Bunyi
A) Definisi Bunyi
Bunyi atau suara adalah pemampatan mekanis atau gelombang longitudinal yang merambat melalui medium. Medium atau zat perantara ini dapat berupa zat cair, padat, gas. Jadi, gelombang bunyi dapat merambat misalnya di dalam air, batu bara, atau udara.
Kebanyakan suara adalah gabungan berbagai sinyal getar terdiri dari gelombang harmonis, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan getar osilasi atau frekuensi yang diukur dalam satuan getaran Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam satuan tekanan suara desibel (dB).
Manusia mendengar bunyi saat gelombang bunyi, yaitu getaran di udara atau medium lain, sampai ke gendang telinga manusia. Batas frekuensi bunyi yang dapat didengar oleh telinga manusia berkisar antara 20 Hz sampai 20 kHz pada amplitudo berbagai variasi dalam kurva responsnya. Suara di atas 20 kHz disebut ultrasonik dan di bawah 20 Hz disebut infrasonik.
B) Karakteristik Bunyi
1) Bunyi adalah hasil dari suatu getaran dan merupakan hasil perambatan energi. Sumber bunyi sebagai sumber getar memancarkan gelombang-gelombang longitudinal ke segala arah melalui medium baik padat, cair maupun gas.
2) Berdasarkan perlu tidaknya zat perantara dalam perambatannya, bunyi termasuk ke dalam gelombang mekanik. Bunyi tidak dapat merambat dalam ruang hampa udara. Bunyi merambat lebih cepat pada medium zat padat jika dibandingkan dengan medium zat cair atau gas.
3) Berdasarkan arah rambatannya, gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal. Jadi, dalam perambatannya, gelombang bunyi berupa rapatan dan renggangan yang terjadi berturut-turut dalam medium yang dilaluinya.
C) Cepat Rambat Gelombang Bunyi
Gelombang Longitudinal
Cepat rambat bunyi adalah jarak yang di tempuh bunyi dalam waktu satu sekon. Periode (di beri notasi T ) adalah selang waktu yang di perlukan oleh suatu benda untuk menjalani satu getaran lengkap. Frekuensi (di beri notasi f ) adalah banyak getaran yang di tempuh benda dalam suatu satuan waktu (missal 1 sekon). Dari uraian di atas di peroleh hubungan sebagai berikut: T = 1/f atau f = 1/T .
Syarat Terdengarnya Bunyi:
(1) Ada sumber bunyi,
(2) Ada zat perantara,
(3) Ada alat penerima
Jika kamu memukul batu di dalam air, kamu akan mendengar suara pukulan tersebut. Demikian juga, ikan yang berenang di dalam kolam yang jernih, kamu tentu akan beranggapan ikan-ikan tersebut tidak bersuara. Akan tetapi, jika kamu menyelam ke dalam air, kamu akan mendengar suara kibasan ekor dan sirip ikan tersebut. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat merambat di dalam zat cair. Dengan bantuan alat seismograf, para ahli gempa dapat mendeteksi getaran gempa bumi. Getaran lebih kuat jika jaraknya lebih dekat pada sumber getar. Dari contoh-contoh tersebut, kamu dapat menyimpulkan bahwa bunyi yang terdengar bergantung pada jarak antara sumber bunyi dan pendengar. Jarak yang ditempuh bunyi tiap satuan waktu disebut cepat rambat bunyi (v). Secara matematis, hal itu dituliskan sebagai berikut:
dengan : v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s),
s = jarak yang ditempuh (m),
t = waktu tempuh (s).
D) Frekuensi Getaran Bunyi
1) Infrasonik, adalah bunyi yang frekuensinya dibawah 20 Hz (Hanya dapat didengar oleh beberapa jenis hewan : anjing dan jangkrik)
2) Audio Sonik, Adalah bunyi yang frekuensinya diantara 20 Hz – 20.000 Hz (Dapat didengar oleh Manusia)
3) Ultrasonik, Bunyi yang frekuensinya diatas 20.000 Hz (Tidak dapat didengar oleh manusia, namun ada jenis hewan tertentu yang dapat mendengar bunyi ini : Kelelawar dan ikan lumba – lumba). Pada bidang teknologi ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk:
a. Pemeriksaan Janin (USG)
b. Memusnahkan bakteri pada makanan yang diawetkan
c. Meratakan campuran (Campuran besi dan timah, campuran nikel dan bbaja)
d. Meratakan campuran susu homogen.
E) Pemanfaatan Frekuensi Getaran Bunyi
1) Kaca Mata tunanetra, meniru prinsip pengiriman dan penerimaan pulsa ultrasonic pada kelelawar. Kelelawar dapat terbang pada malam hari gelap gulita tanpa menabrak pohon-pohon dan benda lain disekitarnya. Prinsip ini di manfaatkan untuk kacamata tunanetra.
2) Mengukur kedalaman air laut, bisa di hitung dengan rumus: S = ½ Vt dengan S = kedalaman laut (m), V = kecepatan rambat bunyi dalam air (m/s), t = waktu yang diperlukan (s).
Fungsi USG
3) Penggunaan ultrasonik dalam bidang kedokteran, digunakan untuk USG (Ultrasonografi), pemeriksaan ini untuk dapat mengetahui berat, umur, jenis kelamin, dan kelainan cacat pada bayi di dalam kandungan.
F) Bunyi yang di hasilkan sumber bunyi
1) Nada dan frekuensi bunyi, dengan penjelasan frekuensi diukur dalam satuan getaran per sekon atau hertz (Hz). Nada bunyi tergantung pada frekuensi sumber bunyi : makin tinggi frekuensi sumber bunyi, makin tinggi nada bunyi yang dihasilkan.
2) Kuat dan Amplitudo bunyi, dengan penjelasan kuat bunyi adalah ukuran keras atau lemahnya bunyi terdengar oleh telinga manusia. Amplitudo gelombang menentukan kuat lemahnya nada. Semakin tinggi amplitudo gelombang semakin kuat nada tersebut.
3) Warna Bunyi atau Timbre, dengan penjelasan warna bunyi tergantung pada sumber bunyi, contohnya ketika nada suling C di bunyikan, bersamaan dengan nada terompet C di bunyikan, maka nada tersebut berbeda warna bunyinya.
Konser Musik
4) Nada, ada dua jenis nada yaitu desah dan nada.
a. Nada adalah gelombang bunyi yang bergetar dalam setiap sekon (detik), nada berhubungan dengan panjang gelombang dimana semakin jauh jarak gelombangnya maka semakin rendah nada yang dihasilkan. Jadi, tinggi-rendah nada bergantung pada panjang gelombangnya. Hubungan panjang gelombang dan frekuensi bunyi dapat dinyatakan sebagai berikut
F = V / ʎ
Persamaan di atas menunjukkan frekuensi (f) berbanding terbalik dengan panjang gelombang (ʎ). Jadi, jika panjang gelombangnya kecil maka frekuensinya besar sehingga diperoleh nada tinggi
b. Suara ombak di pinggir pantai memiliki frekuensi tidak teratur. Gelombang bunyi yang frekuensinya tidak teratur disebut desah. Contoh lain dari desah adalah bunyi angin, bunyi kendaraan bermotor, dan bunyi suara mesin
G) Sifat-sifat Gelombang bunyi
1) Resonansi, adalah suatu gejala di mana ikut bergetarnya suatu bunyi karena bergetarnya bunyi yang lain dengan frekuensi sama. Artinya f 1 = f 2
Resonansi merupakan peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain. Adapun syarat – syarat terjadinya resonansi adalah:
1. Frekuensi sama dengan frekuensi sumber getar
2. Benda terdiri atas selaput tipis (Selaput gendang telinga, kult gendang dan lain-lain)
3. Kolam udara yang panjangnya kelipatan ganjil dari ¼ λ sumber yang bergetar.
2) Manfaat Resonasi, bagian telinga yang paling penting ialah selaput gendang pendengaran. Bagian ini merupakan selaput tipis dan mudah beresonasi untuk tiap macam getaran. Di sekitar selaput suara manusia ada udara, udara inilah ikut begetar sewaktu selaput suara ikut bergetar sehingga memperkuat suara kita.
3) Hukum Pemantulan Bunyi:
(1) Bunyi datang, garis normal, dan bunyi pantul terletak pada satu bidang datar.
(2) Sudut pantul sama dengan sudut datang.
H) Sifat-sifat Energi Bunyi
Energi bunyi mempunyai sifat dapat berpindah ke tempat lain dengan cara merambat melalui media tertentu. Selain itu, bunyi juga dapat dipantulkan dan dapat diserap.
b. Bunyi Dapat Merambat Melalui Zat Padat, Zat Cair, dan Gas
Getaran bunyi merambat dalam bentuk gelombang. Oleh karena itu, bunyi yang merambat disebut gelombang bunyi. Gelombang bunyi dapat merambat melalui zat padat, cair, dan gas. Perambatan berlangsung paling cepat melalui udara. Gelombang bunyi tersebut hampir sama seperti gelombang air.
a) Perambatan bunyi melalui benda padat
Bunyi juga dapat merambat melalui benda padat. Perambatan bunyi melalui benda padat biasanya dimanfaatkan untuk membuat mainan. Misalnya membuat mainan telepon-teleponan. Pada waktu bermain telepon-teleponan bunyi merambat melalui benang menuju ke telinga kita.
b) Perambatan bunyi melalui benda cair
Bunyi juga dapat merambat melalui benda cair. Ketika dua batu diadu di dalam air, bunyi yang ditimbulkan dapat kita dengar. Hal tersebut menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat cair. Sifat bunyi dapat merambat melalui zat cair biasanya dimanfaatkan oleh tim SAR untuk mencari dan menolong kecelakaan yang terjadi di tengah lautan.
c) Perambatan bunyi melalui gas
Udara merupakan benda gas. Oleh karena itu kita dapat mendengar suara orang berbicara dan burung berkicau karena getaran suara itu masuk ke telinga kita. Sama halnya dengan bunyi guntur. Guntur dapat kita dengar karena getaran suaranya masuk ke telinga kita setelah merambat melalui udara.
Bunyi tidak dapat merambat di ruang hampa. Hal ini dapat ditunjukkan dengan sebuah bel listrik yang diletakkan di dalam wadah yang hampa udara.
c. Bunyi Dapat Diserap dan Dipantulkan
Ketika merambat ke tempat lain, bunyi dapat mengenai benda-benda di sekitarnya. Bunyi yang mengenai permukaan suatu benda dapat dipantulkan ataupun diserap. Jika bunyi mengenai dinding, akan dipantulkan. Oleh karena itu, bunyi tersebut mengalami pemantulan. Biasanya benda yang keras, rapat, dan mengkilat bersifat memantulkan bunyi.
Beberapa manfaat gelombang bunyi dalam hal ini adalah pantulan gelombang bunyi antara lain:
I) Macam-macam bunyi pantul
Pada saat kamu bernyanyi di kamar mandi, suaramu terdengar lebih keras dan enak didengar daripada kamu bernyanyi di ruangan yang luas dan terbuka. Suara musik di ruangan tertutup terdengar lebih keras daripada suara musik di ruangan terbuka. Mengapa demikian?
Pada ruangan kecil, bunyi yang datang pada dinding dengan bunyi yang dipantulkan sampai ke telingamu hamper bersamaan sehingga bunyi pantul akan memperkuat bunyi aslinya yang menyebabkan suaramu terdengar lebih keras. Sifat pemantulan bunyi sangat penting bagi beberapa hewan, seperti kelelawar. Kelelawar dapat memancarkan gelombang bunyi sehingga dengan memanfaatkan peristiwa pemantulan bunyi, kelelawar dapat menghindari dinding penghalang ketika terbang di malam hari. Selain itu, kelelawar dapat mengetahui mangsa yang akan disantapnya.
Sonar
Pemantulan gelombang bunyi juga digunakan manusia untuk mengukur panjang gua dan kedalaman lautan atau danau. Dengan cara mengirimkan bunyi datang dan mengukur waktu perjalanan bunyi datang dan bunyi pantul, panjang suatu gua atau kedalaman suatu tempat di bawah permukaan air dapat ditentukan.
Bunyi pantul yang diterima telah menempuh dua kali perjalanan, yaitu dari sumber bunyi ke pemantul dan dari pemantul ke penerima atau pendengar. Waktu yang dibutuhkan untuk sampai ke pemantul adalah Oleh karena itu, jarak yang ditempuh oleh bunyi yang dipantulkan dapat ditulis sebagai berikut:
dengan: s = jarak yang akan ditentukan (m),
v = cepat rambat bunyi (m/s),
t = waktu yang digunakan untuk menempuh
dua kali perjalanan (s).
Gelombang bunyi ultrasonik dapat digunakan untuk mengetahui sesuatu yang berada di bawah permukaan air. Para nelayan modern memanfaatkan terjadinya gema untuk mencari kumpulan ikan di bawah air dengan alat yang
Beberapa macam pemantulan bunyi :
1) Gaung atau kerdam, adalah bunyi pantul yang sebagian terdengar bersama-sama dengan bunyi aslinya.
Kamu mungkin pernah mengalami ketika berteriak, suara pantulnya berbeda sedikit dengan suara aslinya. Peristiwa ini disebut kerdam atau gaung. Jadi, gaung atau kerdam adalah bunyi pantul yang hanya terdengar sebagian bersamaan dengan bunyi asli.
2) Gema, adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi aslinya
Jika dinding pemantul sangat berjauhan, bunyi pantul akan terdengar beberapa saat setelah bunyi asli. Kejadian ini disebut gema. Misalnya, jika kamu berteriak di depan dinding tebing yang tinggi, suaramu seolah-olah ada yang mengikuti setelah selesai diucapkan. Hal ini terjadi karena bunyi yang datang ke dinding tebing dan bunyi yang dipantulkannya memerlukan waktu untuk merambat. Didalam gema merupakan terjadinya bunyi yang bolak balik sehingga dapat dirmuskan dengan rumus yang mengacu dari rumus sebelumnya yakni
S = V . t / 2
3) Bunyi pantul yang memperkuat bunyi aslinya, jika kita menyanyi di kamar mandi, maka suara kita terdengar lebih keras di bandingkan di ruang terbuka.
Bunyi dapat memantul dan pantulan bunyi tersebut dapat menyerupai bunyi semula seperti contoh :
Bu – Nyi – La – Gu
Bu – Nyi – La – Gu
Jadi dapat disimpulkan bahwasannya bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli adalah bunyi pantul yang berbunyi beberapa detik setelah bunyi asli yang hampir bersamaan.
J) Manfaat Pemantulan Bunyi:
(1) menentukan cepat rambat bunyi ,
(2) Survey geofisika,
(3) Mendeteksi cacat dan retak pada logam,
(4) Mengukur ketebalan pelat logam.
