegrasi dengan STEM yang terdapat

dalam sub materi pada E-modul!
5. Bacalah dan pahami materi pembelajaran yang terdapat dalam E-modul!
6. Jika terdapat QR kode, Scanlah kode QR yang terdapat dalam E-Modul

dengan keterangan yang tertera pada setiap kode!
7. Pahami contoh soal yang telah diberikan pada subbab dalam materi!
8. Lakukanlah engineering projec yang merupakan aktivitas siswa,

sebelumnya silahkan scan kode QR untuk mengetahui langkah-langkah
percobaan, kemudian identifikasi peralatan dan bahan yang diperlukan
dengan cermat!
9. Pahamilah rangkuman yang telah disediakan!
10. Jawablah latihan soal pilihan ganda yang terdapat dalam E-Modul untuk
mengetahui ketuntasan belajarmu!
11. Jika belum menguasai level (Nilai kurang dari 70%) silahkan pahami
kembali materi dan lakukan tes ulang!
12. Jika level (nilai telah memenuhi 70%) silahkan melanjutkan ke bab
berikutnya!

2|Page

Di era modern ini, kita ketahui bahwa bunyi selalu berkaitan dengan
kehidupan sehari-hari kita, baik dalam ilmu fisika maupun disiplin ilmu
yang lain. Bunyi merupakan rambatan dari gelombang yang memiliki
batasan frekuensi tertentu sehingga dapat didengar oleh pendengar. Pada
modul elektronik ini kita akan membahas tentang gelombang bunyi yang
akan dikombinasikan dengan STEM (Science, Technology, Enginering,
and Mathematics).

3|Page

GELOMBANG BUNYI

KOMPETENSI INTI DAN KOMPETENSI DASAR

KOMPETENSI INTI KOMPETENSI DASAR
KI 1: Menghayati dan mengamalkan
ajaran agama yang dianutnya KD 1.1 mengagumi ketertarikan dan

KI 2: Menghayati dan mengamalkan kompleksitas ciptaan Tuhan tentang aspek
perilaku jujur, disiplin, tanggung
jawab, peduli (gotong royong), fisik dan kimiawi, kehidupan dalam
kerjasama toleran, damai), santun,
responsif dan pro-aktif dan ekosistem, dan peranan manusia dalam
menunjukkan sikap sebagai bagian dari
solusi atas berbagai permasalahan lingkungan serta mewujudkannya dalam
dalam berinteraksi secara efektif
dengan lingkungan sosial dan alam pengamalan ajaran agama yang dianutnya.
serta dalam menempatkan diri sebagai
cerminan bangsa dalam pergaulan KD 2.1 Menunjukkan perilaku ilmiah
dunia.
(memiliki rasa ingin tahu; objektif; jujur;
KI 3: Memahami dan menerapkan
pengethuan faktual, konseptual, teliti; cermat; tekun; hati-hati; bertanggung
proedural, dalam ilmu pengetahuan dan
teknologi, seni, budaya, dan humaniora jawab; terbuka; kritis; kreatif; inovatif dan
dengan wawasan kemanusiaan,
kebangsaan, kenegaraan, dan peduli lingkungan) dalam aktivitas sehari-
peradaban terkait fenomena dan
kejadian serta menerapkan hari sebagai wujud implementasi sikap
pengetahuan procedural pada bidang
kajian yang spesifik sesuai dengan dalam melakukan pengamatan, percobaan,
bakat dan minatnya untuk memecahkan
masalah. dan berdiskusi

KD 2.2 Menghargai kerja individu dan

kelompok dalam aktivitas sehari-hari

sebagai wujud implementasi

melaksanakan percobaan dan melaporkan

hasil percobaan

KD 3.1 Menerapkan konsep dan prinsip

dasar gelombang bunyi dalam

teknologi.

KI 4: Mengolah, menalar, dan menyaji KD 4.1 Melakukan percobaan tentang
dalam ranah konkret dan ranah abstrak gelombang bunyi, berikut presentasi
terkait dengan pengembangan dari hasil percobaan dan makna fisisnya
yang dipelajarinya di sekolah secara misalnya sonometer, dan kisi difraksi.
mandiri, dan mampu menggunakan
metode sesuai kaidah keilmuan.

4|Page

Peta konsep

Taraf Intensitas Ultrasonik
Intensitas Infrasonik

Audiosonik

Parameter penting

Diklarsifikasikan
Berdasarkan frekuensi

Cair

Merambat

Gas Melalui

Medium

Padat

Mengalami gejala

karakteristik

sumber bergerak,
pendengar bergerak

5|Page

MOTIVASI BELAJAR

Dunia menjadi tempat yang memiliki banyak hal yang sangat indah, dengan
makhluknya yang beragam. Namun tidak semua dapat kita ketahui karena
keterbatasan indra. Salah satunya adalah telinga. Telinga tidak dapat mendengar
suara yang sangat keras ataupun sangat lemah. Sehingga para fisikawan
mengelompokkan bunyi berdasarkan frekuensinya. Tahukah kamu bagaimana
bunyi dapat terdengar sampai telinga kita? Dan Bagaimana klasifikasi gelombang
bunyi? Untuk megetahui hal tersebut, mari kita pahami materi bunyi pada modul
elektronik ini.

PENDAHULUAN

TAHUKAH KAMU?

Banyak sekali hal-hal yang terdapat Pada materi sebelumnya, kalian
dalam kehidupan sehari-hari telah mengetahui bahwa bunyi
berhubungan dengan bunyi. dapat terdengar oleh telinga kita
disebabkan oleh sebuah benda
yang bergetar kemudian
mengganggu udara disekitarnya
sehingga menghasilkan bunyi.
Pada kehidupan sehari-hari kita
tidak akan lepas dari bunyi ketika
berbicara dengan teman,
mendengarkan lagu, sampai alat
elektronik yang kita gunakan
banyak yang menghasilkan
bunyi.

6|Page

Indikator Pencapaian Kompetensi Tujuan Pembelajaran

3.10.1 Menjelaskan klasifikasi Melalui E-Modul STEM, siswa dapat
menjelaskan klasifikasi gelombang
gelombang bunyi bunyi
Melalui E-Modul STEM, siswa dapat
3.10.2 Mengidentifikasi sifat-sifat mengidentifikasi sifat-sifat gelombang
gelombang bunyi bunyi
Melalui E-Modul STEM, siswa dapat
3.10.3 Menetukan cepat rambat menentukan cepat rambat gelombang
gelombang bunyi bunyi

7|Page

KEGIATAN BELAJAR 1

Science Problem

Jika kalian berteriak sambil memegang tenggorokan, kalian akan merasakan
tenggorokan yang bergetar. Mengapa demikian?

Theory

Bunyi merupakan rambatan dari gelombang yang memiliki batasan
frekuensi tertentu sehingga dapat didengar oleh pendengar. Gelombang bunyi
merupakan suatu gelombang mekanik berupa gelombang longitudinal yang dapat
terjadi akibat dari adanya rapatan atau renggangan medium baik berupa zat cair, gas
maupun padat.

Science and Enginering Problem

Di saat jam pelajaran berlangsung tiba-tiba terdengar bunyi yang diakibatkan
oleh sendok yang jatuh di lantai kelas. Kenapa sendok ketika jatuh
menimbulkan bunyi? Lalu ketika sendok dibalut dengan tisu, masihkah kamu
dapatSmeetinadpebgeanrdbaunyyani?g bergetar akan menghasilkan bunyi tetapi tidak semua

Tidak semua bunyi dapat kita dengar, karena ada batasan-batasan yang tidak
dapat kita capai. Bunyi yang terlalu keras atau terlalu lemah tidak dapat kita
dengarkan. Oleh karena itu terdapat klasifikasi bunyi berdasarkan frekuensinya.

8|Page

A. Karakteristik Gelombang Bunyi Berdasarkan Frekuensinya

Infrasonik Audiosonik Ultrasonik

20 Hz 20.000 Hz

Gambar 1.2 Jangkauan Frekuensi Bunyi

a. Audiosonik
Audiosonik adalah daerah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi
berkisar antara 20-20.000 Hz. Telinga normal manusia dapat mendengar
bunyi pada frekuensi tersebut. Manusia tidak hanya dapat mendengar saja
tetapi juga dapat menghasilkan bunyi pada frekuensi tersebut.

b. Infrasonik
Infrasonik yaitu daerah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi lebih
rendah dari 20 Hz. Manusia tidak dapat mendengarnya hanya hewan-
hewan tertentu yang dapat mendengar bunyi tersebut misalnya gajah dan
hiu.

c. Ultrasonik
Ultrasonik merupakan daerah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi
lebih dari 20.000 Hz. Manusia juga tidak dapat mendengar bunyi pada
frekuensi ini. Hewan tertentu yang dapat mendengarkan bunyi pada
frekuensi ini misalnya anjing, kucing, lumba-lumba dan juga kelelawar.

9|Page

Science and Technology Theory

Gambar 1.3 Nada rendah dan tinggi serta frekuensi dan amplitudo pada
osiloskop

Volume suara merupakan tingkat keras dan lemahnya kekuatan bunyi. Pada
gambar 1.3 ditunjukkan bahwa bentuk gelombang yang diamati osiloskop. Tampak
bahwa untuk selang waktu sama nada yang tinggi memiliki getaran yang lebih
banyak daripada nada rendah. Dengan demikian, tinggi rendahnya nada ditentukan
oleh frekuensinya. Semakin tinggi frekuensinya, semakin tinggi nadanya dan
semakin rendah frekuensi, semakin rendah nadanya. Sedangkan pada amplitudo
bunyi kuat, lebih besar daripada amplitudo bunyi lemah. Dengan demikian, kuat
atau lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo gelombang. Semakin besar
amplitudo, semakin kuat bunyinya dan semakin kecil amplitudo, semakin lemah
bunyinya.

10 | P a g e

Thecnology

Mata telanjang manusia tidak dapat
melihat bunyi, namun seiring berkembangnya teknologi ada suatu alat yang
dapat digunakan untuk melihat gelombang bunyi yaitu osiloskop yang
dihubungkan dengan alat berupa amplifier dan mikrofon. Amplifier merupakan
suatu alat yang berfungsi untuk mengubah sinyal dari input dengan amplitudo
rendah menjadi sebuah sinyal output dengan amplitudo yang relatif lebih
tinggi.Pada gambar di atas dicontohkan sebuah osiloskop yang dihubungkan
dengan sebuah mikrofon dan di depannya terdapat garpu tala. Ketika garpu tala
digetarkan di depan mikrofon akan menghasilkan bentuk gelombang bunyi
yang tampak pada layar osiloskop.

11 | P a g e

B. Sifat-Sifat Gelombang Bunyi

Enginering Problem
Pernahkah kalian masuk kedalam studio musik atau bioskop di sekitar tempat
tinggal kalian? Di Dalam studio musik atau bioskop kamu akan menemukan
adanya karpet busa/styrofoam atau kayu yang ditempel pada dinding-dinding
studio. Apa tujuan penempelan itu?

1. Pemantulan gelombang bunyi
Gelombang bunyi dapat dipantulkan oleh suatu penghalang. Dimana

pemantulan bunyi juga memenuhi hukum pemantulan, yaitu sudut datang sama
dengan sudut pantul. Dalam studio musik atau bioskop dapat menimbulkan gaung
atau kerdam yang meerupakan sebuah pantulan yang bersamaan dengan bunyi asli
sehingga bunyi asli akan terdengar tidak jelas. Oleh karena itu pada dinding studio
atau bioskop dipasang atau ditempel zat peredam suara atau zat kedap suara agar
dapat mengurangi terjadinya gaung. Zat peredam suara ini dapat berupa karpet
busa/ styrofoam, kain wol, karton, karet, kayu dan lain sebagainya.

Science Theory

2. Pembiasan gelombang bunyi
Gelombang bunyi yang merambat dari satu medium ke medium lain akan

mengalami suatu peristiwa yang disebut sebagai pembiasan. Ketika kalian
mendengarkan petir di dekat rumah kalian ketika malam hari akan terdengar lebih
keras daripada ketika siang hari. Pada siang hari, suhu udara di permukaan lebih
besar daripada suhu di atmosfer dan tekanan udara di atmosfer lebih kecil daripada
tekanan di atmosrfer. Pada malam hari, terjadi kondisi sebaliknya. Dengan
demikian, bunyi petir pada malam hari merambat dari lapisan udara yang

12 | P a g e

mediumnya kurang rapat menuju ke lapisan udara bawah yang mediumnya lebih
rapat sehingga dibiaskan mendekati garis normal.

Gambar 1.4 pembiasan bunyi petir.
3. Pembelokan gelombang bunyi (Difraksi)

Difraksi adalah pembelokan arah gerak gelombang bunyi yang melewati
suatu celah atau ketika bertemu suatu penghalang pada lintasan geraknya.
Gelombang bunyi mudah mengalami difraksi. Itulah yang menyebabkan kita dapat
mendengar suara mesin mobil yang berada di area tikungan jalan walaupun belum
melihat mobil tersebut karena terhalang oleh suatu bangunan tinggi di penggir
tikungan.
4. Interferensi gelombang bunyi

Gelombang bunyi mengalami suatu peristiwa perpaduan gelombang
apabila dua sumber bunyi koheren. Ada dua macam interferensi bunyi, yaitu
interferensi konstruktif atau penguatan bunyi dan interferensi destruktif atau
pelemahan bunyi.

13 | P a g e

C. Cepat Rambat Gelombang Bunyi

Science Problem
Walaupun berdekatan, dua astronot tidak dapat bercakap-cakap secara langsung
seperti kita yang ada di bumi, tetapi melalui alat komunikasi seperti telepon.
Mengapa astronot melakukan hal tersebut?

Gelombang bunyi merambat dalam bentuk rapatan dan juga renggangan,
sehingga bunyi dapat merambat melalui zat padat, cair, dan gas. Tetapi bunyi tidak
dapat merambat melalui ruang hampa. Karena di luar angkasa tidak memiliki
atmosfer seperti di bumi maka para astronot menggunakan alat komunikasi berupa
telepon melalui gelombang radio.

Mathematics Problem

Medium perantara bunyi tidak hanya udara saja, tetapi bunyi juga dapat
merambat dalam medium padat dan juga cair. Cepat rambat bunyi tergantung
pada sifat-sifat mediumnya.
Bagaimana cara mengukur cepat rambat bunyi pada zat padat, cair, dan gas?

a. Cepat rambat bunyi dalam zat padat
Cepat rambat bunyi dalam zat padat secara matematis dirumuskan.

= √
Keterangan:
= cepat rambat bunyi (m/s).
= modulus young (N/m2)
= massa jenis (Kg/m3)

14 | P a g e

b. Cepat rambat bunyi dalam zat cair
Cepat rambat bunyi dalam zat cair secara matematis dirumuskan


= √

Keterangan:
= cepat rambat bunyi (m/s).
= modulus Bulk (N/m2)
= massa jenis (Kg/m3)

c. Cepat rambat bunyi di udara
Cepat rambat bunyi di udara secara matematis dirumuskan.

= √


Keterangan:
= cepat rambat bunyi (m/s)
= konstanta Laplace
=konstanta gas umum (J/mol K)
= suhu gas (K)
= massa molekul relatif gas
CONTOH SOAL

Arini memiliki dua buah batang logam Adan B masing-masing memiliki besar
modulus young 0,4 1012 Pa dan 16 1012 Pa. Apabila perbandingan massa
jenis logam A dan B adalah 40:1 perbandingan cepat rambat bunyi pada logam A
& B adalah......

Pembahasan:

= √ ∶ √ = √0,4 : √16 = 0,1: 4 = 1: 4

40 1

15 | P a g e

Technology, Enginering, and Mathematics Theory

Alat yang digunakan untuk menentukan cepat rambat gelombang pada dawai
disebut sonometer. Percobaan tersebut dinamakan percobaan melde. Cepat rambat
gelombang pada dawai sebanding dengan akar gaya tegang tali dan berbanding
terbalik dengan akar massa persatuan panjang dawai.

Gambar 1.5 Percobaan Melde
Perumusan dari hasil percobaan melde adalah sebagai berikut:

Keterangan:
= √ = cepat rambat (m/s)
( ) = gaya tegang tali (N)
= = = = massa persatuan panjang tali

(kg/m)
= √ = panjang tali (m)
= massa tali (Kg)
Pindai kode QR berikut untuk = luas penampang (m2)
mengetahui sonometer pada garpu tala. = volume (m3)
= massa jenis dawai (kg/m3)

SCAN HERE

16 | P a g e

RANGKUMAN

1. Gelombang bunyi merupakan suatu gelombang mekanik berupa gelombang
longitudinal yang dapat terjadi akibat dari adanya rapatan atau renggangan
medium baik berupa zat cair, gas maupun padat.

2. Berdasarkan frekuensinya, bunyi dibedakan menjadi
a. Infrasonik, < 20
b. Audiosonik, 20 ≤ ≤ 20.000
c. Ultrasonik, > 20.000

3. Cepat rambat bunyi berdasarkan mediumnya,

a. Cepat rambat bunyi dalam zat padat, = √

b. Cepat rambat bunyi dalam zat cair, = √

c. Cepat rambat bunyi di udara, = √



4. Cepat rambat bunyi pada dawai, = √

17 | P a g e

Mari uji kemampuanmu pada kegiatan belajar 1
Jawablah pertanyaan berikut sesuai dengan jawaban yang paling tepat!

1. Perhatikan Faktor-Faktor Berikut:
1) Memperbesar massa jenis kawat (dawai)
2) Memperpanjang kawat (dawai)
3) Memperbesar tegangan kawat (dawai)
4) Memperbesar ukuran kawat (dawai)
Faktor-faktor yang dapat mempercepat permbatan gelombang pada kawat
(dawai) adalah....(UN 2012)
a. (1), (2), (3), dan (4)
b. (1), (2), dan (3)
c. (2) dan (3)
d. (1) saja
e. (3) saja

2. Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut:
1) Terjadi pemantulan
2) Terjadi difraksi
3) Mengalami interferensi
4) Mengalami dispersi
5) Mengalami polarisasi
Pernyataan berikut yang benar tentang sifat gelombang bunyi adalah....
(SOAL UN 2016)
a. (1), (2), dan (3)
b. (1), (2), dan (4)
c. (1), (3), dan (5)
d. (3), (3), dan (4)
e. (2), (4), dan (5)

3. Sebuah seruling yang memiliki kolom udara terbuka pada kedua ujungnya
memiliki nada atas kedua dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan suara
di udara adalah 340 m/s maka panjang seruling mendekati......Cm
(SPMB 2005)

18 | P a g e

a. 10
b. 15
c. 20
d. 25
e. 30
4. Seorang mendengarkan kembali suaranya sebagai gema dari sebuah tebing
setelah waktu 4 detik. Apabila Y adalah perbandingan panas jenis udara
pada tekanan dan suhu konstan dan orang tersebut mengetahui suhu saat itu
T kelvin dan massa molekul relatif udara M, maka orang tersebut dapat
menentukan jarak tebing menurut persamaan..
(SPMB 2002)

a. √



b. 2√

c. 4√

d. 6√



e. 8√
5. Sepotong dawai menghasilkan nada dasar f. Bila dipendekan 8 cm tanpa

mengubah tegangan, dihasilkan frekuensi 1,25 f. Jika dawai dipendekkan 2
cm lagi, maka frekuensi yang dihasilkan.....

a. 2 f
b. 1,5 f
c. 1,33 f
d. 1,25 f
e. f

19 | P a g e

PENILAIAN DIRI

Setelah selesai mengerjakan Tes Formatif dalam kegiatan belajar 2,
cocokkan jawaban kamu dengan kunci jawaban yang terletak di bagian
akhir modul. selanjutnya hitunglah jawaban yang benar dan gunakan
rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat kemampuan kamu!

Tingkat penguasaan : ℎ 100%
ℎ

Keterangan :

90%-100% : sangat baik 60%-70% : sedang

80%-90% : baik <60% : kurang

70%-80% : cukup baik

Jika tingkat penguasaan kurang ≥ 70%, maka kamu bisa melanjutkan
kegiatan belajar selanjutnya. Namun jika tingkat penguasaan ≤ 70%
maka kamu harus mengulang kegiatan belajar ini, terutama pada bagian
yang belum dipahami.

20 | P a g e

3.10.4 Mendeskripsikan efek dopler, Melalui E-Modul STEM, siswa dapat
intensitas dan taraf intensitas menjelaskan efek dopler, intensitas
serta pelayangan bunyi dan taraf intensitas serta pelayangan
bunyi
3.10.5 Mendeskripsikan penerapan Melalui E-Modul STEM, siswa dapat
gelombang bunyi dalam menjelaskan penerapan gelombang
kehidupan sehari-hari bunyi dalam kehidupan sehari-hari
Melalui Aktifitas siswa yang terdapat
4.10.1 Melaksanakan eksperimen dalam E-Modul STEM, siswa dapat
gelombang bunyi secara melakukan eksperimen gelombang
sederhana bunyi secara sederhana

21 | P a g e

KEGIATAN BELAJAR 2

A. Efek Doppler

SCIENCE PROBLEM

Gambar 1.6 Penemu Efek Doppler Pada saat kamu diam di
Christian Johann Doppler (1803-1855) pinggir jalan dan akan
merupakan fisikawan asal Austria yang menyebrang, tetapi ada
pertama kali menemukan efek Doppler. sebuah mobil ambulans yang
melintas. Ambulans tersebut
membunyikan sirinenya dan
bergerak mendekat ke arahmu
tetapi beberapa waktu
kemudian ambulans tersebut
melintas hingga menjauhimu.
Namun apakah ada perbedaan
ketika ambulans bergerak
mendekat dan pada saat
ambulans menjauhimu?

Pada saat mobil mendekat ke arah kita suara sirine yang terdengar lebih tinggi
dan lebih rendah saat mobil meninggalkan kita. Suatu sumber bunyi dan pengamat
saling bergerak relatif satu sama lain. Frekuensi yang dipancarkan oleh sumber
berbeda dengan frekuensi yang diterima oleh pengamat. Efek doppler merupakan
peristiwa bertambah atau berkurangnya frekuensi sumber yang didengar oleh
frekuensi pendengar yang diakibatkan adanya gerak relatif antara sumber bunyi dan
pendengar. Apabila antara sumber bunyi dan pendengar tidak ada gerakan relatif
maka frekuensi yang didengar antara sumber bunyi dan frekuensi bunyi yang
didengar oleh seseorang adalah sama. Akan tetapi apabila ada suatu gerak relatif
oleh sumber bunyi maupun pendengar, misalnya pendengar mendekati atau
menjauhi sumber bunyi atau keduanya saling mendekati atau menjauhi maka,

22 | P a g e

frekuensi sumber bunyi dan frekuensi bunyi yang didengar akan berbeda. Jika kita
berdiri di pinggir jalan kemudian ada sebuah mobil pemadam kebakaran dengan
sirine yang berbunyi, kita akan mendengar frekuensi sirine yang relatif lebih tinggi
dari frekuensi sebenarnya. Sebaliknya ketika mobil pemadam kebakaran menjauhi
kita maka frekuensi yang terdengar akan semakin rendah. Peristiwa ini dinamakan
efek doppler.

Mathematics Problem

Efek doppler adalah peristiwa berubahnya harga frekuensi bunyi yang diterima
oleh pendengar dari frekuensi suatu sumber bunyi yang diterima oleh pendengar
(P) dari frekuensi suatu sumber bunyi (S) apabila terjadi gerakan relatif antara
P dan S.

Bagaimana cara mengetahui frekuensi bunyi yang terdengar oleh pendengar
tersebut ?

Frekuensi bunyi yang terdegar oleh pendengar dapat diketahui melalui rumus
berikut:

= ±
±

Keterangan:

= frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar (Hz).
= frekuensi sumber bunyi (Hz)
= kecepatan pendengar (m/s)

= kecepatan sumber bunyi (m/s)
= kecepatan bunyi di udara (340 m/s)

Catatan:

- bernilai (+) jika P mendekati S dan bernilai (-) jika P menjauhi S.
- bernilai (+) jika S menjauhi P dan bernilai (-) jika S mendekati P.
- Jika terdapat angin dengan kecepatan va dan menuju pendengar maka v

menjadi (v+va)

- Jika angin menjauhi pendengar maka v menjadi (v-va)

23 | P a g e

KODE QR

Untuk lebih memahami efek doppler scan Kode
QR berikut untuk melihat animasi dari efek
doppler:

SCAN HERE

24 | P a g e

Contoh Soal

Pada saat kereta api pandanwangi hendak berangkat, terdengar bunyi peluit
dengan frekuensi 1020 Hz. Kecepatan kereta 14,4 km/jam dan cepat rambat
bunyi di udara 340 m/s frekuensi bunyi peluit yang didengar oleh penumpang
di kereta adalah....

Pembahasan:

Diketahui:

= 1020
= 340 /

= 14,4 / = 4 /

= 0
Ditanya: = ?

Jawab:

= ±
±

= −
−0

= 340 / −4 / (2020 Hz)
340 /

= 336 / (2020 Hz)

340 /

= 1008 Hz

Sehingga, frekuensi yang didengar oleh penumpang adalah 1008 Hz.

25 | P a g e

B. Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi

Science and Technology Theory

Gelombang bunyi memindahkan energi dari satu tempat ke tempat yang lain.
Saat gelombang melalui medium, energi dipindahkan dalam bentuk energi getaran
dari satu partikel ke partikel lain dalam medium. Energi yang dipindahkan oleh
gelombang biasanya dinyatakan dalam intensitas gelombang bunyi. Intensitas
gelombang bunyi didefinisikan sebagai jumlah energi bunyi per satuan waktu
(daya) yang menembus tegak lurus suatu bidang per satuan luas.


= = 4 2
Keterangan:
I = intensitas bunyi (W/m2)
P = daya (W)
A= Luas Penapang (m2)
r = jarak titik ke sumber bunyi (m)
Intensitas bunyi di suatu empat berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya,
semakin jauh dari sumber bunyi semakin kecil pula intensitasnya. Mari kita tinjau
secara matematis dengan mempertimbangkan r1 dan r2 pada saat yang sama.

1 = ( 2 1)2
2

Enginering Problem

Telinga manusia merupakan suatu detektor bunyi dimana telinga memiliki
beberapa bagian-bagian serta fungsinya. Bagaimana susunan bagian dari
telinga? Serta bagaimanakan proses terdengarnya bunyi oleh telinga sehingga
dapat didengarkan?

26 | P a g e

Bunyi merupakan suatu getaran yang ditimbulkan oleh suatu benda. Getaran
dari sumber bunyi akan menggetarkan udara disekitarnya dan merambat ke segala
arah. Gelombang bunyi menggetarkan telinga luar yang kemudian menggetarkan
gendang telingan. Untuk lebih memahaminya perhatikan gambar bagian-bagian
telinga berikut:

Gambar 1.7 Anatomi Bagian-Bagian Telinga
Bagian luar dari telinga yaitu daun telinga, yang memiliki fungsi
mengumpulkan suara dan meneruskannya ke saluran telinga. Tulang-tulang
pendengaran manusia ada tiga, yaitu martil, landasan dan sanggurdi yang terdapat
pada telinga bagian tengah. Getaran-getaran dilewatkan melalui selaput telinga
yang luas penampangnya lebih kecil. Fungsi dari tulang-tulang pendengaran serta
selaput telinga adalah untuk penguat tekanan bunyi. Tekanan bunyi dari selaput
telinga diteruskan melalui cairan dalam cochlea mempengaruhi ribuan saraf yang
mengirim isyarat ke otak.
Telinga manusia dapat mendengar bunyi mulai dari intensitas 10-12 W/m2.
Intensitas bunyi di bawah 10-12 W/m2 tidak akan dapat didengar oleh telinga
manusia. Sedangkan di atas 1 W/m2 akan sakit apabila didengar oleh telinga.
Intensitas terkecil yang dapat didengar oleh telinga manusia disebut intensitas
ambang pendengaran. Akan tetapi kuat bunyi yang terdengar oleh telinga manusia
tidak berbanding lurus dengan besar intensitas bunyi. Berdasarkan percobaan yang

27 | P a g e

telah dilakukan oleh para ahli, telingan manusia mendengar bunyi dua kali lebih

kuat ketika intensitas bunyinya seratus kali. Sehingga para ahli menggunakan skala

logaritmik untuk menentukan taraf intensitas bunyi. Taraf Intensitas bunyi

didefinisikan sebagai tingkat atau derajat kebisingan bunyi. Maka taraf intensitas

bunyi secara matematis dirumuskan.


= 10 log 0
Keterangan:

TI = Taraf intensitas bunyi (dB)

I = intensitas bunyi (W/m2)
0 = intensitas ambang (10−12 W/m2)
Taraf intensitas bunyi oleh beberapa sumber dengan intensitas sama akan

dirumuskan. = 0 + 10 log 2
Keterangan: 1

TI = Taraf intensitas bunyi (dB)

0 = taraf intensitas bunyi dengan sumber mula-mula (dB)
1 = banyaknya sumber bunyi mula-mula
2 = banyaknya sumber bunyi akhir

Taraf intensitas bunyi akibat perbedaan lokasi dirumuskan.

= 0 − 20 log 2
1

Keterangan:

TI = Taraf intensitas bunyi (dB)

0 = taraf intensitas bunyi dengan sumber mula-mula (dB)
1 = jarak awal dari sumber bunyi (m)
2 = jarak akhir dari sumber bunyi (m)

28 | P a g e

Science and Mathematics Theory

C. Pelayangan Bunyi
Pelayangan bunyi adalah gejala penguatan atau pelemahan bunyi secara

periodik atau frekuensi dua sumber bunyi yang mempunyai pebedaan frekuensi
sangat kecil. Secara matematis dinyatakan sebagai berikut.

∆ = ⃒ 1 − 2⃒
Keterangan:
∆ = layangan bunyi (Hz)
1 = frekuensi yang didengar pertama (Hz)
2 = frekuensi yang didengar kedua (Hz)

Aktivitas Siswa

Setelah mempelajari materi bunyi kalian akan melaksanakan engineering project.
Dalam enginering project ini kalian akan mendesain sebuah seruling yang terbuat dari
pipa. Sebelumnya kalian harus memahami terlebih dahulu urutan notasi pada lubang-
lubang pipa. Setelah selesai tuliskan laporan hasil enginering projek, kemudian
presentasikan menggunakan media presentasi.

ENGINERING PROJECT

Silahkan Scan kode QR untuk
meegetahui langkah-langkah
pembuatan seruling.

SCAN HERE

29 | P a g e

RANGKUMAN

1. Efek doppler merupakan peristiwa bertambah atau berkurangnya frekuensi

sumber yang didengar oleh frekuensi pendengar yang diakibatkan adanya

gerak relatif antara sumber bunyi dan pendengar.

= ±
±

2. Intensitas gelombang bunyi didefinisikan sebagai jumlah energi bunyi per

satuan waktu (daya) yang menembus tegak lurus suatu bidang per satuan luas.


= = 4 2

3. Taraf Intensitas bunyi didefinisikan sebagai tingkat atau derajat kebisingan

bunyi.


= 10 log 0
4. Pelayangan bunyi adalah gejala penguatan atau pelemahan bunyi secara

periodik atau frekuensi dua sumber bunyi yang mempunyai pebedaan

frekuensi sangat kecil. Secara matematis dinyatakan sebagai berikut.

∆ = ⃒ 1 − 2⃒

30 | P a g e

Mari uji kemampuanmu pada kegiatan belajar 2
Jawablah pertanyaan berikut sesuai dengan jawaban yang paling tepat!
1. Sebuah mobil pemadam kebakaran dan motor bergerak saling menjauh. Motor

bergerak dengan kecepatan 40 m/s. Mobil kebakaran membunyikan sirine
dengan frekuensi 400 Hz dan didengar oleh pengendara motor dengan
frekuensi 300 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. Maka kecepatan
mobil pemdam kebakaran adalah....... (SOAL UN 2014)
a. 20 m/s
b. 25 m/s
c. 30 m/s
d. 50 m/s
e. 60 m/s
2. Dini berada di dalam kereta api A yang berhenti. Sebuah kereta api lain (B)
bergerak mendekati A dengan kecepatan 2 m/s sambil membunyikan peluit
dengan frekuensi 676 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m/s maka
frekuensi peluit kereta B yang didengar Dini adalah ..........
(SOAL UN 2011)
a. 680 Hz
b. 676 Hz
c. 660 Hz
d. 656 Hz
e. 640 Hz
3. Intensitas bunyi di titik P yang berjarak 3 m dari sumber bunyi adalah
10−4 . −2. Titik R berjarak 300 m dari sumber bunyi. Jika intensitas
ambang 0 = 10−12 . −2. Maka perbandingan taraf intensitas di titik P
dan R adalah.......
(SOAL UN 2013)
a. 1:2
b. 2:1
c. 2:3
d. 2:4

31 | P a g e

e. 3:4
4. Sebuah mesin menghasilkan bunyi dengan taraf intensitas bunyi 40 dB. Jika

intensitas ambang pendengaran manusia 10−12 . −2 maka untuk dua
mesin identik yang sedang bekerja bersama menghasilkan intensitas bunyi
sebesar........
(SOAL UN 2015)
a. 2 × 10−8 W.m−2
b. 3 × 10−8 W.m−2
c. 4 × 10−8 W.m−2
d. 5 × 10−8 W.m−2
e. 6 × 10−8 W.m−2
5. Sebuah mobil ambulans bergerak dengan kelajuan 144 km.jam-1 sambil
membunyikan sirine dengan frekuensi 2000 Hz. Sebuah sepeda motor
bergerak dengan kelajuan 40 m.s-1 berlawanan arah kemudian berpapasan
dengan mobil ambulans. Jika cepat rambat bunyi di udara saat itu adalah
320m.s-1 maka perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda
motor saat mendekati dan menjauhi mobil ambulans adalah...
(SOAL UN 2016)
a. 36:64
b. 40:64
c. 49:81
d. 64:36
e. 81:49

32 | P a g e

PENILAIAN DIRI

Setelah selesai mengerjakan Tes Formatif dalam kegiatan belajar 2,
cocokkan jawaban kamu dengan kunci jawaban yang terletak di bagian
akhir modul. selanjutnya hitunglah jawaban yang benar dan gunakan
rumus di bawah ini untuk mengetahui tingkat kemampuan kamu!

Tingkat penguasaan : ℎ 100%

ℎ

Keterangan :

90%-100% : sangat baik 60%-70% : sedang

80%-90% : baik <60% : kurang

70%-80% : cukup baik

Jika tingkat penguasaan kurang ≥ 70%, maka kamu bisa melanjutkan
kegiatan belajar selanjutnya. Namun jika tingkat penguasaan ≤ 70%

maka kamu harus mengulang kegiatan belajar ini, terutama pada bagian
yang belum dipahami.

33 | P a g e

KUNCI JAWABAN

KB 1

1. C
2. A
3. E
4. B
5. C

KB 2

1. E
2. A
3. B
4. A
5. E

34 | P a g e

DAFTAR PUSTAKA
Giancoli, Douglas. C. 2001. Fisika (5 ed., Vol 1). Jakarta: Erlangga
Kanginan, Marthen. 2013. Fisika untuk SMA/MA. Jakarta: Erlangga.
Sears & Zemansky.2001. Fisika Universitas. Jakarta: Erlangga
Soedojo. 2004. Fisika Dasar. Yogyakarta: CV Andi Ovset

35 | P a g e

GLOSARIUM

Audiosonik : Daerah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi berkisar
antara 20-20.000 Hz

Bunyi : Rambatan dari gelombang yang memiliki batasan frekuensi
tertentu sehingga dapat didengar oleh pendengar

Difraksi : Pembelokan arah gerak gelombang bunyi yang melewati
suatu celah atau ketika bertemu suatu penghalang pada lintasan
geraknya

Efek doppler : Peristiwa bertambah atau berkurangnya frekuensi sumber
yang didengar oleh frekuensi pendengar yang diakibatkan
adanya gerak relatif antara sumber bunyi dan pendengar

Infrasonik : Daerah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi lebih
rendah dari 20 Hz

Pelayangan bunyi: Gejala penguatan atau pelemahan bunyi secara periodik atau
frekuensi dua sumber bunyi yang mempunyai pebedaan
frekuensi sangat kecil

Ultrasonik : Daerah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi lebih dari
20.000 Hz

36 | P a g e