Halaman
BUNYI
BAB
21
Hei! Hati-hati,
kamu nanti bisa
jatuh ke sungai!
Lagi
ngapain
sich
?
Kebetulan
kita nanti
akan belajar tentang
bunyi. Ada bunyi
infrasonik, audiosonik,
ultrasonik, resonansi
bunyi, dan
pemantulan
bunyi.
Oh, begitu,
ya? Aku baru
tahu.
Ha ha ha,
tentu saja tidak.
Kedalaman sungai
atau laut diukur
memakai sonar yang
memanfaatkan
pemantulan
bunyi.
Aku sedang
menerka-nerka
dalamnya sungai ini.
Bagaimana cara
mengukurnya, ya? Apa kita
harus menyelam sambil
membawa meteran?
Wah, asyik!
Setelah mempelajari
bab ini kita akan
memahami konsep
bunyi dalam
kehidupan
sehari-hari.
268
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Gerbang
Gambar 21.1
Seruling mengeluarkan bunyi yang merdu ketika ditiup
P
erhatikan gambar di atas! Pada gambar terlihat seorang anak sedang meniup seruling. Setelah
ditiup, seruling mengeluarkan bunyi yang merdu. Apa yang menyebabkan seruling itu dapat
berbunyi ketika ditiup? Untuk menjawab pertanyaan tersebut simaklah materi berikut dengan saksama!
Kata kunci:
bunyi – ultrasonik – infrasonik – audiosonik – resonansi – nada – gaung – gema
A.
Pengertian Bunyi
Pada gambar 21.1 di atas, seruling yang ditiup dapat mengeluarkan bunyi.
Bunyi tersebut dihasilkan dari udara yang bergetar di dalam seruling. Untuk lebih
memahami tentang bunyi, simaklah cerita berikut ini!
Siswa SMP Citra sedang berlatih memainkan alat musik. Mereka sedang
asyik bermain drum.
Lihat! Ketika
getarannya berhenti
bunyi drum juga
berhenti.
Hai, lihat kulit
drum ini bergetar
jika dipukul!
Wah benar, coba
kamu ulangi lagi!
Iya, ya.
Dok. Penerbit
269
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Percakapan di atas menunjukkan bahwa ketika drum dipukul maka kulit drum
akan bergetar. Getaran dari kulit drum tersebut menghasilkan bunyi. Jika getaran
pada kulit drum melemah dan berhenti, bunyi drum juga tidak terdengar lagi.
Seruling mengeluarkan bunyi karena udara di dalam seruling bergetar,
sedangkan drum berbunyi jika kulitnya bergetar. Berdasarkan dua peristiwa
tersebut, dapat disimpulkan bahwa
bunyi
dihasilkan dari benda yang bergetar.
Benda yang bergetar dan menghasilkan bunyi disebut
sumber bunyi
.
Apakah setiap getaran dapat menghasilkan bunyi? Bagaimana bunyi itu dapat
didengar oleh telinga manusia? Untuk menjawab pertanyaan-pertanyaan tersebut,
lakukanlah percobaan berikut!
Praktikum 1
Syarat Terjadinya Bunyi
A . Tujuan
Mengetahui syarat terjadinya bunyi.
B. Alat dan Bahan
1. Bel listrik
1 buah
2. Tabung kaca dengan alat penghisap udara
1 set
(untuk memvakumkan tabung)
C. Langkah Kerja
1. Masukkan bel listrik ke dalam tabung kaca!
2. Bunyikan bel listrik dan dengarkan suaranya!
3. Hisap udara keluar sampai udara dalam tabung menjadi vakum (ditunjukkan oleh
petunjuk tekanan udara dalam tabung yang bernilai minus)! Dengarkan kembali suara
bel listrik! Apa yang terjadi?
4. Buatlah laporan dari percobaan di atas!
5. Serahkan laporanmu kepada gurumu untuk didiskusikan bersama!
6. Kembalikan semua alat dan bahan ke tempat semula!
7. Jangan lupa mematikan bel listrik!
Berdasarkan percobaan di atas, diperoleh
hasil bahwa ketika udara dihisap keluar, bunyi
bel semakin lama semakin pelan sampai tidak
terdengar lagi. Hal ini disebabkan udara di dalam
kaca semakin berkurang hingga pada akhirnya
tabung kaca dalam keadaan vakum. Dengan
demikian, dapat disimpulkan bahwa bunyi
merambat memerlukan medium perantara. Jadi,
syarat terjadi dan terdengarnya bunyi
adalah:
1. ada sumber bunyi,
2. ada medium perantara, dan
3. ada pendengar (penerima bunyi).
Bunyi
Gambar 21.2
Bunyi dapat merambat
dengan medium zat padat
Dok. Penerbit
270
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Selain dengan medium udara, bunyi juga dapat merambat melalui medium
cair dan padat. Pada gambar 21.2 tampak seorang siswa sedang mendengarkan
suara detak jarum jam menggunakan perantara sebatang kayu. Dengan
menempelkan telinganya pada sebatang kayu tersebut, ia dapat mendengar suara
detak jarum jam.
Manusia memiliki batas pendengaran terhadap bunyi. Bunyi yang berfrekuensi
sangat rendah dan berfrekuensi terlalu tinggi tidak dapat didengar oleh telinga
manusia. Berdasarkan frekuensinya, gelombang bunyi dibedakan menjadi tiga,
yaitu gelombang infrasonik, gelombang audiosonik, dan gelombang ultrasonik.
1. Gelombang Infrasonik
Gelombang infrasonik
adalah gelombang yang mempunyai frekuensi di
bawah jangkauan manusia, yaitu lebih kecil dari 20 Hz. Gelombang infrasonik
hanya mampu didengar oleh beberapa binatang seperti jangkrik, anjing, dan
kelelawar.
2. Gelombang Audiosonik
Gelombang audiosonik
adalah gelombang yang mempunyai frekuensi
antara 20 sampai 20.000 Hz. Gelombang audiosonik merupakan gelombang
yang mampu didengar oleh pendengaran manusia dan sebagian besar
binatang.
3. Gelombang Ultrasonik
Gelombang ultrasonik
mempunyai frekuensi di atas jangkauan
pendengaran manusia, yaitu lebih besar dari 20.000 Hz. Kelelawar pada
malam hari memancarkan gelombang ultrasonik dari mulutnya. Gelombang
ini akan dipantulkan kembali bila mengenai benda. Dari gelombang pantul
yang didengar tadi, kelelawar dapat mengetahui jarak dan ukuran benda yang
berada di depannya.
Gelombang ultrasonik dimanfaatkan oleh manusia dalam berbagai bidang,
antara lain:
a. untuk mengukur kedalaman air laut,
b. untuk sterilisasi pada makanan,
c. digunakan dalam bidang kedokteran untuk memeriksa tubuh manusia
(ultrasonografi), dan
d. kacamata tunanetra.
Setelah kamu memahami pengertian dan macam-macam bunyi, coba kamu
kerjakan pelatihan berikut!
Gelombang
Infrasonik
Gelombang
Audiosonik
Gelombang
Ultrasonik
Kerja Berpasangan
Kerjakan bersama teman sebangkumu!
1. Apa yang dimaksud dengan bunyi?
2. Jelaskan peristiwa terjadinya bunyi pada seruling!
3. Sebutkan syarat terjadinya bunyi!
4. Jelaskan apa yang dimaksud dengan:
a. infrasonik,
b. audiosonik, dan
c. ultrasonik!
271
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
B.
Cepat Rambat Bunyi
Pernahkah kamu memerhatikan kilat dan guntur? Mengapa terkadang ada
selisih waktu yang lama antara terjadinya kilat dengan guntur? Hal ini terjadi karena
cepat rambat bunyi (guntur) lebih lambat daripada cepat rambat cahaya (kilat).
Semakin jauh jarak yang ditempuh bunyi (guntur), semakin lama waktu yang
diperlukan untuk dapat didengar oleh pendengar.
Hubungan cepat rambat bunyi, jarak, dan waktu dirumuskan secara matematis
sebagai berikut.
s
=
v
.
t
. . . (21.1)
Keterangan:
s
: jarak tempuh bunyi (m)
v
: cepat rambat bunyi (m/s)
t
: waktu tempuh bunyi (s)
Untuk membantumu memahami penerapan matematis rumus di atas,
simaklah contoh soal berikut!
Contoh Soal
Suara guruh terdengar 3 sekon setelah terjadi kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s,
tentukan jarak kilat dengan pendengar!
Penyelesaian:
Diketahui:
v
= 340 m/s
t
= 3 sekon
Ditanyakan:
s
= . . . ?
Jawab:
s
=
v
.
t
s
= 340
.
3
s
= 1.020 m
Jadi, kilat tersebut terjadi 1.020 m dari pendengar.
Bunyi merupakan gelombang longitudinal. Pada bab 20 telah kita pelajari
bahwa cepat rambat gelombang dapat ditentukan dengan rumus berikut.
v
=
O
.
f
atau
O
=
v
T
Keterangan:
O
: panjang gelombang bunyi (m)
T
: periode (s)
f
: frekuensi bunyi (Hz)
Dengan demikian, persamaan 21.1 menjadi:
s =
O
.
f
.
t
=
O
.
t
T
. . . (21.2)
Tidak sulit, bukan? Sekarang, coba kamu kerjakan pelatihan berikut!
272
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Kerja Mandiri 1
C.
Nada
Jika kita mendengarkan suara penyanyi yang sangat merdu, tentu telinga
kita merasa enak mendengarnya. Suara merdu seorang penyanyi memiliki
frekuensi yang teratur. Bunyi yang frekuensinya teratur disebut nada
. Sedangkan
bunyi yang frekuensinya tidak teratur disebut
desah
.
1. Hubungan Frekuensi dan Amplitudo terhadap Bunyi
Pernahkah kamu memerhatikan orang
yang sedang bermain gitar? Ketika senar gitar
dipetik dengan kuat maka bunyi yang dihasilkan
semakin keras. Memetik senar gitar dengan
kuat berarti memperbesar amplitudonya. Jadi,
semakin besar amplitudo, semakin keras bunyi
yang dihasilkan.
Bagaimana pula hubungan panjang gelom-
bang terhadap bunyi yang dihasilkan? Pada
gitar yang dipetik, panjang gelombangnya
bergantung pada jarak senar yang ditekan.
Semakin panjang jarak antara senar yang
dipetik dengan yang ditekan maka bunyi yang
dihasilkan semakin rendah. Jadi, tinggi-rendah nada bergantung pada panjang
gelombangnya. Hubungan panjang gelombang dan frekuensi bunyi dapat
dinyatakan sebagai berikut.
O
=
v
f
. . . (21.3)
Persamaan di atas menunjukkan frekuensi (
f
) berbanding terbalik dengan
panjang gelombang (
O
). Jadi, jika panjang gelombangnya kecil maka frekuen-
sinya besar sehingga diperoleh nada tinggi.
Gambar 21.3
Senar gitar dipetik kuat
menghasilkan bunyi yang keras
Rep. www.mishami.image.pbase.com
Nada dan
Desah
Kerjakan soal berikut dengan tepat!
1. Tentukan jarak kilat dari pendengar jika guntur terdengar 1,5 sekon setelah terjadi
kilat dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s!
2. Sebuah kilat terjadi 1,5 km dari pengamat. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s,
berapa sekon selang waktu antara terjadinya kilat dan terdengarnya guntur oleh
pengamat?
3. Sebuah bunyi mempunyai frekuensi 400 Hz dan panjang gelombang 1,5 m. Jika
pendengar berada pada jarak 150 m dari sumber bunyi, berapa lama waktu yang
dibutuhkan oleh bunyi tersebut untuk sampai ke pendengar? Hitung pula cepat rambat
bunyi tersebut!
273
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Dengan demikian, dapat disimpulkan bahwa:
a. Kuat-lemahnya bunyi (nada) tergantung besar kecilnya amplitudo.
b. Tinggi-rendahnya nada tergantung besar kecilnya frekuensi.
2. Deret Nada dan Interval Nada
Dalam bermain musik atau bernyanyi digunakan nada berfrekuensi
rendah sampai nada yang berfrekuensi tinggi. Susunan nada dengan per-
bandingan frekuensi yang tetap disebut deret nada
atau tangga nada. Deret
nada dengan interval nada secara lengkap disusun sebagai berikut (pada
kunci ”C”).
Lambang
c
d
e
f
g
a
b
c’
Notasi
1
2
3
4
5
6
7
1
do
re
mi
fa
sol
la
si
do
Perbandingan Frekuensi
24
27
30
32
36
40
45
48
Perbandingan Frekuensi
1
9
8
5
4
4
3
3
2
5
3
15
8
2
1
dengan C
Istilah
Prime Sekun Terts Kuart K
uint Sext Septime Oktaf
Interval nada
1
9
8
10
9
16
15
9
8
10
9
9
8
16
15
Deret nada antara c dan c’ disebut
satu oktaf
. Deret nada satu oktaf di
bawah c – c’ dilambangkan dengan huruf besar C, D, E, F, G, A, B, C. Satu
oktaf di atas c – c’ dilambangkan c’, d’, e’, f’, g’, a’, b’, c’’.
Frekuensi yang digunakan sebagai nada dasar ialah a dan secara
internasional ditetapkan frekuensinya 440 Hz. Dengan demikian, berdasarkan
deret nada dan interval nada kita dapat menentukan frekuensi nada lainnya.
Perhatikan contoh soal berikut!
Contoh Soal
Sebuah alat musik memiliki frekuensi dasar a = 440 Hz. Apabila perbandingan frekuensi d : a
adalah 27 : 40, tentukan frekuensi d!
Penyelesaian:
Diketahui:
d : a = 27 : 40
f
a
= 440 Hz
Ditanyakan:
f
d
= . . . ?
Jawab:
a
d
40
=
27
f
f
d
40
440
=
27
f
40 ·
f
d
= 440 · 27
d
.
27
440
=
40
f
f
d
= 297 Hz
Jadi, frekuensi d adalah 297 Hz.
Deret Nada
.
274
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
3. Hukum Mersenne
Mersenne, seorang fisikawan berkebangsaan
Perancis, membuat alat untuk menyelidiki hubungan
antara frekuensi dengan tinggi nada. Alat per-
cobaannya dinamakan sonometer.
Mersenne mencoba sonometer dengan
penampang kawat yang berbeda-beda dan
panjang tumpuan kawat yang bermacam-
macam. Dari hasil penelitiannya, Mersenne
menarik beberapa kesimpulan. Kesimpulannya
dikenal sebagai
hukum Mersenne
yang bunyinya
sebagai berikut.
1) Semakin panjang jarak tumpuan senar,
frekuensi senar makin rendah. Dengan
demikian, frekuensi senar berbanding
terbalik dengan panjang tumpuan senar.
2) Semakin besar
luas pen
ampang senar, frekuensi senar makin rendah
sehingga frekuensi senar berbanding terbalik dengan akar luas penampang
senar.
3) Semakin besar tegangan senar, frekuensi senar semakin besar. Dengan
demikian, frekuensi senar berbanding lurus dengan akar tegangan senar.
4) Semakin besar massa jenis senar, frekuensi senar semakin kecil. Dengan
demikian, frekuensi senar berbanding terbalik dengan akar massa jenis.
Secara matematis, hukum Mersenne dapat dirumuskan sebagai berikut.
U
G
F
f
A
1
=
2
A
. . . (21.4)
Keterangan:
A
: panjang senar (m)
G
F
: gaya tegangan senar (N)
A
: luas penampang senar (m
2
)
U
: massa jenis senar (kg/m
3
)
Untuk membantumu memahami hukum Mersenne, pelajarilah contoh
soal berikut!
Contoh Soal
Seutas senar panjangnya 50 cm. Ketika senar tersebut dipetik, senar menghasilkan frekuensi
160 Hz. Tentukan frekuensi senar dari bahan yang sama yang panjangnya 3 kali panjang
senar tersebut jika tegangan senar keduanya sama besar!
Penyelesaian:
Diketahui:
A
1
= 50 cm
A
2
= 3
A
1
G
F
1
=
G
F
2
Gambar 21.4
Sonometer diguna-
kan untuk menyelidiki hubungan
antara frekuensi dengan tinggi nada
Rep. www.physics.brown.com
Hukum
Mersenne
275
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
A
1
=
A
2
f
1
= 160 Hz
U
1
=
U
2
Ditanyakan:
f
2
= . . .?
Jawab:
Dengan menggunakan hukum Mersenne, kita peroleh
G
G
F
ȡ
A
f
f
F
ȡ
A
1
1
2
2
1
2
=
1
2
A
A
Oleh karena
G
F
1
=
G
F
2
,
A
1
=
A
2
, dan
U
1
=
U
2
kita peroleh
AA
A
A
f
f
11 1
2
1
2
1
3
3
== =
Dengan demikian, frekuensi senar kedua adalah
1
2
f
f
=
1
3
f
2
= 3
.
f
1
f
2
= 3 · 160
f
2
= 480 Hz
Jadi, frekuensi senar yang panjangnya 3 kali panjang senar I adalah 480 Hz.
Sekarang, coba uji pemahamanmu dengan mengerjakan pelatihan
berikut!
Kerja Mandiri 2
D.
Resonansi
Mengapa saat terdengar suara guntur yang sangat keras kaca rumah ikut
bergetar? Kaca rumah ikut bergetar karena mengalami resonansi. Apa yang di-
maksud dengan resonansi? Untuk menjawabnya lakukanlah kegiatan berikut!
Kerjakan soal berikut dengan tepat!
1. Sebut dan jelaskan bunyi hukum Mersenne!
2. Sebuah piano memiliki nada dasar a = 440 Hz. Tentukan frekuensi nada g, jika
perbandingan nada a : g = 40 : 36!
3. Terdapat dua utas senar dari bahan yang sama. Panjang senar I adalah 30 cm. Jika
tegangan kedua senar adalah sama dan perbandingan frekuensi senar I : senar II
adalah 2 : 3, tentukan panjang senar II!
276
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Praktikum 2
Resonansi Kolom Udara
A . Tujuan
Mengamati resonansi pada kolom udara.
B. Alat dan Bahan
1. Tabung kaca
1 buah
2. Bejana kaca
1 buah
3. Mistar
1 buah
4. Garputala
1 buah
C. Langkah Kerja
1. Isilah bejana kaca dengan air dan celupkan tabung kaca ke dalam air hingga hampir
tercelup seluruhnya!
2. Getarkan garputala di atas tabung, tariklah perlahan-lahan dan berhentilah pada saat
terdengar bunyi dengungan (resonansi) udara! Tandailah posisi permukaan air pada
tabung kaca!
3. Bunyikan lagi garputala dan tariklah tabung kaca naik perlahan-lahan sampai bunyi
dengungan tidak terdengar lagi! Terus tarik lagi sampai terdengar bunyi dengungan
yang kedua! Tandailah posisi permukaan air pada tabung kaca!
4. Bandingkan dengungan pada langkah 3 dengan langkah 2!
5. Buatlah kesimpulan dari kegiatan di atas!
6. Sampaikan kesimpulanmu di depan kelas! Beri kesempatan pada kelompok lain untuk
menanggapi!
7. Jangan lupa untuk mengembalikan semua peralatan ke tempat semula! Jagalah
kebersihan lingkunganmu!
Berdasarkan percobaan di atas dapat kita ketahui bahwa pada tabung terjadi
bunyi dengungan saat garputala digetarkan di atas tabung. Peristiwa ini disebut
dengan
resonansi
, yaitu peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh
getaran benda lain. Resonansi dapat terjadi jika frekuensi kedua benda sama.
Dengungan yang kedua pada kegiatan di atas akan lebih keras daripada
dengungan yang pertama. Jika percobaan dilanjutkan, dengungan yang terjadi
akan semakin keras. Semakin panjang kolom udara, semakin kuat resonansinya.
Kolom udara akan beresonansi apabila panjang kolom udara adalah
O
1
4
,
O
3
4
,
O
5
4
, dan seterusnya. Secara matematis, panjang kolom udara dapat ditentukan
dengan rumus berikut.
O
n
2n 1
.
=
4
A
. . . (21.5)
Keterangan:
A
n
: panjang kolom udara ke-
n
pada saat resonansi (m)
O
: panjang gelombang (m)
n
: 1, 2, 3, . . .
Resonansi
277
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Peristiwa resonansi dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari, antara lain
sebagai berikut.
1. Telinga manusia
Kita dapat mendengar bunyi karena adanya peristiwa resonansi pada
telinga kita. Di dalam telinga terdapat selaput gendang telinga. Selaput ini
sangat tipis dan mudah beresonansi dengan bunyi audiosonik.
2. Alat musik
Alat musik akustik seperti seruling, biola, drum, dan gitar memanfaatkan
resonansi agar diperoleh bunyi yang merdu. Alat musik tradisional, seperti
gamelan juga memanfaatkan peristiwa resonansi.
3. Rongga mulut katak
Katak dapat mengeluarkan bunyi yang sangat keras karena resonansi
yang terjadi pada rongga mulut katak. Rongga mulut katak dapat
mengembang sedemikian rupa sehingga menyerupai selaput tipis. Pada
selaput tipis inilah terjadi peristiwa resonansi.
Peristiwa resonansi ada juga yang merugikan manusia karena menyebabkan
kerusakan atau ketidaknyamanan. Oleh karena itu, manusia berusaha untuk meng-
hilangkan atau mencegahnya. Contohnya resonansi yang merugikan antara lain
resonansi pada mesin, resonansi pada pesawat, dan resonansi pada mobil.
Sekarang, coba kamu kerjakan pelatihan berikut!
Kerja Kelompok
E.
Pemantulan Bunyi
Kita telah mempelajari sifat-sifat gelombang pada bab sebelumnya, di
antaranya pemantulan gelombang. Kali ini kita akan mempelajari pemantulan
yang terjadi pada gelombang bunyi.
1. Hukum Pemantulan Bunyi
Pernahkah kalian berteriak di dalam ruangan yang tertutup rapat? Apa
yang kalian dengar? Samar-samar akan terdengar suara yang meniru
suaramu. Hal ini terjadi karena suaramu dipantulkan oleh dinding-dinding
ruangan. Untuk lebih memahami tentang pemantulan bunyi, lakukanlah
kegiatan berikut!
Kerjakan bersama kelompokmu!
Buatlah sebuah karangan ilmiah yang memuat tentang pemanfaatan resonansi atau
cara mencegah resonansi dalam kehidupan sehari-hari! Kumpulkan hasil karyamu kepada
guru!
278
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Praktikum 3
Pemantulan Bunyi
A . Tujuan
Mengamati pemantulan bunyi.
B. Alat dan Bahan
1. Jam weker
1 buah
2. Gulungan karton
2 buah
3. Papan kayu atau triplek sebagai penyekat
1 buah
4. Dinding pemantul
1 buah
5. Meja
1 buah
C. Langkah Kerja
1. Rangkailah alat dan bahan seperti gambar di bawah ini!
2. Atur kedudukan sudut karton sebelah kiri sama dengan sudut karton sebelah kanan,
misalnya 45°!
3. Pasang telinga pada ujung karton sebelah kanan seperti pada gambar di atas!
4. Dengarkan bunyi detak jarum jam weker! Amati apa yang terjadi!
5. Ubahlah kedudukan karton sebelah kanan pada sudut 30° dan ulangi langkah 3–4!
Amati apa yang terjadi!
6. Ubahlah kedudukan karton sebelah kanan dengan sudut yang berbeda-beda! Ulangi
langkah 3–4!
7. Bandingkan hasil yang kamu peroleh! Diskusikan dengan kelompokmu tentang hasil
percobaan kalian, kemudian buat kesimpulannya!
8. Sampaikan kesimpulanmu di depan kelas! Beri kesempatan pada kelompok lain untuk
menanggapi!
9. Setelah kalian selesai melakukan percobaan, kembalikan semua alat dan bahan ke
tempat semula!
Berdasarkan hasil pengamatanmu, bunyi detak jarum jam terdengar paling
keras ketika sudut karton sebelah kanan sama dengan sudut karton sebelah kiri.
Hal ini menunjukkan bahwa detak jarum jam weker merambat melalui karton di
sebelah kiri dan dipantulkan oleh dinding pemantul melalui karton di sebelah kanan.
Dari percobaan di atas dapat disimpulkan tentang
hukum pemantulan bunyi
, yaitu
sebagai berikut.
1) Bunyi pantul dan bunyi datang terletak pada suatu bidang datar.
2) Besar sudut pantul sama dengan sudut datang.
Hukum
Pemantulan
Bunyi
279
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
2. Macam-macam Bunyi Pantul
Keras-lemahnya bunyi pantul tergantung dari cepat rambat bunyi, jarak
antara pendengar dengan dinding pemantul, dan jarak sumber bunyi dengan
dinding pemantul. Bunyi pantul dibedakan menjadi 3, yaitu bunyi pantul yang
memperkuat bunyi asli, gaung atau kerdam, dan gema.
a. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli
Yaitu bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi
aslinya sehingga bunyi asli terdengar lebih keras. Bunyi pantul ini terjadi
jika jarak antara sumber bunyi dan pendengar dekat dengan dinding pantul
sehingga bunyi dipantulkan dengan sangat cepat. Untuk lebih jelasnya,
perhatikan ilustrasi berikut!
Bunyi asli
: bu
nyi
bu
nyi
Bunyi pantul : bu
nyi
bu
nyi
b. Gaung atau kerdam
Yaitu bunyi pantul yang terdengar sebagian bersamaan dengan bunyi
asli sehingga bunyi asli hanya terdengar sebagian.
Gaung
terjadi karena
sumber bunyi dan pendengar jaraknya cukup dekat dengan dinding pantul.
Gaung juga dapat terjadi karena bunyi memantul pada bidang pantul yang
tidak rata. Akibatnya, bunyi-bunyi pantul yang terjadi saling bertumpuk.
Bertumpuknya bunyi-bunyi pantul menyebabkan sebagian bunyi asli
mengalami pelemahan dan sebagian lainnya mengalami penguatan
sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas. Perhatikan ilustrasi berikut!
Bunyi asli
: bu
nyi
bu
nyi
Bunyi pantul :
bu
nyi
bu
nyi
Gaung merupakan jenis pemantulan bunyi yang merugikan. Gaung
sering terjadi pada tebing-tebing terjal, gua, aula, dan gedung bioskop.
Oleh karena itu, dalam aula dan gedung bioskop digunakan peredam
suara untuk mengurangi gaung. Bahan-bahan yang sering digunakan
sebagai peredam antara lain karpet, kertas karton, kain wol, gabus, dan
busa.
c. Gema
Yaitu bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai terdengar.
Bunyi pantul ini terjadi apabila jarak sumber bunyi dan pendengar jauh
dari dinding pemantul. Perhatikan ilustrasi berikut!
Bunyi asli
:
bu
nyi
Bunyi pantul :
bu
nyi
Selisih waktu antara terjadinya bunyi asli dan bunyi pantul pada
peristiwa
gema dapat ditentukan dengan menggunakan persamaan 21.2
di depan, yaitu
s
=
v
.
t
. Pada peristiwa gema, selisih waktu antara bunyi
asli dan bunyi pantul merupakan waktu yang diperlukan untuk menempuh
selisih waktu
n
n
selisih waktu
n
n
selisih waktu
Gaung
Gema
280
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
jarak bolak-balik dari sumber bunyi menuju pendengar. Dengan
demikian, persamaan 21.2 menjadi:
.
=
2
v t
s
. . . (21.6)
Sebelumnya telah disebutkan bahwa bunyi dapat merambat
pada zat padat, cair, dan gas (udara). Cepat rambat bunyi pada
berbagai medium besarnya berbeda-beda. Tabel 21.1 berikut
menampilkan cepat rambat bunyi pada beberapa medium.
Tabel 21.1 Cepat rambat bunyi pada beberapa medium
No.
Medium
Cepat rambat bunyi (m/s)
1.
Udara 0 °C
332
2.
Udara 15 °C
340
3.
Udara 25 °C
267
4.
Gas karbon
500
5.
Tembaga
3.560
6.
Air 15 °C
1.450
7.
Air laut
1.440
8.
Kaca
5.000
9.
Aluminium 20 °C
5.100
10.
Besi 20 °C
5.130
11.
Timah 20 °C
1.230
Dengan menggunakan persamaan 21.6 dan sifat perambatan
gelombang pada zat cair, manusia memanfaatkan gema yang dipantulkan
oleh dasar laut untuk mengukur kedalaman laut dengan menggunakan sistem
sonar. Perhatikan contoh soal berikut!
Contoh Soal
Sebuah kapal mengeluarkan gelombang bunyi ke dasar laut. Selang 0,
05 sekon kemudian
bunyi pantulan dari dasar laut diterima oleh kapal. Jika cepat rambat bunyi di air laut 1.440 m/s,
berapa kedalaman laut tersebut?
Penyelesaian:
Diketahui:
t
= 0,05 sekon
v
= 1.440 m/s
Ditanyakan:
s
= . . . ?
Jawab:
.
=
2
v t
s
.
1.400 0,05
=
2
s
s
= 35 m
Jadi, kedalaman laut tersebut adalah 35 m.
Sebaiknya Tahu
Sonar merupakan alat untuk
mendeteksi sesuatu di dalam air
dengan menggunakan gelombang
bunyi. Mesin sonar mengeluar-
kan bunyi blip ke dalam air.
Ketika bunyi ini mengenai
suatu benda di dalam air, bunyi
tersebut akan dipantulkan
kembali dalam bentuk gema.
Sonar dapat digunakan untuk
mencari bangkai kapal yang
karam.
Gambar 21.5
Sonar meman-
faatkan bunyi gema
Rep. www.blogs.warwick.uk
Rep. www.divediscovery.whoi.edu
281
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
Kerja Mandiri 3
Rangkuman
1. Bunyi merupakan gelombang mekanik yang merambat melalui medium.
2. Syarat terjadinya bunyi adalah ada sumber bunyi, medium, dan pendengar.
3. Bunyi berdasarkan frekuensinya ada 3 macam, yaitu:
a. bunyi infrasonik (frekuensi < 20 Hz),
b. bunyi audiosonik (frekuensi 20 Hz – 20.000 Hz), dan
c. bunyi ultrasonik (frekuensi > 20.000 Hz).
4. Hubungan antara cepat rambat bunyi, jarak, dan waktu dapat dirumuskan:
s
=
v
.
t
5. Hukum Mersenne dapat dirumuskan sebagai berikut.
U
G
F
f
A
1
=
2
A
6. Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda
lain.
7. Panjang kolom udara pada peristiwa resonansi dapat ditentukan dengan rumus berikut.
O
n
21
.
=
4
n
A
8. Bunyi hukum pemantulan bunyi adalah ”Bunyi pantul dan bunyi datang terletak pada suatu
bidang datar. Besar sudut pantul sama dengan sudut datang.”
9. Macam-macam pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari antara lain:
a. bunyi pantul yang menguatkan bunyi asli,
b. gaung / kerdam, dan
c. gema.
Kerjakan soal berikut dengan tepat!
1. Sebutkan hukum pemantulan bunyi!
2. Apa yang dimaksud dengan gaung dan gema?
3. Seseorang sedang mengukur kedalaman suatu danau dengan menggunakan sonar.
Jika kedalaman danau di titik tersebut 15 m dan cepat rambat bunyi di air danau
1.450 m/s, berapa lama waktu yang diperlukan oleh bunyi untuk dapat diterima oleh
sonar?
282
Ilmu Pengetahuan Alam VIII
Bunyi
A .
Ayo, berilah tanda silang pada jawaban
yang paling tepat!
1. Berikut ini merupakan syarat-syarat
terjadinya bunyi,
kecuali
. . . .
a. ada zat perantara
b. ada sumber bunyi
c. ada pendengar
d. tidak melalui medium
2. Sebuah mobil membunyikan klakson dan
didengar oleh pejalan kaki setelah 2
sekon. Jika cepat rambat bunyi di udara
340 m/s maka jarak mobil dengan pejalan
kaki adalah . . . .
a. 340 m
c. 680 m
b. 342 m
d. 682 m
3. Bunyi yang frekuensinya tidak teratur
disebut . . . .
a. gaung
c. nada
b. gema
d. desah
4. Sebuah bel listrik berbunyi dengan frekuensi
40 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara
340 m/s, panjang gelombang bunyi bel listrik
adalah . . . .
a. 8,0 m
c. 9,0 m
b. 8,5 m
d. 9,5 m
5. Gelombang infrasonik memiliki frekuensi
. . . .
a. kurang dari 20 Hz
b. lebih dari 20 Hz
c. lebih dari 20.000 Hz
d. antara 20 Hz–20.000 Hz
6. Tinggi rendahnya nada tergantung pada
. . . .
a. amplitudo
c. simpangan
b. frekuensi
d. periode
7. Hukum Mersenne dirumuskan . . . .
a.
U
G
F
f
A
1
=
A
c.
U
G
F
f
A
1
=
3
A
b.
U
G
F
f
A
1
=
2
A
d.
U
G
F
f
A
2
1
=
2
A
Soal-soal Uji Kompetensi
8. Sumber bunyi beresonansi pertama
pada tinggi kolom udara 25 cm. Panjang
gelombang kolom udara ketika bereso-
nansi yang ke-2 kali adalah . . . .
a. 37,5 cm
c. 75 cm
b. 66,7 cm
d. 166,7 cm
9. Sebuah batu dijatuhkan ke dalam sumur
yang dalamnya 17 meter. Apabila cepat
rambat bunyi di udara adalah 340 m/s
maka selang waktu yang dibutuhkan
untuk mendengar bunyi pantulan batu
mengenai dasar sumur adalah . . . .
a. 0,05 sekon
b. 0,10 sekon
c. 0,20 sekon
d. 0,34 sekon
10. Bunyi pantul yang terdengar setelah
bunyi asli disebut . . . .
a. gaung
b. gema
c. nada
d. desah
B.
Jawablah pertanyaan berikut dengan benar!
1. Sebutkan syarat terjadi dan terdengarnya
bunyi!
2. Sebut dan jelaskan macam-macam bunyi
berdasarkan frekuensinya!
3. Sebuah kapal mengirim gelombang bunyi
ke dasar laut. Jika cepat rambat bunyi di
air laut 1.440 m/s dan kedalaman laut
yang terukur 240 m, berapa sekon selang
waktu antara bunyi asli dan bunyi pantul?
4. Sebuah sirene mengeluarkan bunyi
berfrekuensi 170 Hz dan cepat rambat
bunyi di udara 340 m/s. Tentukan panjang
gelombangnya!
5. Sebuah gitar mempunyai perbandingan
nada c : b = 24 : 45. Apabila frekuensi
nada c adalah 264 Hz, tentukan frekuensi
nada b!