Halaman
Getaran, Gelombang, dan
Bunyi dalam Kehidupan
Sehari-hari
10
Pernahkah kamu mendengar tentang USG? USG
adalah salah satu peralatan medis yang dapat digunakan
untuk mendeteksi keadaan janin dalam kandungan.
Alat ini bekerja dengan cara memanfaatkan pantulan
gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke rahim ibu
hamil. Bagaimana sistem kerja USG? Apakah gelombang
bunyi hanya dapat dimanfaatkan pada USG saja?
Bagaimana dengan peralatan lainnya? Tentu kamu ingin
mengetahuinya bukan? Oleh karena itu, ayo kita pelajari
materi ini dengan penuh semangat!
S
u
m
b
e
r
:
D
o
k
.
K
e
m
d
i
k
b
u
d
116
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Pernahkah kamu berpikir bagaimana seseorang dapat mendengar
bunyi? Apa yang dimaksud dengan bunyi? Darimana bunyi berasal?
Kita membutuhkan alat indra berupa telinga untuk mendengar. Di
dalam telinga terdapat berbagai struktur yang memiliki fungsi tertentu
sehingga dapat mendeteksi adanya vibrasi mekanis (getaran) hingga
terjadilah proses mendengar. Kita wajib bersyukur kepada Tuhan, atas
karunia telinga yang diberikan kepada kita.
Tahukah kamu bahwa getaran dan gelombang juga banyak
dimanfaatkan dalam pengembangan teknologi? Misalnya untuk
melihat kondisi bayi melalui alat
ultrasonografi (USG), membuat
peta dasar laut, dan masih banyak yang lainnya. Tentu kamu ingin
mengetahuinya lebih banyak bukan? Untuk itu, ayo pelajari materi ini
dengan penuh semangat!
A.
G
etaran, Gelombang, dan Bunyi
Ayo, Kita Pelajari
Istilah Penting
•
Getaran
•
Gelombang
•
Bunyi
•
Getaran
•
Gelombang
•
Frekuensi
•
Periode
•
Amplitudo
•
Nada
•
Resonansi
•
Gaung
•
Gema
Mempelajari materi ini akan membantumu memahami konsep getaran dan
gelombang, termasuk di dalamnya gelombang bunyi dan penerapannya dalam
kehidupan sehari hari.
Mengapa Penting?
1. Getaran
Semua benda akan bergetar apabila diberi gangguan. Benda yang
bergetar ada yang dapat terlihat secara kasat mata karena simpangan
yang diberikan besar, ada pula yang tidak dapat dilihat karena
simpangannya kecil. Benda dapat dikatakan bergetar jika benda
bergerak bolak-balik secara teratur melalui titik kesetimbangan.
Apakah orang yang berjalan bolak-balik dapat disebut dengan
bergetar? Tentu saja tidak. Orang yang berjalan bolak balik belum
tentu melalui titik kesetimbangan. Agar memahami tentang getaran,
perhatikan Gambar 10.1 tentang bandul sederhana.
117
Ilmu Pengetahuan Alam
Sebuah bandul sederhana mula-mula
diam pada kedudukan O (kedudukan
setimbang). Bandul tersebut ditarik ke
kedudukan A (diberi simpangan kecil).
Pada saat benda dilepas dari kedudukan
A, bandul akan bergerak bolak-balik
secara teratur melalui titik A-O-B-O-A dan
gerak bolak balik ini disebut satu getaran.
Salah satu ciri dari getaran adalah adanya
amplitudo atau simpangan terbesar. Setiap
kali bergetar, berapa banyak waktu yang
dibutuhkan? Apa saja yang memengaruhi
getaran tersebut? Agar memahami hal
tersebut, lakukan kegiatan berikut.
Aktivitas 10.1 Getaran
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
1 buah bandul
2.
1 buah statif
3.
1 buah
Stopwatch
4.
Tali nilon dengan panjang 15 cm dan 30 cm
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Ikatkan bandul pada statif sehingga menggantung!
2.
Tarik
bandul dengan memberi simpangan kecil (< 10°) kemudian
lepaskan. Setelah bandul bergerak satu getaran, hidupkan
stopwatch
!
3.
Catatlah
waktu yang diperlukan bandul bergerak bolak-balik
dengan jumlah getaran dan panjang tali seperti yang tercantum
pada Tabel 10.1! Lengkapi tabel tersebut!
A
O
B
Sumber: Dok.Kemdikbud
Gambar 10.1
Bandul
Sederhana
118
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Tabel 10.1
Hasil Pengamatan Getaran Bandul
Panjang
Tali (
l
)
Jumlah
Getaran
(
n
)
Waktu
Getaran (
t
)
Waktu
untuk 1 Kali
Bergetar (
T
)
Jumlah Getaran
dalam 1 Sekon (
f
)
15
5
10
15
20
30
5
10
15
20
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Berapa waktu
yang dibutuhkan untuk melakukan 1 getaran
dengan panjang tali 15 cm? Berapa pula waktu yang dibutuhkan
untuk melakukan 1 getaran dengan panjang tali 30 cm?
Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran
disebut periode
(
T
)
2.
Berapa jumlah
getaran yang terjadi dalam satu sekon pada
panjang tali 15 cm? Berapa pula jumlah getaran yang terjadi
dalam satu sekon pada panjang tali 30 cm?
Jumlah getaran yang terjadi dalam satu sekon disebut
frekuensi
(
f
)
3.
Secara matematis, bagaimana kamu merumuskan periode?
Apa satuannya?
4.
Secara matematis, bagaimana kamu merumuskan frekuensi?
Apa satuannya?
5.
Bagaimana hubungan antara frekuensi dan periode?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan
dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
119
Ilmu Pengetahuan Alam
Berdasarkan percobaan pada Aktivitas 10.1, dapat diketahui bahwa
panjang tali pada bandul berpengaruh terhadap periode getar. Semakin
panjang tali, maka semakin besar periode getarnya dan semakin kecil
frekuensinya. Dengan demikian, besar periode berbanding terbalik
dengan besar frekuensi.
Ayo, Kita Selesaikan
Jika ayunan sederhana bergetar sebanyak 60 kali dalam waktu
15 sekon, tentukan:
a.
frekuensi ayunan, dan
b.
periode ayunan.
2. Gelombang
Jika kamu memukul panci di dekat wadah berlapis plastik yang di
atasnya ditaruh segenggam beras, maka beras akan bergetar. Mengapa
hal itu dapat terjadi? Ternyata, energi getaran yang dihasilkan dari
pukulan panci akan merambat, sehingga menyebabkan plastik ikut
bergerak. Dalam bentuk apa energi getaran itu merambat? Energi
getaran akan merambat dalam bentuk gelombang. Pada perambatan
gelombang yang merambat adalah energi, sedangkan zat perantaranya
tidak ikut merambat (hanya ikut bergetar). Pada saat kita mendengar,
getaran akan merambat dalam bentuk gelombang yang membawa
sejumlah energi, sehingga sampai ke saraf yang menghubungkan ke
otak kita.
Berdasarkan energinya, gelombang dapat dibedakan menjadi
dua jenis, yaitu
gelombang mekanis
dan
gelombang
elektromagnetik
. Perambatan gelombang mekanis memerlukan
medium (perantara), misal gelombang tali, gelombang air, dan
gelombang bunyi. Perambatan gelombang elektromagnetik tidak
memerlukan medium, misal gelombang cahaya. Dari kedua jenis
gelombang tersebut, yang akan kamu pelajari adalah gelombang
mekanis. Apakah yang dirambatkan oleh gelombang tersebut? Agar
mengetahuinya, lakukan kegiatan berikut.
120
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Aktivitas 10.2 Gelombang
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Tali dengan panjang 3 m
2.
Karet gelang
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Siapkan alat dan bahan yang diperlukan!
2.
Ikatlah karet gelang
pada tali kira-kira pada jarak 0,5 m dari
salah satu ujungnya!
3.
Peganglah
salah satu ujungnya olehmu dan ujung yang lain oleh
temanmu, kemudian usikan tali ke atas dan ke bawah!
4.
Amati yang terjadi pada tali dan karet gelang
yang diikatkan
tadi!
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Pada saat kamu getarkan,
apakah karet gelang ikut merambat
bersama gelombang?
2.
Apakah bagian tali ikut berpindah merambat bersama
gelombang?
3.
Apa yang dirambatkan oleh gelombang?
4.
Mintalah te
manmu untuk menggetar-getarkan tali tersebut
dengan cepat. Apakah kamu merasakan sesuatu?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
121
Ilmu Pengetahuan Alam
Pada saat menggetarkan tali, gelombang akan merambat pada
tali ke arah temanmu, tetapi karet gelang yang diikatkan tidak ikut
merambat bersama gelombang. Demikian pula dengan tali juga tidak
ikut merambat. Jadi hal tersebut membuktikan bahwa gelombang
merambat hanya menghantarkan energi, mediumnya tidak ikut
merambat. Berdasarkan arah rambat dan arah getarannya, gelombang
dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
a. Gelombang Transversal
Tahukah kamu apa itu gelombang transversal? Sebelum kamu
mempelajari gelombang transversal, lakukan aktivitas berikut.
Aktivitas 10.3 Gelombang Transversal
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
Tali tambang
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 perlu kamu diskusikan?
1.
Kemanakah arah rambat gelombang?
2.
Apakah arah getar
dengan arah rambat gelombang saling tegak
lurus?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
122
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Ketika tali diberi simpangan, tali akan bergetar dengan arah
getaran ke atas dan ke bawah. Pada tali, gelombang merambat tegak
lurus dengan arah getarnya. Bentukan seperti ini disebut gelombang
transversal. Contoh lain gelombang transversal ada pada permukaan
air. Panjang gelombang transversal sama dengan jarak satu bukit
gelombang dan satu lembah gelombang (
a-b-c-d-e
pada Gambar 10.2).
Panjang satu gelombang dilambangkan dengan
λ
(dibaca lambda)
dengan satuan meter. Simpangan terbesar dari gelombang itu disebut
amplitudo (
bb'
atau
dd'
pada Gambar 10.2). Dasar gelombang terletak
pada titik terendah gelombang, yaitu
d
dan
h
, dan puncak gelombang
terletak pada titik tertinggi yaitu
b
dan
f
. Lengkungan
c-d-e
dan
g-h-i
merupakan lembah gelombang. Lengkungan
a-b-c
dan
e-f-g
merupakan bukit gelombang.
Ar
ah rambat
A
A'
a
b
c
d
e
f
g
h
i
b'
d'
f '
h'
Lambda (
λ
)
Satu gelombang (1
λ
)
Arah getar
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.2
Grafik Simpangan terhadap Arah Rambat
Waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang disebut
periode gelombang, satuannya sekon (
s
) dan dilambangkan dengan
T
. Jumlah gelombang yang terbentuk dalam 1 sekon disebut frekuensi
gelombang. Lambang untuk frekuensi adalah
f
dan satuannya hertz
(Hz). Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung yang lain
memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh jarak tertentu dalam
waktu tertentu pula.
b. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal dapat kamu amati pada slinki atau
pegas yang diletakkan di atas lantai. Ketika slinki digerakkan maju-
mundur secara terus menerus, akan terjadi gelombang yang merambat
pada slinki dan membentuk pola rapatan dan regangan. Gelombang
longitudinal memiliki arah rambat yang sejajar dengan arah getarnya.
123
Ilmu Pengetahuan Alam
Aktivitas 10.4 Gelombang Longitudinal
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
Slinki (Gambar 10.3)
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.3
Slinki
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Letakkan
slinki di atas lantai yang licin dan minta temanmu
memegang salah satu ujungnya!
2.
Gerakkan
salah satu ujung slinki dengan cara memberikan
dorongan dan tarikan pada slinki!
3.
Amati dan gambarkan fenomena yang terjadi pada slinki!
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Pada saat kam
u mendorong dan menarik slinki, ke arah manakah
getaran pada slinki?
2.
Kemanakah arah rambat gelombang?
3.
Apakah arah
getar dengan arah rambat gelombang searah?
Mengapa?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
124
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi. Satu
gelombang longitudinal terdiri atas satu rapatan dan satu regangan
seperti pada Gambar 10.4. Besaran-besaran yang digunakan pada
gelombang longitudinal sama dengan besaran-besaran pada gelombang
transversal. Dapatkah kamu menyebutkannya?
Lambda (
λ
)
Satu gelombang
Rapatan
Renggangan
Rapatan
Arah getar
Arah rambat
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.4
Rapatan dan Renggangan pada Gelombang Longitudinal
c. Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat
Rambat, dan Periode Gelombang
Pernahkah kamu memerhatikan cahaya kilat dan bunyi guntur?
Kamu akan mendengar bunyi guntur beberapa saat setelah cahaya
kilat terlihat. Walaupun guntur dan cahaya kilat muncul dalam waktu
yang bersamaan, kamu akan melihat cahaya kilat lebih dahulu karena
cahaya merambat jauh lebih cepat daripada bunyi. Cahaya merambat
dengan kecepatan 3 × 10
8
m/s, sedangkan bunyi hanya merambat
dengan kecepatan 340 m/s. Cepat rambat gelombang dilambangkan
dengan
v
, dengan satuan m/s.
Karena gelombang menempuh jarak satu panjang gelombang
(λ
)
dalam waktu satu periode gelombang (
T
), maka kecepatan gelombang
dapat ditulis
=
v
λ
T
Karena
=
T
1
f
, maka cepat rambat gelombang dapat juga dinyata-
kan sebagai berikut.
v
=
f
×
λ
125
Ilmu Pengetahuan Alam
Bagaimana jika kamu membuat gelombang tali dengan frekuensi
yang berbeda? Kamu akan menemukan jika frekuensi gelombang tali
diperbesar, maka panjang gelombangnya mengecil. Mengapa? Dalam
medium yang sama, cepat rambat gelombang adalah tetap. Misalnya
cepat rambat gelombang pada tali adalah 12 m/s, dengan frekuensi
gelombang 4 Hz, maka panjang gelombangnya adalah 3 m (
λ
= 3 m).
Namun jika frekuensi diperbesar menjadi 6 Hz, maka panjang
gelombangnya menjadi 2 (
λ
= 2 m). Apa yang terjadi jika frekuensi
gelombangnya diperkecil? Misalnya menjadi 2 Hz, berapakah panjang
gelombangnya sekarang?
Ayo, Kita Pahami
Contoh Soal
Gelombang pada permukaan air merambat dengan panjang
gelombang 2 m. Jika waktu yang dibutuhkan untuk menempuh
satu gelombang adalah 0,5 sekon, tentukan:
a. cepat rambat gelombang, dan
b. frekuensi gelombang!
Penyelesaian:
Diketahui: Perambatan gelombang pada air
λ
= 2 m
T
= 0,5 s
Ditanya: a. Cepat rambat gelombang (
v
)
b. Frekuensi (
f
)
Jawab:
a.
=
v
λ
T
=
2 m
0,5 s
= 4 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang air adalah 4 m/s
b.
=
f
1
T
=
1
0,5 s
= 2 Hz
Jadi, frekuensi gelombang air adalah 2 Hz.
126
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Ayo, Kita Selesaikan
1.
Sebuah
gelombang panjangnya 0,75 m dan cepat rambatnya 150
m/s. Berapakah frekuensinya?
2.
Suatu sumbe
r getar memiliki frekuensi 300 Hz. Gelombangnya
merambat dalam zat cair dengan kecepatan 1.500 m/s.
Berapakah panjang gelombangnya?
3.
Jika frekuensi
suatu getaran 440 Hz dan panjang gelombangnya
75 cm, berapakah kecepatan gelombang tersebut?
d. Pemantulan Gelombang
Apakah gelombang dapat dipantulkan? Agar memahami
pemantulan gelombang pada tali, ayo diskusikan permasalahan
berikut.
Ayo, Kita Diskusikan
Jika kita membuat usikan pada tali yang salah satu ujungnya
dipegang temanmu, bagaimanakah kondisi gelombang yang terjadi
pada tali? Apakah ada gelombang yang dipantulkan?
(a)
(b)
Sumber: (a) hendrix2.uoregon.edu.(b) i.ytimg.com
Gambar 10.5
(a) Gelombang pada Air, (b) Gelombang pada Tali
127
Ilmu Pengetahuan Alam
Pemantulan gelombang adalah peristiwa membaliknya gelombang
setelah mengenai penghalang. Seperti gelombang tali pada Gambar
10.5, gelombang yang mencapai ujung akan memberikan gaya ke atas
pada penopang yang ada di ujung, sehingga penopang memberikan
gaya yang sama tetapi berlawanan arah ke bawah pada tali. Gaya ke
bawah pada tali inilah yang membangkitkan gelombang pantulan yang
terbalik.
3. Bunyi
Setiap hari, kita dapat mendengar suara burung berkicau, orang
bernyanyi, klakson mobil atau kendaraan bermotor. Mengapa kamu
dapat mendengar suara tersebut? Suara yang kamu dengar dikenal
dengan bunyi. Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang
merambatkan energi gelombang di udara sampai terdengar oleh
reseptor pendengar. Agar mengetahui bagaimana bunyi ini dibentuk,
lakukan kegiatan berikut.
Aktivitas 10.5 Bergetar Menimbulkan Bunyi
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Gitar
2.
Tong
3.
Garpu tala dan pemukul garpu tala
Jika
tidak ada gitar, bawalah alat musik petik lainnya seperti
sasando, ukulele, dan lain sebagainya. Jika tidak ada tong
atau gong, bawalah kaleng bekas biskuit, ember, wadah dari
logam, galon, dan lain sebagainya.
128
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Memetik gitar
a.
Petiklah gitar sehingga mengeluarkan suara!
b.
Amatilah senar yang dipetik, bagaimanakah keadaan senar?
c.
Pegang senar yang dipetik, apa yang kamu
rasakan dan apakah
kamu masih dapat mendengarkan suara gitar yang dipetik?
2.
Memukul gong/tong
a.
Pukullah gong/tong hingga mengeluarkan suara!
b.
Sentuhlah
gong/tong itu secara perlahan dengan jarimu, apa
yang kamu rasakan?
c.
Pegang
permukaan gong/tong sampai tidak bersuara,
kemudian sentuhlah dengan jari. Apa yang kamu rasakan?
3.
Memukul garpu tala
a.
Peganglah garpu tala!
b.
Pukullah garpu
tala dengan alat pemukul garpu tala hingga
mengeluarkan suara! Sentuh garpu tala dengan tanganmu,
apa yang kamu rasakan? Setelah garpu tala tidak bersuara,
apa yang kamu rasakan?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan kegiatan yang telah dilakukan, kamu dapat
menemukan bahwa tong, senar, dan garpu tala mengeluarkan suara
pada saat benda-benda tersebut bergetar. Namun pada saat benda-
benda itu diam, ketiga benda itu tidak bersuara. Suara tersebut dikenal
dengan
bunyi
. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa bunyi
ditimbulkan oleh benda-benda yang bergetar. Bunyi garpu tala menuju
telinga dihantarkan oleh rapatan dan regangan partikel-partikel udara.
Pada waktu bunyi keluar dari garpu tala, langsung akan menumbuk
molekul-molekul udara. Molekul udara ini akan menumbuk udara
di sebelahnya yang mengakibatkan terjadinya rapatan dan regangan,
demikian seterusnya sampai ke telinga. Perhatikan Gambar 10.6!
129
Ilmu Pengetahuan Alam
Sumber: www.centralparkent.net
Gambar 10.6
Gelombang Bunyi yang Merambat Menuju Telinga
Apakah molekul udara berpindah? Molekul udara tidak berpindah,
tetapi hanya merapat dan merenggang. Bunyi sampai di telinga karena
merambat dalam bentuk gelombang. Gelombang yang tersusun dari
rapatan dan regangan adalah gelombang longitudinal. Tanpa adanya
medium atau zat perantara, bunyi tidak dapat merambat. Hal ini
mengakibatkan bunyi termasuk jenis gelombang mekanis. Begitu pula
ketika kita mendengar bunyi akan dirambatkan ke telinga kita melalui
udara. Jadi dapat disimpulkan bahwa bunyi dapat terdengar bila ada
1) sumber bunyi, 2) medium/zat perantara, dan 3) alat penerima/
pendengar.
Seberapa cepat kita dapat mendengar bunyi? Ahli fisika bernama
Miller melakukan percobaan untuk mengukur kecepatan bunyi
di udara dengan menembakkan peluru sebagai sumber bunyi dan
meletakkan detektor pada jarak tertentu. Pada percobaan tersebut,
kecepatan bunyi tergantung pada temperatur. Semakin rendah suhu
udara, maka semakin besar kecepatan bunyi. Hal ini yang menjelaskan
mengapa pada malam hari bunyi terdengar lebih jelas daripada siang
hari. Pada siang hari gelombang bunyi dibiaskan ke arah udara yang
lebih panas (ke arah atas) karena suhu udara di permukaan bumi lebih
dingin dibandingkan dengan udara pada bagian atasnya. Berlawanan
pada malam hari, gelombang bunyi dipantulkan ke arah yang lebih
rendah karena suhu permukaan bumi lebih hangat dibandingkan
dengan udara pada bagian atasnya.
Selain dipengaruhi oleh suhu, cepat rambat bunyi di udara
juga dipengaruhi oleh jenis medium. Medium manakah yang akan
menghantarkan bunyi paling cepat? Perhatikan Tabel 10.2!
130
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Tabel 10.2
Cepat Rambat Bunyi pada Berbagai Medium
Medium
Cepat Rambat
Bunyi (m/s)
Udara (O°C)
331
Udara (15°C)
340
Air (25°C)
1.940
Air laut (25°C)
1.530
Aluminium (20°C)
5.100
Tembaga (20°C)
3.560
Besi (20°C)
5.130
a. Frekuensi Bunyi
Apakah semua bunyi dapat terdengar oleh telinga manusia? Ketika
guru menggetarkan penggaris di meja dengan getaran kurang dari 20
getaran per sekon, kita tidak dapat mendengar bunyi. Kita baru dapat
mendengarkan bunyi ketika penggaris menghasilkan 20 getaran per
sekon atau lebih.
Berdasarkan frekuensinya, bunyi
dibagi menjadi tiga, yaitu infrasonik,
audiosonik, dan ultrasonik. Bunyi
infrasonik memiliki frekuensi kurang
dari 20 Hz. Bunyi infrasonik hanya
mampu didengar oleh hewan-hewan
tertentu seperti jangkrik dan anjing.
Bunyi yang memiliki frekuensi
20-20.000 Hz disebut audiosonik.
Manusia dapat mendengar bunyi
hanya pada kisaran ini. Bunyi dengan
frekuensi di atas 20.000 Hz disebut
ultrasonik. Kelelawar, lumba-lumba,
dan anjing adalah contoh hewan yang
dapat mendengar bunyi ultrasonik.
Tabel 10.3
Klasifikasi Frekuensi Bunyi
Jenis Bunyi
Frekuensi (
Hz)
Infrasonik
<20
Audiosonik
20-20.000
Ultrasonik
>20.000
A
B
C
Penggaris
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.7
Penggaris Plastik
yang Digetarkan
131
Ilmu Pengetahuan Alam
Anjing adalah salah satu contoh hewan yang mampu menangkap
bunyi infrasonik, audiosonik, dan ultrasonik (kurang dari 20 Hz hingga
40.000 Hz). Anjing akan terbangun jika mendengar langkah kaki
manusia walaupun sangat pelan. Hal ini menjadi alasan oleh sebagian
orang untuk memanfaatkan anjing sebagai penjaga rumah.
Selain anjing, kelelawar juga mampu memanfaatkan bunyi
dengan baik. Kelelawar dapat mengeluarkan gelombang ultrasonik
saat terbang. Pada malam hari, mata kelelawar mengalami disfungsi
(pelemahan fungsi). Kelelawar menggunakan indra pendengarannya
untuk “melihat”. Kelelawar mengeluarkan bunyi ultrasonik sebanyak
mungkin. Kemudian, kelelawar mendengarkan bunyi pantul tersebut
untuk mengetahui letak suatu benda dengan tepat, sehingga kelelawar
mampu terbang dalam keadaan gelap tanpa menabrak benda-benda di
sekitarnya. Mekanisme untuk memahami keadaan lingkungan dengan
bantuan bunyi pantul ini sering disebut dengan sistem ekolokasi.
Ayo, Kita Diskusikan
Sebuah sumber bergetar menghasilkan frekuensi 40 kHz.
Hitunglah panjang gelombang bunyi tersebut jika cepat rambatnya
1.500 m/s!
b. Karakteristik Bunyi
Ketika kamu mendengar bunyi, apakah kamu dapat membedakan
sumber bunyi? Misalnya ketika membedakan bunyi gitar dan piano.
Mengapa kamu mempunyai kemampuan itu? Hal ini disebabkan oleh
setiap gelombang bunyi memiliki frekuensi, amplitudo, dan warna
bunyi yang berbeda meskipun perambatannya terjadi pada medium
yang sama.
1) Tinggi Rendah dan Kuat Lemah Bunyi
Pada waktu memainkan alat musik kamu dapat menentukan
tinggi rendahnya bunyi. Agar memahami tinggi atau rendahnya bunyi,
lakukan kegiatan berikut ini.
132
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Aktivitas 10.6 Frekuensi pada Garpu Tala
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
Tiga garpu tala yang berbeda-beda frekuensinya, misalnya
440 Hz, 400 Hz, dan 360 Hz.
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Siapkan garpu tala!
2.
Getarkan garpu tala secara bergantian!
3.
Dengarkan dan bandingkan bunyi yang terdengar!
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan
percobaan yang telah kamu lakukan, apa yang
dapat kamu simpulkan?
Pada orang dewasa, suara perempuan lebih tinggi dibandingkan
suara laki-laki. Pita suara laki-laki yang bentuknya lebih panjang
dan berat, mengakibatkan laki-laki memiliki nada dasar sebesar 125
Hz, sedangkan perempuan memiliki nada dasar satu oktaf (dua kali
lipat) lebih tinggi, yaitu sekitar 250 Hz. Bunyi dengan frekuensi tinggi
akan menyebabkan telinga sakit dan nyeri karena gendang telinga
ikut bergetar lebih cepat. Tinggi rendahnya nada ini ditentukan oleh
frekuensi bunyi tersebut. Semakin besar frekuensi bunyi, maka akan
semakin tinggi nadanya. Sebaliknya, jika frekuensi bunyi kecil, maka
nada akan semakin rendah.
Garpu tala yang digetarkan pelan-pelan menghasilkan simpangan
yang kecil, sehingga amplitudo gelombang yang dihasilkan juga
kecil. Hal ini menyebabkan bunyi garpu tala terdengar lemah. Pada
saat garpu tala digetarkan dengan simpangan yang besar, amplitudo
gelombang yang dihasilkan juga besar sehingga bunyi garpu tala
terdengar keras. Kuat lemahnya suara ditentukan oleh amplitudonya.
Bagaimana bunyi yang diperdengarkan gitar dapat menghasilkan nada
yang berbeda-beda. Agar mengetahui faktor-faktor yang menentukan
tinggi rendah nada pada dawai atau senar lakukan aktivitas berikut.
133
Ilmu Pengetahuan Alam
Aktivitas 10.7 Frekuensi Nada pada Senar
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
Gitar
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Petiklah secara bergantian senar gitar nomor 1, 3, 6!
2.
Dengarkan
bunyi yang dihasilkan masing-masing senar. Apakah
bunyi yang dihasilkan semakin tinggi atau rendah frekuensinya?
Bagaimana hubungan ketebalan tali dawai dengan frekuensi?
3.
Gaya tegang
pada senar nomor 6 diperbesar dengan memutar
setelannya, petiklah senarnya dan dengarkan nada yang
dihasilkan. Kurangi tegangan senar dengan memutar setelannya,
kemudian petik senarnya. Bandingkan bunyi senar yang
dihasilkan ketika tegangannya diperbesar dan dikurangi!
4.
Apakah frekuensi bunyinya semakin besar ketika tegangan
diperbesar? Bagaimana hubungan tegangan dawai dengan
frekuensi?
5.
Petiklah senar nomor
6 dengan menekan senar pada kolom 2, 3, 4
(panjang senar semakin pendek) secara bergantian. Bandingkan
bunyi yang dihasilkan. Apakah semakin pendek senarnya akan
semakin tinggi frekuensi bunyi yang dihasilkan?
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, buatlah
simpulannya!
Berdasarkan kegiatan pada Aktivitas 10.7 diperoleh hasil bahwa
frekuensi senar yang bergetar bergantung pada hal-hal berikut.
Panjang
senar, semakin panjang senar, semakin rendah
frekuensi yang dihasilkan.
Tegangan senar,
semakin besar tegangan senar, semakin tinggi
frekuensi yang dihasilkan.
134
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Luas penampang senar,
semakin kecil penampang senar,
semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.8
Gitar
2) Nada
Kamu akan lebih nyaman ketika mendengarkan bunyi musik,
dibandingkan dengan bunyi ramainya orang yang ada di pasar.
Mengapa? Bunyi musik akan lebih enak didengarkan karena bunyi
musik memiliki frekuensi getaran teratur yang disebut nada, sebaliknya
bunyi yang memiliki frekuensi yang tidak teratur disebut desah. Berikut
ini merupakan beberapa deret nada yang berlaku standar.
Deret nada
: c
d
e
f
g
a
b
c
Baca
: do
re
mi
fa
sol
la
si
do
Frekuensi
: 264
297
330 352
396 440
495
528
Perbandingan
: 24
27
30
32
36
40
45
48
3) Warna atau Kualitas Bunyi
Pada saat bermain alat musik, kamu dapat membedakan bunyi
yang bersumber dari alat musik gitar, piano dan lain-lain. Setiap
alat musik akan mengeluarkan suara yang khas. Suara yang khas ini
disebut kualitas bunyi atau yang sering disebut timbre. Begitu pula
pada manusia, juga memiliki kualitas bunyi yang berbeda-beda, ada
yang memiliki suara merdu atau serak.
4) Resonansi
Tahukah kamu mengapa kentongan menghasilkan bunyi yang
lebih keras daripada kayu yang tidak berongga ketika dipukul?
Mengapa bentuk gitar listrik berbeda dengan gitar biasa? Apa fungsi
135
Ilmu Pengetahuan Alam
kotak udara pada gitar biasa? Jawaban pertanyaan ini akan berkaitan
dengan resonansi. Agar memahami resonansi, lakukan kegiatan pada
Aktivitas 10.8.
Aktivitas 10.8 Resonansi Bunyi
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
2 garpu tala yang memiliki frekuensi sama
2.
Penyangga garpu tala
3.
Pemukul garpu tala
4.
Gelas
5.
Air
Apa yang harus kamu lakukan?
a. Percobaan 1
1.
Susunlah garpu tala seperti pada Gambar 10.9!
Garpu tala A
Garpu tala B
Sumber: ecx.images-amazon.com
Gambar 10.9
Percobaan Garpu Tala
2.
Pukullah
garpu tala A dengan menggunakan pemukul garpu tala,
sehingga terdengar bunyi! Setelah beberapa lama, peganglah
garpu tala A!
3.
Amatilah garpu
tala B, apa yang terjadi pada garpu tala B ketika
garpu tala A dipukul?
4.
Mengapa
itu terjadi dan disebut peristiwa apakah itu? Jelaskan!
136
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
b. Percobaan 2
1.
Siapkan alat dan bahan!
2.
Pukullah garpu tala dengan
menggunakan pemukul garpu tala,
kemudian dengarkan bunyi dari garpu
tala, seperti pada Gambar 10.10!
3.
Pukullah garpu tala di meja kamu
lagi, kemudian dekatkan pada bibir
gelas yang kosong. Coba dengarkan!
4.
Isilah air dalam gelas sebanyak
1
2
gelas!
5.
Pukullah
garpu tala dengan
menggunakan pemukul garpu tala,
kemudian dekatkan pada bibir gelas
yang berisi air, coba dengarkan,
seperti pada Gambar 10.11!
6.
L
akukan kegiatan langkah ke-4 dan ke-
5, dengan melakukan variasi jumlah air
pada gelas, yaitu berisi air
1
2
gelas,
3
4
gelas, dan penuh dengan air!
7.
Gelas
manakah yang menghasilkan
suara paling keras? Urutkan
manakah yang menghasilkan suara
paling keras sampai paling rendah?
Apa yang perlu kamu
diskusikan?
Mengapa hal tersebut dapat terjadi?
Jelaskan!
Apa yang dapat kamu
simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi
yang telah kamu lakukan, apa yang
dapat kamu simpulkan?
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.10
Seorang Siswa
Mendengarkan Garpu Tala
Penuh air
3/4 air
1/2 air
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.11
Bagan
Percobaan Resonansi
137
Ilmu Pengetahuan Alam
Ikut bergetarnya udara yang ada di dalam kentongan setelah dipukul
mengakibatkan bunyi kentongan terdengar semakin keras. Hal inilah
yang disebut
resonansi
. Resonansi dapat terjadi pada kolom udara.
Bunyi akan terdengar kuat ketika panjang kolom udara mencapai
kelipatan ganjil dari
1
4
panjang gelombang (
λ
) bunyi. Resonansi kolom
udara ternyata telah dimanfaatkan oleh manusia dalam berbagai alat
musik, antara lain pada gamelan, alat musik pukul, alat musik tiup,
dan alat musik petik atau gesek.
Apakah resonansi hanya terjadi pada kolom udara yang ada di
berbagai alat musik? Apakah pada telinga manusia juga memanfaatkan
prinsip resonansi? Ketika kita berbicara, kita dapat mengatur suara
menjadi lebih tinggi atau rendah. Organ yang berperan dalam
pengaturan terjadinya suara adalah pita suara dan kotak suara yang
berupa pipa pendek. Pada saat kita berbicara pita suara akan bergetar.
Getaran itu diperkuat oleh udara dalam kotak suara yang beresonansi
dengan pita suara pada frekuensi yang sama. Akibatnya, amplitudo
lebih besar sehingga kita dapat mendengar suara yang nyaring.
Telinga manusia memiliki selaput tipis. Selaput itu mudah sekali
bergetar apabila di luar terdapat sumber getar meskipun frekuensinya
tidak sama dengan selaput gendang telinga. Selaput tipis sangat mudah
beresonansi, sehingga sumber getar yang frekuensinya lebih kecil atau
lebih besar dengan mudah menyebabkan selaput tipis ikut bergetar.
Prinsip kerja resonansi digunakan manusia karena memiliki beberapa
keuntungan, misal dapat memperkuat bunyi asli untuk berbagai alat
musik. Selain itu, ada juga dampak yang merugikan dari efek resonansi,
yaitu bunyi ledakan bom dapat memecahkan kaca walaupun kaca tidak
terkena bom secara langsung, bunyi gemuruh yang dihasilkan oleh
guntur beresonansi dengan kaca jendela rumah sehingga bergetar dan
dapat mengakibatkan kaca jendela pecah, serta bunyi kendaraan yang
lewat di depan rumah dapat menggetarkan kaca jendela rumah.
4) Pemantulan Bunyi
Mengapa ketika berada di ruang tertutup suara terdengar lebih keras
daripada di ruang terbuka? Mengapa jika kita berteriak pada tebing
seperti ada yang meniru suara kita? Apakah suara ini dipantulkan?
Agar memahami hal ini lakukan kegiatan berikut.
138
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Aktivitas 10.9 Pemantulan Bunyi
Ayo, Kita Lakukan
Apa yang kamu perlukan?
1.
Jam
beker
2.
2
batang pipa paralon kecil atau kertas karton yang digulung
menyerupai pipa
3.
Papan memantul
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Susunlah alat dan bahan seperti pada Gambar 10.12!
2.
Hadapkan/tempelkan jam beker pada salah satu pipa!
3.
Aturlah pipa yang lain sedemikian rupa sehingga
kamu dapat
mendengar suara yang paling jelas!
ir
Pipa paralon
Tembok atau papan pemantul
Sumber bunyi
Penerima bunyi
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.12
Perangkat percobaan pemantulan bunyi
4.
Gambarkan
lintasan bunyi datang dan bunyi pantul, kemudian
ukurlah sudut datang bunyi dan sudut pantulnya!
5.
Ulangi
langkah ke-3 dan ke-4 dengan sudut datang yang
berbeda-beda!
Apa yang dapat kamu simpulkan?
Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan,
apa yang dapat kamu simpulkan?
139
Ilmu Pengetahuan Alam
Berdasarkan percobaan yang telah kamu lakukan, dapat diperoleh
hukum pemantulan bunyi sebagai berikut.
1.
Arah bunyi
datang, bunyi pantul, dan garis normal terletak pada
satu bidang datar.
2.
Besarnya sudut datang (
i
) sama dengan besarnya sudut pantul (
r
).
a) Bunyi Pantul yang Memperkuat Bunyi Asli
Apabila kita berbicara di dalam ruangan kecil, suara yang terdengar
akan lebih keras dibandingkan dengan berbicara di ruang terbuka,
misalnya di lapangan. Hal ini disebabkan jarak sumber bunyi dan
dinding pemantul berdekatan sehingga selang waktu antara bunyi
asli dan bunyi pantul sangat kecil. Antara bunyi asli dan bunyi pantul
akan terdengar hampir bersamaan, sehingga bunyi asli terdengar lebih
keras.
Ayo, Kita Pikirkan!
Pernahkah kamu masuk ke dalam studio musik atau bioskop di
sekitar tempat tinggal kamu? 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?
b) Gaung atau Kerdam
Jika kamu mengucapkan suatu kata dalam ruang gedung yang luas,
kamu akan mendengar kata tersebut kurang jelas. Mengapa hal itu
terjadi? Bunyi seperti ini disebut gaung atau kerdam, misalnya ketika
kamu mengucapkan fisika.
Bunyi asli
: Fi – si – ka
Bunyi pantul
: ........Fi.... si..... ka
Bunyi yang terdengar jelas
: Fi .....................ka
Jadi,
gaung atau kerdam adalah bunyi pantul yang sebagian
terdengar bersama-sama dengan bunyi asli sehingga bunyi asli
terdengar tidak jelas. Bagaimana cara menghindari terjadinya gaung?
Agar dapat menghindari terjadinya gaung, pada dinding ruangan yang
besar harus dilengkapi peredam suara.
140
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Peredam suara terbuat dari bahan karet busa, karton tebal, karpet,
dan bahan-bahan lain yang bersifat lunak. Biasanya bahan-bahan
tersebut sering kita jumpai di gedung bioskop, studio TV atau radio,
aula, dan studio rekaman.
c) Gema
Apabila kamu berteriak di lereng gunung atau lapangan terbuka,
maka kamu akan mendengar bunyi pantul yang persis sama seperti
bunyi asli dan akan terdengar setelah bunyi asli.
Bunyi asli : Fi- si- ka
Bunyi pantul : Fi- si- ka
Bunyi yang terdengar : Fi- si- ka Fi- si- ka
Hal ini terjadi karena bunyi yang datang ke dinding tebing dan
bunyi yang dipantulkannya memerlukan waktu untuk merambat. Jadi,
gema adalah bunyi pantul yang terdengar sesudah bunyi asli.
B.
M
ekanisme Mendengar pada Manusia dan Hewan
Ayo, Kita Pelajari
Istilah Penting
•
Struktur dan fungsi
telinga manusia
•
Proses mendengar
•
Daun telinga
•
Saluran telinga
•
Tulang
pendengaran
•
Saluran
eustachius
•
Koklea
•
Organ korti
Mempelajari materi ini akan membantumu memahami mekanisme mendengar
pada manusia dan hewan, sehingga kamu lebih memahami konsep getaran dan
gelombang.
Mengapa Penting?
1. Mekanisme Pendengaran Manusia
Tahukah kamu bagaimana proses mendengar? Sebelum
mempelajari proses pendengaran pada manusia, ayo lakukan aktivitas
berikut!
141
Ilmu Pengetahuan Alam
Aktivitas 10.10 Struktur, Fungsi, dan Proses Pendengaran
Ayo, Kita Lakukan
A. Struktur dan Fungsi Indra Pendengaran
Agar mengetahui proses mendengar, kita perlu memahami
terlebih dahulu struktur telinga sebagai alat pendengaran.
Apa yang kamu perlukan?
1.
Kertas karton/manila
2.
Gunting
3.
Lem kertas
4.
Pensil warna/krayon
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Buatlah sebuah
model telinga sederhana, dengan membuat pola
seperti Gambar 10.13, dengan ukuran yang lebih besar agar lebih
mudah dicoba.
Otak
Sumber: Dok. Kemdikbud
Gambar 10.13
Sketsa Model Telinga Manusia
2.
Setelah
dipotong, susunlah struktur tersebut dan lekatkan
memanjang sehingga terlihat struktur dari telinga bagian luar,
tengah, dan dalam!
142
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
3.
Setelah
kamu gunakan simpanlah untuk pembelajaran pada
pertemuan selanjutnya!
4.
Baca dan pahami alat-alat dalam sistem
pendengaran dari
berbagai sumber yang dapat diperoleh!
Apa yang perlu kamu diskusikan?
1.
Dimanakah tulang maleus ditemukan?
2.
Dimanakah dapat kita temukan silia?
3.
Struktur apakah yang berfungsi
untuk menjaga keseimbangan
tekanan pada telinga dalam dan mulutmu?
4.
Struktur apakah yang berfungsi
untuk mengirimkan sinyal suara
ke otak?
Apa yang perlu kamu diskusikan lebih lanjut?
Mengapa pada saat kita sedang flu atau pilek, bepergian dengan
pesawat dapat mengganggu pendengaran?
B. Proses Pendengaran
Apa yang kamu perlukan?
1.
Plastik pembungkus
2.
Mangkuk plastik
3.
Beras
4.
Kawat/tali
5.
Pemotong kawat/ gunting
Apa yang harus kamu lakukan?
1.
Regangkan plastik pemb
ungkus dan tutupkan di atas mangkuk.
Ikat dengan kawat atau tali agar tak lepas!
2.
Letakkan tepung atau beras di atas plastik pembungkus!
3.
Mintalah
temanmu untuk memukul panci/drum di dekat
perangkat yang telah kamu buat!
4.
Amatilah apa yang terjadi pada plastik!
143
Ilmu Pengetahuan Alam
Sumber: Ezrallson, 2005
Gambar 10.14
Bagan Percobaan Getaran pada Gendang
Prinsip kerja dari percobaan di atas setara dengan prinsip kerja
pada gendang telingamu. Telinga dibagi menjadi tiga bagian, yaitu
telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam. Perhatikan Gambar
10.15!
Daun
telinga
Saluran
telinga
Gendang
telinga
Rumah siput
(koklea)
Saluran
eustacius
Saraf
pendengaran
Tulang
martil
Tulang
landasan
Tulang
sanggurdi
3 saluran setengah
lingkaran
Telinga luar
Telinga tengah Telinga dalam
Sumber: Campbell
et al.
2008
Gambar 10.15
Anatomi Telinga Manusia
Bunyi yang terdengar oleh telinga kita memerlukan medium. Jadi,
mungkinkah kita dapat mendengar di ruang hampa udara? Tentu saja
tidak. Bunyi memerlukan medium untuk merambat. Apakah di telinga
144
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
terdapat medium untuk merambatkan bunyi? Telinga luar dan telinga
tengah terisi oleh udara dan rongga telinga dalam terisi oleh cairan
limfa. Bagian-bagian penyusun telinga dan fungsinya dapat dilihat
pada Tabel 10.4.
Tabel 10.4
Struktur dan Fungsi Bagian pada Telinga
Bagian Penyusun Telinga
Fungsi
Bagian Luar
a. Daun telinga
Mengumpulkan gelombang suara ke saluran
telinga
b. Saluran telinga
(menghasilkan minyak
serumen)
Menangkap debu yang masuk ke saluran telinga
Mencegah hewan berukuran kecil masuk ke
dalam telinga
Bagian Tengah
a. Gendang telinga/membran
timpani
Menangkap gelombang suara dan mengubahnya
menjadi getaran yang diteruskan ke tulang
telinga
b. Tulang telinga (maleus/
martil, inkus/landasan,
stapes/sanggurdi)
Meneruskan getaran dari gendang telinga ke
rumah siput
Bagian Dalam
c. Saluran eustachius
Menghubungkan ruang telinga tengah dengan
rongga mulut (faring) berfungsi untuk menjaga
tekanan udara antara telinga tengah dengan
saluran di telinga luar agar seimbang. Tekanan
udara yang terlalu tinggi atau rendah disalurkan
ke telinga luar dan akan mengakibatkan gendang
telinga tertekan kuat sehingga dapat sobek.
a. Rumah siput (koklea)
Koklea merupakan saluran berbentuk spiral
yang menyerupai rumah siput. Di dalam koklea
terdapat adanya organ korti yang merupakan
fonoreseptor.
Organ korti berisi ribuan sel rambut yang peka
terhadap tekanan getaran. Getaran akan diubah
menjadi impuls saraf di dalam sel rambut
tersebut dan kemudian diteruskan oleh saraf ke
otak.
b. Saluran gelang (labirin)
Terdiri atas saluran setengah lingkaran
(semisirkularis) yang berfungsi untuk
mengetahui posisi tubuh (alat keseimbangan).
145
Ilmu Pengetahuan Alam
Proses mendengar pada manusia melalui beberapa tahap.
Perhatikan pada Gambar 10.16! Tahap tersebut diawali dari lubang
telinga yang menerima gelombang dari sumber suara. Gelombang
suara yang masuk ke dalam lubang telinga akan menggetarkan gendang
telinga (yang disebut membran timpani). Getaran membran timpani
ditransmisikan melintasi telinga tengah melalui tiga tulang kecil, yang
terdiri atas tulang martil, landasan, dan sanggurdi. Telinga tengah
dihubungkan ke faring oleh tabung eustachius. Getaran dari tulang
sanggurdi ditransmisikan ke telinga dalam melalui membran jendela
oval ke koklea. Koklea merupakan suatu tabung yang bergulung seperti
rumah siput. Koklea berisi cairan limfa.
Getaran dari jendela oval ditransmisikan ke dalam cairan limfa
dalam ruangan koklea. Di bagian dalam ruangan koklea terdapat organ
korti. Organ korti berisi cairan sel-sel rambut yang sangat peka. Inilah
reseptor getaran yang sebenarnya. Sel-sel rambut ini akan bergerak
ketika ada getaran di dalam koklea, sehingga menstimulasi getaran
yang diteruskan oleh saraf auditori ke otak.
Gelombang bunyi
Daun telinga
Saluran telinga
Gendang
telinga
Tulang
pendengaran
(martil, landasan,
sanggurdi)
Rumah siput/
koklea
Organ korti
Menuju
Otak
Panjang
gelombang
Frekuensi gelombang
bunyi (Hz)
Frekuensi gelombang bunyi (Hz)
Getaran membuat sel rambut
pada membran basilar
bergetar
Membran basilar
Gelombang
bunyi
1
2
3
4
5
6
7
8
Sumber: oerpub.github.io
Gambar 10.16
Proses Mendengar pada Manusia
146
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
2. Pendengaran pada Hewan
Pernahkah kamu melihat anjing menggerakkan telinganya?
Anjing sering menggerakkan telinga ketika melakukan pelacakan
atau berburu. Beberapa mamalia akan menggunakan daun telinga
untuk memfokuskan suara yang diterimanya. Sistem ini disebut
sistem sonar yaitu sistem yang digunakan untuk mendeteksi tempat
dalam melakukan pergerakan dengan deteksi suara frekuensi tinggi
(ultrasonik).
Sonar atau
Sound Navigation
and Ranging
merupakan
suatu metode penggunaan gelombang ultrasonik untuk menaksir
ukuran, bentuk, letak, dan kedalaman benda-benda, seperti pada
Gambar 10.17.
Sumber : www.hngn.com.
Gambar 10.17
Sistem Sonar pada Kelelawar
a. Kelelawar
Tahukah kamu kelelawar? Kelelawar dapat mengeluarkan dan
menerima gelombang ultrasonik dengan frekuensi di atas 20.000 Hz
pada saat ia terbang. Gelombang yang dikeluarkan akan dipantulkan
kembali oleh objek yang akan dilewatinya dan diterima oleh
receiver
(alat penerima) yang berada di tubuh kelelawar. Kemampuan kelelawar
untuk menentukan lokasi ini disebut dengan ekolokasi.
Pada saat terbang dan berburu, kelelawar akan mengeluarkan
bunyi yang frekuensinya tinggi, kemudian mendengarkan gema yang
dihasilkan. Pada saat kelelawar mendengarkan gema, kelelawar hanya
akan terfokus pada suara yang dipancarkannya sendiri. Rentang
frekuensi yang mampu didengar oleh makhluk ini terbatas, sehingga
kelelawar harus mampu menghindari efek Doppler yang muncul.
147
Ilmu Pengetahuan Alam
Sumber : McGraw-Hill, 2007
Gambar 10.18
Ekolokasi Kelelawar
Menurut efek Doppler, jika sumber bunyi dan penerima suara
keduanya tak bergerak, maka penerima akan mendengar frekuensi
bunyi yang sama dengan yang dipancarkan oleh sumber suara.
Akan tetapi, jika salah satu dari sumber bunyi atau penerima suara
tersebut bergerak, frekuensi yang diterima akan berbeda dengan yang
dipancarkan. Pada keadaan tersebut frekuensi suara yang dipantulkan
dapat jatuh ke wilayah frekuensi yang tidak dapat didengar oleh
kelelawar.
Agar dapat menghindari efek Doppler, kelelawar akan menyesuaikan
besar frekuensi suara yang dipancarkannya. Misalnya, kelelawar akan
mengirimkan suara berfrekuensi tinggi untuk mendeteksi lalat yang
bergerak menjauh, sehingga pantulannya tidak hilang.
b. Lumba-Lumba
Pernahkah kamu melihat lumba-lumba? Di mana kamu pernah
melihat lumba-lumba? Habitat asal lumba-lumba adalah di lautan.
Lumba- lumba dapat dilihat di permukaan air, namun sebagian besar
waktu mereka di kedalaman lautan yang cukup gelap. Sekalipun
hidup di kedalaman lautan, lumba-lumba mempunyai sistem yang
memungkinkan untuk berkomunikasi dan menerima rangsangan,
yaitu sistem sonar. Sama seperti pada kelelawar, sistem ini berguna
untuk mengindrai benda-benda di lautan, mencari makan, dan
berkomunikasi.
148
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Sumber : www.apakabardunia.com
Gambar 10.19
Lumba-Lumba
Bagaimana cara kerja sistem sonar pada lumba-lumba? Lumba-
lumba bernapas melalui lubang yang ada di atas kepalanya. Di bawah
lubang ini, terdapat kantung-kantung kecil berisi udara. Agar dapat
menghasilkan suara berfrekuensi tinggi, lumba-lumba mengalirkan
udara pada kantung-kantung ini. Selain itu, kantung udara ini
juga berperan sebagai alat pemfokus bunyi. Kemudian, bunyi ini
dipancarkan ke segala arah secara terputus-putus.
Gelombang bunyi lumba-lumba akan dipantulkan kembali bila
membentur suatu benda. Pantulan gelombang bunyi tersebut ditangkap
di bagian rahang bawahnya yang disebut “jendela akustik”. Dari bagian
tersebut, informasi bunyi diteruskan ke telinga bagian tengah, dan
akhirnya ke otak untuk diterjemahkan. Dengan cara tersebut, lumba-
lumba mengetahui lokasi, ukuran, dan pergerakan mangsanya. Lumba-
lumba juga mampu saling berkirim pesan walaupun terpisahkan
oleh jarak lebih dari 220 km. Lumba-lumba berkomunikasi untuk
menemukan pasangan dan saling mengingatkan akan bahaya.
Sumber : www.hngn.com.
Gambar 10.20
Sistem Sonar pada Lumba-Lumba
149
Ilmu Pengetahuan Alam
C.
A
plikasi Getaran dan Gelombang dalam Teknologi
Ayo, Kita Pelajari
Istilah Penting
•
Ultrasonografi
•
Sonar
•
Ultrasonografi
•
Sonar
•
Sonifikasi
Mempelajari materi ini akan membantumu memahami aplikasi konsep getaran
dan gelombang pada teknologi dalam kehidupan sehari hari, sehingga dapat
memotivasi kamu untuk ikut serta dalam mengembangkan teknologi tersebut.
Mengapa Penting?
Getaran dan gelombang memiliki banyak manfaat bagi kehidupan
manusia. Berikut beberapa pemanfaatan gelombang dalam teknologi.
1. 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.
Bagaimana gelombang bunyi dapat menghasilkan gambar? 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 (Gambar
10.21a). Gelombang yang dipancarkan akan dipantulkan sebagian oleh
jaringan tubuh dengan besar yang beragam, baik jangka waktu pantulan
dan besar kecilnya gelombang yang dipantulkan. Gelombang yang
dipantulkan oleh jaringan tubuh selanjutnya diterima oleh 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.
150
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
(a)
(b)
(c)
Sumber: (a) en.wikipedia.org, (b) www.brooksidepress.org, (c) mirror-au-nsw1.gallery.hd.org
Gambar 10.21
(a) Transduser
USG
,
(b) Komputer Pemroses Hasil USG,
(c) Hasil USG Bayi
2. Sonar
Sonar (
Sound Navigation and Ranging
) dapat digunakan untuk
menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara
memancarkan bunyi ke dalam air. Gelombang bunyi akan merambat
menurut garis lurus hingga mengenai sebuah penghalang, misalnya
dasar laut. Ketika gelombang bunyi mengenai penghalang, sebagian
gelombang itu akan dipantulkan kembali ke kapal sebagai gema. Waktu
yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bergerak turun ke dasar dan
kembali ke atas diukur dengan cermat.
Data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut dapat digunakan
untuk menghitung jarak kedalaman laut dengan menggunakan
persamaan:
=
s
v
×
t
2
dengan:
s
= Ke
dalaman lautan
v
= Ke
cepatan gelombang ultrasonik
t
= Waktu tiba gelomban
g ultrasonik
Perhatikan Gambar 10.22! 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.
151
Ilmu Pengetahuan Alam
Transduser
Detektor
Gelombang
ultrasonik
Pantulan
gelombang
ultrasonik
Dasar laut
Sumber : www.meritnation.com
Gambar 10.22
Mengukur Kedalaman Laut
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. Tahukah
kamu bahwa sonar ternyata menirukan proses lumba-lumba dalam
mencari mangsanya yang telah digunakan lumba-lumba sejak jutaan
tahun lalu? Menakjubkan bukan? Mustahil seekor binatang mampu
memiliki sistem sedemikian menakjubkan atas kehendaknya sendiri.
Sistem tak tertandingi pada lumba-lumba adalah bukti bahwa Tuhan
Maha Kuasa dan telah menciptakan hewan tersebut begitu sempurna.
3.
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. Perhatikan Gambar 10.23!
152
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Batu ginjal
Gelombang
ultrasonik
Pemancar gelombang
Penghasil
gelombang
Sumber : biology-forum.com
Gambar 10.23
Terapi Batu Ginjal dengan Gelombang Ultrasonik
Gelombang ultrasonik juga dapat digunakan untuk membersihkan
gigi dan penanganan penyakit katarak. Ultrasonik juga dapat
dimanfaatkan untuk mengantarkan obat tertentu secara efektif pada
suatu organ yang terkena penyakit, misalnya mengantarkan obat
kemoterapi terhadap sel-sel kanker dalam otak. Masih banyak lagi
manfaat ultrasonik untuk terapi. Agar kamu dapat menguasai dan
memanfaatkan dengan baik, kamu harus rajin belajar dan pantang
menyerah!
4. Pembersih Ultrasonik
Pernahkah kamu mendengar pembersih ultrasonik? Pembersih
ultrasonik merupakan 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.
153
Ilmu Pengetahuan Alam
(a)
(b)
(c)
Sebelum
Sesudah
Sumber : (a) www.diytrade.com, (b) www.ctgclean.com, (c) garwvalleymc.co.uk
Gambar 10.24
(a) Alat Pembersih Ultrasonik, (b) Gelombang dan Gelembung
dalam Pembersih Ultrasonik, (c) Mesin yang Dibersihkan dengan Alat Pembersih
Ultrasonik
5. Sonifikasi
Sonifikasi (
sonification
) adalah proses pemberian energi gelombang
ultrasonik pada suatu bahan (larutan atau campuran), sehingga
bahan tersebut dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil. Di
dalam laboratorium, sonifikasi dilakukan dengan bantuan alat yang
disebut sonikator. Pada alat pembuatan kertas, juga terdapat alat yang
memancarkan gelombang ultrasonik pada serat selulosa, sehingga
tersebar lebih merata dan menjadikan kertas lebih kuat.
Sumber: www.laboratory-equipment.com
Gambar 10.25
Sonikator
Sonifikasi dapat digunakan untuk produksi nanopartikel, seperti
nanoemulsi dan nanokristal. Sonifikasi juga dapat mempercepat
ekstraksi (pengambilan) minyak dari dalam jaringan tumbuhan dan
pemurnian minyak bumi. Pada aplikasi biologis, sonifikasi sering
digunakan untuk merusak atau menonaktifkan material organik.
Misalnya, untuk merusak membran sel dan melepaskan isi selulernya
atau yang dikenal dengan istilah sonoporasi.
154
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
6. 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.
(a)
(b)
Sumber : (a) www.truvue-it.com, (b) en.wikipedia.org
Gambar 10.26
(a) Alat Uji Ultrasonik, (b) Teknisi Menguji Kebocoran pada Pipa
Besi Menggunakan Alat Uji Ultrasonik
Pengujian ultrasonik banyak dilakukan dalam produksi logam baja
dan aluminium, produksi pesawat, automotif, dan industri lainnya.
Perhatikan Gambar 10.26! 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.
155
Ilmu Pengetahuan Alam
Ayo, Kita Renungkan
Tuhan menciptakan beragam karakteristik mengagumkan
pada setiap makhluknya, sesuai dengan kebutuhannya. Misalnya,
kelelawar memiliki sistem sonar yang mampu mendeteksi
keberadaan benda di sekitarnya, sehingga ia dapat terbang di tempat
yang gelap tanpa menabrak benda lain. Lumba-lumba dan paus
yang hidup di laut memiliki sonar untuk mendeteksi keberadaan
sumber makanan. Anjing dengan kemampuan mendengar suara
ultrasonik dapat membantu manusia untuk menjaga rumah dari
tindakan kejahatan. Teknologi sonar yang diterapkan pada kapal
laut dan alat ultrasonografi (USG) dikembangkan dengan meniru
sistem sonar yang dimiliki oleh ikan paus dan kelelawar sehingga
mendatangkan banyak manfaat bagi manusia.
Bagaimana dengan tubuh kita? Apakah di tubuh kita juga
menerapkan prinsip getaran dan gelombang? Tubuh kita memiliki
organ yang disebut telinga. Telinga memiliki tiga bagian yakni
telinga luar, tengah, dan dalam yang disusun sangat kompleks,
sehingga kita dapat mendengar suara. Oleh karena itu, tidak ada
ciptaan Tuhan yang sia-sia. Agar dapat merenungkan apakah kamu
sudah bersyukur dan menjaga organ telinga jawablah beberapa
pertanyaan berikut ini dengan memberi tanda centang (
√
) pada
kolom “ya”atau “tidak”!
Tabel 10.5
Pertanyaan untuk Refleksi Terkait Getaran, Gelombang, dan Sistem
Pendengaran pada Makhluk Hidup
No
Pertanyaan
Ya
Tidak
1
Apakah kamu mensyukuri keistimewaan penciptaan
sistem sonar pada hewan, sehingga dapat diterapkan
dalam berbagai teknologi?
2
Apakah kamu terinspirasi untuk menciptakan
teknologi tepat guna yang menerapkan konsep bunyi?
3
Apakah kamu rutin membersihkan telinga dengan
benar?
4
Apakah kamu rutin memeriksakan kondisi telinga ke
dokter atau ahli telinga-hidung-tenggorokan (THT)?
5
Apakah kamu mampu menerapkan cara menghitung
kedalaman laut atau jarak antartebing dengan
memanfaatkan bunyi?
156
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Coba kamu hitung, berapa total skormu dengan ketentuan:
Jawaban “ya” mendapat skor 2 (dua)
Jawaban “tidak” mendapat skor 0 (nol)
Bandingkan total skormu dengan kriteria berikut.
Skor 0 - 3 : berarti kamu memiliki sikap yang kurang baik
dalam mempraktikkan konsep getaran dan bunyi.
Skor 4 - 6 : berarti kamu memiliki sikap yang baik dalam
mempraktikkan konsep getaran dan bunyi.
Skor 7 - 10 : berarti kamu memiliki sikap yang sangat baik
dalam mempraktikkan konsep getaran dan bunyi.
Untuk kamu yang memiliki sikap yang
kurang baik terhadap
penerapan materi getaran dan gelombang serta dalam menjaga
kesehatan indra pendengaranmu, sebaiknya terus berusaha untuk
meningkatkan motivasimu dalam belajar.
157
Ilmu Pengetahuan Alam
Info Tokoh
1875 M
Alexander Graham Bell
Menemukan dalam
waktu satu detik (1 Hertz
= 1 gelombang per detik)
Christian Huygens
Menemukan cara untuk
menghubungkan ayunan
teratur sebuah bandul
dengan peralatan jarum
jam detak-detak tetap
1650 M
1842 M
Christian Andreas
Doppler
Penemu prinsip Efek
Doppler
Galileo Galilei
Menemukan
prinsip periode
pendulum adalah
konstan
1602 M
1857-1894 M
Penemu Alat yang dapat
mengenali bunyi suara
(Telepon)
Heinrich Rudolf Hertz
1915 M
Paul Langevin
Menemukan alat
sonar pertama untuk
mendeteksi kapal selam
dengan menggunakan
sifat-sifat piezoelektrik
kuartz
901 M
Menemukan teori
tentang getaran
Perintis ilmu
penyakit telinga
dan menemukan
peralatan untuk
memeriksa telinga
936-1013 M
Al-Zahrawi
Tsabit bin Qurrah
158
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Rangkuman
Mendengar
adalah kemampuan untuk mendeteksi vibrasi
mekanis yang disebut suara.
Organ pendengaran
pada manusia adalah telinga yang berfungsi
menangkap gelombang suara dan memberikan rangsang pada
sel saraf untuk diterjemahkan di otak.
Telinga manusia dibagi
menjadi 3 area, yaitu telinga luar, telinga
tengah, dan telinga dalam.
Get
aran merupakan gerak bolak-balik melalui titik
kesetimbangannya yang energinya akan merambat dalam
bentuk gelombang.
Gel
ombang-gelombang yang berbeda dapat memiliki periode,
frekuensi, dan panjang gelombang yang berbeda.
Berdasarkan
arah rambatnya, gelombang dibedakan menjadi
gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Gelombang
transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak
lurus dengan arah getarnya. Gelombang longitudinal adalah
gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya.
Telinga
manusia mampu mendengar bunyi dengan frekuensi
20-20.000 Hz yang disebut bunyi audiosonik. Beberapa hewan
dapat mendengar bunyi dengan frekuensi di bawah 20 Hz yang
disebut bunyi infrasonik, dan bunyi dengan frekuensi di atas
20.000 Hz yang disebut bunyi ultrasonik.
Resonansi adalah peristi
wa ikut bergetarnya suatu benda karena
benda lain yang memiliki frekuensi sama bergetar di sekitarnya.
Sonar merupakan suatu
sistem penggunaan gelombang
ultrasonik untuk menaksirkan ukuran, bentuk, atau kedalaman
yang biasa dipakai di kapal atau hewan tertentu seperti lumba-
lumba dan kelelawar.
159
Ilmu Pengetahuan Alam
Bagan Konsep
Getaran, Gelombang, dan Bunyi dalam Kehidupan
Sehari-hari
Getaran
Gelombang
Cahaya
Frekuensi
memiliki
Amplitudo
Periode
Gelombang
Transversal
Longitudinal
Gelombang
Bunyi
Nada Bunyi
Warna Bunyi
Resonansi Bunyi
Pemantulan
Bunyi
Frekuensi
Bunyi
Infrasonik
Audiosonik
Ultrasonik
Sistem Sonar
Ekolokasi
Mengukur Kedalaman Laut
Tes Ultrasonografi (USG)
Gaung
Gema
Sistem Pendengaran
Manusia
Telinga
Telinga Luar
Telinga Tengah
Telinga Dalam
Daun Telinga
Gendang Telinga
Saluran Telinga
Tulang
Pendengaran
Saluran Eustachius
Rumah Siput
(Koklea)
Organ Korti
Martil
Landasan
Sanggurdi
merambat
contoh
dimanfaatkan
dibedakan
memiliki
macam
terdiri atas
terdiri atas
terdiri atas
terdiri atas
terdiri atas
160
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Uji Kompetensi
A. Pilihlah satu jawaban yang paling tepat!
1.
Perhatik
an gambar irisan telinga berikut ini! Gendang telinga,
saluran eustachius, dan saluran setengah lingkaran ditunjukkan
secara berturut-turut dengan huruf ....
P
T
S
R
Sumber: Campbell
et al.
2008
A. P, S, dan R
B. P, R, dan T
C. R, S, dan T
D. P, S, dan T
2. Pada saat mendengar suara yang sangat keras, sebaiknya kita
membuka mulut. Tujuan dari tindakan tersebut adalah ....
A. dapat bernapas lega
B. tekanan udara telinga tengah sama dengan telinga luar
C. suara dapat masuk ke rongga mulut
D. gelombang suara keras terpecah masuk ke dalam tubuh
3.
Berikut ini adalah struktur yang terdapat dal
am telinga manusia:
(1) daun telinga
(2) saluran telinga
(3) gendang telinga
(4) tulang sanggurdi
(5) tulang landasan
(6) tulang martil
(7) koklea
(8) saraf pendengaran
161
Ilmu Pengetahuan Alam
Setelah
gelombang bunyi sampai di telinga, agar bunyi dapat
didengar, getaran berturut-turut melalui struktur bernomor ....
A. (1)-(2)-(3)-(6)-(5)-(4)-(7)-(8)
B. (1)-(2)-(3)-(4)-(5)-(6)-(7)-(8)
C. (1)-(2)-(3)-(6)-(4)-(5)-(7)-(8)
D. (1)-(2)-(3)-(5)-(4)-(6)-(7)-(8)
4.
Sebuah
bandul digetarkan selama 1 menit sehingga menghasilkan
40 getaran. Periode bandul tersebut adalah ... sekon.
A. 1,5
B. 0,33
C. 0,25
D. 0,15
5.
Perbedaan yang mendasar antara
gelombang transversal dan
gelombang longitudinal adalah ....
A. frekuensinya
B. amplitudonya
C. arah rambatnya
D. panjang gelombang
6. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika
frekuensi gelombang adalah 50 Hz, panjang gelombang dari
gelombang tersebut adalah ... m.
A. 6,8
B. 6,7
C. 6,6
B. 6,5
7.
Perbedaan antara gema dan gaung terletak p
ada ....
A. jarak sumber bunyi dengan pendengar
B. jarak sumber bunyi dengan dinding pemantul
C. amplitudo dan frekuensinya
D. kelengkapan kata yang terdengar
8.
Dari permukaan air laut, sinyal
bunyi dikirim ke dasar laut. Sinyal
tersebut diterima kembali setelah 12 sekon. Jika cepat rambat
bunyi dalam air adalah 1.800 m/s, maka kedalaman laut di tempat
itu adalah ... m.
A. 5.400
B. 8.100
C. 10.800
D. 21.600
162
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
9.
Telinga manusia nor
mal mampu mendengar bunyi yang memiliki
frekuensi ... Hz.
A. kurang dari 20
B. lebih dari 20.000
C. antara 20- 20.000
D. lebih dari 200.000
10.
Sebuah kolom udara memiliki panjang 40 cm.
Jika garpu tala
mempunyai frekuensi 320 Hz, maka besarnya cepat rambat
gelombang bunyi di udara pada saat terjadi resonansi pertama
adalah ... m/s.
A. 511
B. 512
C. 513
D. 515
B. Jawablah pertanyaan berikut ini dengan benar!
1.
Perhatik
an gambar berikut!
A
B
C
G
30 cm
detik
D
2 cm
0,75
1,5
2,25
E
F
a.
Berapa jumlah gelombang pada gambar di atas?
b.
Tentukan amplitudo gelombang
c.
Tentukan periode gelombang
d.
Tentukan panjang gelombang
e.
Tentukan cepat rambat gelombang
f.
Tentukan jumlah gelombang selama dua menit
2.
Saat
cuaca mendung seorang anak mendengar bunyi guntur 1,5
detik setelah terlihat kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah
320 m/s, tentukan jarak sumber petir dari anak tersebut!
163
Ilmu Pengetahuan Alam
3.
Sekarang
ini banyak teknologi baru yang memanfaatkan sistem
sonar. Menurut kamu adakah dampak negatif penggunaan sistem
sonar ini dalam perkembangan teknologi?
4.
Pernahk
ah kamu berdiri di trotoar jalan kemudian mendengar
suara sirene mobil ambulans? Saat mobil berada di kejauhan bunyi
sirene mobil terdengar pelan. Ketika mobil bergerak mendekati
kamu, bunyi akan terdengar semakin keras kemudian bunyi
sirene mobil akan terdengar melemah lagi setelah mobil menjauh.
Dapatkah kamu menjelaskan mengapa bunyi sirene mobil berubah-
ubah ketika mobil bergerak mendekati/menjauhi kamu?
5.
Apabila kita menjatuhkan benda
keras (misalnya batu atau besi) ke
lantai, akan terdengar bunyi.
a.
Menurut pendapatmu, apakah bunyi dapat dipantulkan?
b.
Bedakan antara
pemantulan bunyi di dalam ruangan kosong
dengan pemantulan suara ketika berteriak pada dinding tebing!
c.
Apakah proses
pemantulan bunyi dapat dimanfaatkan untuk
kehidupan sehari-hari? Berikan contohnya!
d.
Bagaimana cara kerja sonar?
164
Kelas VIII SMP/MTs
Semester 2
Sistem Kerja Radar
Ayo, Kita Kerjakan Proyek
Permasalahan
Pernahkah
kamu mendengar atau melihat radar? Radar sering
digunakan di bidang cuaca, militer, kepolisian, pelayaran, dan
penerbangan. Carilah informasi tentang radar yang meliputi sistem
kerja dan manfaatnya di bidang-bidang tersebut dari berbagai
sumber!
Perencanaan
Buatlah kelompok kerja
(3-5 orang per kelompok). Carilah
informasi sebanyak dan sedetail mungkin tentang radar. Susun
informasi tersebut dengan baik dalam bentuk makalah/poster dan
presentasikan hasil kerja kelompokmu di depan kelas.
Pelaksanaan
Lakukan
kegiatan pencarian informasi tentang sistem kerja
radar dan manfaatnya di berbagai bidang dengan kerja kelompok.
Bertanyalah pada guru atau orangtuamu jika mengalami kesulitan.
Presentasikan hasilnya tersebut di depan kelas.
Penilaian
Penilaian dilakukan berdasarkan:
1.
Produk berupa
makalah atau poster tentang sistem kerja radar
dan manfaat radar pada berbagai bidang.
2.
Presentasi
makalah atau poster tentang sistem kerja radar dan
manfaat radar pada berbagai bidang.