Rumus Fisika Bunyi

BUNYI

A. Pengertian Dan Arti Definisi Bunyi 

Bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran.

Apabila sebuat senar gitar kita petik maka akan terjadi getaran pada senar gitar yang menimbulkan bunyi. Jika senar dawai gitar tersebut kita pegang, maka getaran dan bunyi pada senar akan hilang.

B. Kecepatan Bunyi / Cepat Rambat Bunyi Di Udara

Pada suhu udara 15 derajat selsius bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 meter per detik. Rumus cepat rambat bunyi adalah v = S/t yaitu jarak tempuh dibagi waktu tempuh. Suhu udara yang lebih panas atau lebih dingin memengaruhi kecepatan bunyi di udara. Semakin rendah suhu udara makan cepat rambat bunyi semakin cepat karena partikel udara lebih banyak.

Bunyi tidak dapat terdengar pada ruang hampa udara karena bunyi membutuhkan zat perantara untuk menghantarkan bunyi baik zat padat, cair maupun gas.

1. Bunyi adalah Gelombang Longitudinal

Bagaimana bunyi-bunyian dapat sampai ke telinga kita, sehingga bunyi dapat kita dengarkan ?
untuk menyelidikinya coba kamu lakukan kembali unjuk kerja 4.1 memukul garpu tala, sehingga
timbul bunyi.
Bunyi garpu tala menuju telinga dihantarkan oleh partikel-partikel udara. Pada waktu bunyi
keluar dari garpu tala, langsung menumbuk molekul-molekul udara. Molekul-molekul udara
menumbuk udara di sebelahnya yang mengakibatkan terjadi rapatan dan regangan demikian
seterusnya sampai ketelinga.
Molekul-molekul udara tidak pindah, tetapi hanya merapat dan meregang. Bunyi sampai telinga
merambat dalam bentuk gelombang. Gelombang yang tersusun dari rapatan dan regangan adalah
gelombang longitudinal. Jadi, bunyi merambat berupa gelombang longitudinal.

2. Gelombang bunyi merambat memerlukan medium

Gelombang bunyi dapat didengar apabila ada zat antara atau medium untuk merambat sampai ke
telinga kita. Medium apa sajakah yang dapat dilalui bunyi ? setiap hari, kita selalu bercakap-
cakap. Ketika hujan, kita sering mendengar suara petir. Pada saat di jalan raya sering kita dengar 
suara klakson mobil. Hal ini menunjukkan bahwa bunyi dapat merambat melalui udara
Dengan membentangkan kawat yang diikat pada dua kaleng bekas, kamu dapat membuat
telepon mainan. Seorang dari temanmu berbicara pada satu ujung dan suaranya dapat kamu
dengar diunjung lainnya. Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat merambat melalui zat padat.
Bagaimana untuk membuktikan bunyi merambat melalui zat cair ? Ketika di kolam renang,
suruh temanmu menyelam lalu ketuk-ketuk dinding kolam renang. Dapatkah temanmu
mendengar bunyi ketukan itu ?

3. Bagaimanakah Bunyi dapat terdengar ?

Bagaimana bunyi dapat didengar ? dari pembahasan di atas sumber bunyi ditimbulkan oleh
benda-benda yang bergetar. Sehingga syarat terjadinya bunyi adalah adanya benda yang
bergetar. Astronaut yang berada di bulan apakah bisa bercakap-cakap langsung dengan temannya
? tentunya percakapannya dilakukan dengan menggunakan bahasa isyarat. Karena mereka tidak 
bisa mendengar. Hal itu disebabkan di bulan hanya udara (tidak ada medium perantara).
Sehingga kita dapat mendengar bunyi jika ada medium yang dapat merambatkan bunyi.
Masih ada satu syarat lagi agar bunyi dapat didengar, yaitu ada pendengar atau penerima.
Dengan demikian syarat terjadi dan terdengarnya bunyi adalah :
a)Ada sumber bunyi (benda yang bergetar)
b)Ada medium yang merambatkan bunyi
c)Ada penerima (pendengar)

4. Kecepatan Merambat Bunyi

Coba kamu amati ketika terjadi hujan badai. Bersamaankah terjadinya kilat dan guntur ? tentu
tidak. Mengapa ?
Sebenarnya kilat dan guntur terjadi dalam selang waktu bersamaan, namun mengapa kita dapat
melihat kilat lebih dahulu, lalu baru mendengar guntur ?
Kilat adalah gelombang cahaya, sedangkan guntur adalah gelombang bunyi. Kecepatan
merambatnya tidak sama. Cahaya menrambat lebih cepat daripada bunyi. Oleh karena itu kamu
akan menyaksikan kilat terjadinya lebih dahulu, kemudian disusul bunyi guntur.
Semakin jauh pusat terjadinya kilat, semakin lama selang waktu antara kilat dan guntur. Jelaslah
bahwa bunyi memerlukan waktu untuk merambat melalui medium udara dari satu tempat ke
tempat lainnya. jarak yang ditempuh bunyi dalam waktu satu sekon disebut Cepat Rambat
Bunyi. Jika jarak yang ditempuh bunyi s dan waktu yang diperlukan t, cepat rambat bunyi v
dapat dirumuskan :

V= s/t

V= cepat rambat bunyi (m/s)                               s = Jarak tempuh bunyi (m)
t= waktu yang diperlukan (s)

Dimana : V = cepat rambat bunyi (m/s)
T = Periode (s)
λ = Panjang gelombang (m)
f= frekuensi gelombang (Hz)

Contoh soal :

1.Pada suatu saat terlihat kilat dan 20 sekon kemudian baru terdengar gunturnya. Jika cepat
rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. berapa jarak asal suara dengan pengamat ?
Diketahui :V=340 m/s
                 t=20 sekon
Ditanyakan :S= …….?
Jawab S  =V . t
               = 340 m/s . 20 s
               = 6.800 m
            S= 6,8 km

Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh jenis medium perambatannya. Medium udara, air, zat
padat dan suhu akan menghasilkan cepat rambat bunyi yang berbeda-beda.
Semakin padat suatu medium makin rapat pula partikel dalam medium dan makin kuat gaya
kohesi diantara partikel medium tersebut. Sehingga suatu bagian dari medium yang bergetar 
akan menyebabkan bagian lain ikut bergetar secara cepat.
Demikian pula dengan suhu suatu medium. Makin tinggi suhu suatu medium, makin cepat
getaran partikel-partikel dalam medium tersebut, sehingga proses perpindahan getaran semakin
cepat.

C. Resonansi

Tahukah kamu mengapa kentongan (kayu berongga) menghasilkan bunyi yang lebih nyaring
(keras) daripada kayu yang tidak berongga ketika dipukul? Bunyi yang dihasilkan akan lebih
keras lagi jika volume rongga diperbesar. Gejala seperti ini juga terjadi pada alat-alat musik 
seperti gitar, seruling, dan gendang. Mengapa gejala seperti itu terjadi?
Pada pembahasan tentang gelombang telah diketahui bahwa bunyi merupakan getaran yang
merambat dalam bentuk gelombang longitudinal. Getaran tersebut mempengaruhi medium di
sekitarnya. Artinya medium yang dilalui bunyi ikut bergetar. Salah satu akibat pengaruh getaran
terhadap medium di sekitarnya (udara) adalah timbulnya bunyi yang semakin keras. Gejala
seperti ini dinamakan resonansi.


Kerugian akibar Resonansi 


Resonansi sangat menguntungkan karena dapat memperkuat bunyi aslinya. Dengan demikian,
alat-alat musik dapat dibuat dengan memanfaatkan efek resonansi. Namun, di balik itu dapat
terjadi beberapa kerugian, antara lain sebagai berikut:

1.Bunyi ledakan bom dapat memecahkan kaca walaupun kaca tidak terkena langsung pecahan
   bom.
2.Amplitudo resonansi yang besar yang dihasilkan dari sumber getar, misalnya getaran mesin
   pabrik dan kereta api, dapat meruntuhkan bangunan.
3.Sepasukan prajurit tidak boleh melintasi jembatan dengan cara berbaris dengan langkah yang
   bersamaan sebab amplitudo resonansi yang ditimbulkannya menjadi bertambah besar
   sehingga dapat meruntuhkan jembatan.
   Salah satu contoh kerugian akibat resonansi adalah kejadian yang menimpa jembatan gantung
   Selat Tacoma di Washington, Amerika Serikat. Pada tanggal 1 Juli 1940 hanya empat bulan
   setelah peresmian, jembatan itu ditiup angin sehingga menimbulkan getaran. Karena getaran
   menimbulkan resonansi pada jembatan, akhirnya jembatan bergoyang dan patah.



MANFAAT BUNYI PANTUL


a. mengukur kedalaman laut 
b. Mengukur panjang lorong goa 

Gaung dan gema

Apabila kita sedang berada di dalam gedung yang cukup luas sambil berteriak, sering suara kita
diulang. Pernahkah kamu mendengarkan suara pengulangan seperti itu? Siapakah yang
menirukan suara itu? Hal itu terjadi karena pada saat suaramu membentur dinding, maka suara
tersebut akan dipantulkan menuju telingamu kembali.
Pemantulan bunyi semacam itu dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaung dan gema. Bagaimana
cara membedakannya?

a.Gaung

Jika kita mengucapkan suatu kata dengan keras dalam suatu ruangan gedung yang luas (aula),
kita akan mendengarkan kata tersebut kurang jelas terdengar. Hal ini disebabkan sebagian bunyi
pantul terdengar bersamaan dengan bunyi asli. Bunyi seperti inilah yang disebut gaung atau
kerdam.
Misalkan kita mengucapkan kata “matahari.”
Bunyi asli : Ma- ta- ha - ri
Bunyi pantul: Ma-ta- ha- ri
Terdengar : Ma-ri
Suku kata yang jelas kita dengar adalah suku kata pertama (ma) dan suku kata terakhir (ri),
sedangkan suku kata di antaranya terdengar kabur.
Bagaimana cara menghindari terjadinya gaung? Untuk menghindari terjadinya gaung, pada
dinding ruangan yang besar harus dilengkapi peredam suara. 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, studio rekaman, dsb