Dalam bagian pertama bab ini, telah dijelaskan bahwa bunyi adalah gelombang mekanik yang ditimbulkan oleh benda yang bergetar. Getaran dari benda mengakibatkan partikel disekitar medium berada dalam gerakan vibrasi, sehingga memindahkan energi melalui medium. Getaran partikel merupakan gambaran paling baik sebagai gelombang longitudinal. Gelombang longitudinal adalah gelombang dimana gerakan setiap partikel dari medium mempunyai arah yang sejajar terhadap arah perpindahan energi.Gelombang longitudinal dapat dibuat dalam sebuah slinki ketika slinki tersebut ditekan dalam arah horizontal dan koil pertama dari slinki bergetar secara horizontal. Untuk kasus tertentu, setiap koil di medium termasuk dalam gerakan vibrasi yang arahnya sejajar terhadap arah perambatan energi. Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal karena partikel-partikel medium bersama bunyi dirambatkan bergetar sejajar dengan gelombang bunyi. Tali senar yang bergetar dapat membentuk gelombang longitudinal.
Ketika gerakan tali bervibrasi dalam arah ke depan, tali mulai terdorong diantara molekul-molekul udara, menggerakkan molekul ke arah kanan ke molekul terdekatnya. Ini menjadikan molekul-molekul ke kanan tali menjadi tertekan ke daerah ruang yang kecil. Ketika gerakan tali bervibrasi dalam arah berlawanan (ke kiri), ini segera mengalami tekanan rendah dari udara ke kanan, sehingga menyebabkan molekul udara bergerak balik ke kiri. Tekanan rendah ke kanan dari tali menyebabkan molekul udara dalam daerah ini langsung ke kanan tali untuk menjalar ke daerah yang lebih luas dalam ruang. Getaran ke belakang dan depan tali menyebabkan tiap molekul udara (atau lapisan molekul udara) dalam daerahnya ,langsung ke kanan tali untuk meneruskan gerakan ke belakang dan depan secara horizontal; molekul-molekul bergerak ke kanan ketika tali bergerak ke kanan ,lalu ke kiri ketika tali bergerak ke kiri. Getaran ke belakang dan depan memberi interaksi ke partikel terdekat; sehingga partikel di sekitarnya mulai bergerak ke kanan dan kiri, lalu mengirim gelombang ke kanan. Karena molekul udara (partikel-partikel dari medium) bergerak dalam arah yang sejajar dengan gerakan gelombang, gelombang bunyi mengacu sebagai gelombang longitudinal. Hasil dari tiap getaran longitudinal merupakan hasil dari rapatan dan renggangan dengan udara,terutama udara yang terjebak dalam kolom, seperti kolom gitarnya Alibata, coba dengarkan cara beresonansinya gelombang bunyi dari senar gitar di atas.
Tanpa memperhatikan sumber gelombang bunyi – apakah itu sebuah senar yang bergetar atau ujung garputala yang bergetar – bunyi adalah gelombang longitudinal. Dan karakteristik utama dari gelombang longitudinal yang dikenal dibanding gelombang lainnya adalah bahwa partikel mediumnya bergerak dalam arah sejajar dengan arah perpindahan energinya.
Bunyi adalah Gelombang Tekan
Bunyi adalah gelombang mekanik yang dihasilkan dari gelombang longitudinal partikel-partikel mediumnya dimana gelombang bunyi tersebut bergerak. Jika gelombang bunyi bergerak dari kiri ke kanan melalui udara,maka partikel-partikel udara akan berpindah baik ke kanan dan ke kiri sebagaimana energi gelombang bunyi melaluinya. Gerakan partikel yang paralel (dan anti paralel) terhadap perpindahan energi merupakan karakteristik bunyi sebagai gelombang longitudinal.
Garputala yang bergetar mampu menghasilkan gelombang longitudinal. Sebagaimana cabang garputala bergetar ke belakang dan ke depan, getaran itu mendorong partikel udara di dekatnya. Gerakan maju dari cabang garpu mendorong molekul udara secara horizontal ke kanan dan tarikan ke belakang dari cabang garpu membentuk areal tekanan rendah memenuhi partikel-partikel udara yang bergerak kembali ke kiri. Karena gerakan longitudinal dari partikel-partikel udara, terdapat daerah dalam udara dimana partikel udara ditekan bersama-sama dan daerah lain dimana partikel-partikel udara menjadi menyebar. Bagian ini dikenal masing-masing sebagai tekanan dan regangan. Bila tekanan berada di daerah dengan tekanan udara tinggi sementara regangan berada di daerah dengan tekanan rendah. Diagram berikut melukiskan gelombang bunyi yang dibentuk oleh garputala dan merambat melalui udara dalam tabung terbuka. Tekanan dan regangan ditunjukkan pada gambar.
Panjang gelombang sebuah gelombang adalah jarak sebuah gangguan berpindah sepanjang medium dalam satu putaran gelombang penuh. Karena sebuah gelombang mengulang polanya sekali setiap putaran gelombang, panjang gelombang sering dijadikan acuan sebagai panjang dari pola yang berulang – panjang satu gelombang penuh. Untuk gelombang transversal panjang ini umumnya diukur dari satu puncak gelombang ke puncak gelombang yang terdekat, atau dari satu lembah ke lembah gelombang berikutnya yang terdekat. Karena gelombang longitudinal tidak mengandung puncak dan lembah, panjang gelombangnya harus diukur dengan cara yang berbeda. Gelombang longitudinal terdiri dari pola berulang tekanan dan regangan. Maka, panjang gelombangnya biasanya diukur sebagai jarak satu tekanan ke tekanan terdekat berikutnya atau jarak satu regangan ke regangan terdekat berikutnya. Karena gelombang bunyi terdiri dari pola berulang daerah tekanan tinggi dan daerah tekanan rendah yang bergerak melalui sebuah medium, ini sering dijadikan acuan sebagai gelombang tekan. Jika sebuah detektor, baik itu telinga manusia atau alat yang dibuat seseorang, digunakan untuk mendeteksi gelombang bunyi, alat ini akan mendeteksi fluktuasi dalam tekanan ketika gelombang bunyi mengenai alat yang mendeteksinya. Pada satu waktu, detektor akan mendeteksi tekanan tinggi; ini berhubungan dengan kedatangan tekanan di bagian detektor. Pada satu waktu, detektor akan mendeteksi tekanan yang normal. Dan akhirnya tekanan rendah akan terdeteksi, bersamaan dengan datangnya regangan pada tempat detektor. Karena fluktuasi tekanan saat terdeteksi oleh detektor terjadi pada interval waktu reguler dan periodik, diagram rancangan tekanan terhadap waktu akan muncul sebagai kurva sinus. Puncak dari kurva sinus berhubungan dengan tekanan; lembah berhubungan dengan regangan; dan ”titik nol” berhubungan dengan tekanan udara jika tidak ada gangguan yang bergerak melaluinya. Diagram di bawah melukiskan hubungan antara longitudinal yang sebenarnya dari gelombang bunyi dan fluktuasi (naik turunnya) tekanan – waktu yang ditimbulkannya.
di samping dapat ditafsirkan salah pengertian jika kamu tidak hati-hati. Gambaran bunyi oleh gelombang sinus hanyalah usaha untuk melukiskan sifat dasar sinusoidal dari grafik fluktuasi tekanan – waktu. Jangan mengambil kesimpulan bahwa bunyi adalah gelombang transversal yang memiliki puncak dan lembah. Bunyi benar-benar gelombang longitudinal dengan tekanan dan regangan. Pada saat bunyi melalui sebuah medium, partikel-partikel dari medium tersebut tidak bergetar dalam cara transversal. Jangan salah paham – bunyi adalah gelombang longitudinal.
Contoh Soal :
Sebuah kamera digital otomatis memancarkan gelombang bunyi ultrasonik ke suatu objek. Jika kelajuan gelombang bunyi 343 m/s . Hitunglah waktu rambat gelombang tersebut jika kamera memotret objek tadi pada jarak
(a) 1,0 meter (b) 30 meter dari kamera
Solusi :
(a) Pulsa gelombang ultrasonik merambat bolak balik, sehingga jarak yang ditempuh = 2 x 1,0 meter = 2,0 meter. Maka
(b) Jarak total yang ditempuh gelombang = 2 x 30 m = 60 m. Maka :
Tes kemampuan
Pilihlah jawaban yang tepat!
1. Gerak benda-benda berikut termasuk getaran, kecuali ….
a. dawai gitar yang dipetik
b. sayap lebah yang sedang terbang
c. bola pingpong pada saat dua orang anak bermain tenis meja
d. mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain ditarik ke bawah atau ke atas dan dilepaskan.
2. Sebuah bandul sederhana diayunkan seperti gambar berikut!
Jumlah getaran yang terjadi selama ayunan bergerak dari A→B→C→B→A→B adalah.....
A. 0,75 getaran
B. 1,00 getaran
C. 1,25 getaran
D. 2,00 getaran
3. Perhatikan gambar gelombang di bawah ini!
Jumlah gelombang yang terjadi dari titik A ke titik B adalah ....
a. 1 gelombang
b. 2 gelombang
c. 3 gelombang
d. 4 gelombang
istirahat dulu yea...lain kali kita membahas soal-soal, insya Allah.
No comments:
Post a Comment