Gelombang bunyi merupakan salah satu jenis gelombang mekanik yang pergerakannya memerlukan medium untuk merambat. Selain bunyi, gelombang pada dawai dan gelombang permukaan air merupakan jenis gelombang mekanik.

Memahami Gelombang Suara

Gelombang bunyi merupakan energi berupa gelombang yang merambat melalui suatu medium. Oleh karena itu, gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik karena memerlukan medium untuk merambat.

Bunyi merambat dengan mentransfer energi dari satu molekul ke molekul lain dalam medium tempat bunyi merambat. Kecepatan rambat bunyi sangat dipengaruhi oleh medium tempat rambat bunyi tersebut. Jadi pada media yang berbeda kecepatan rambat bunyinya juga akan berbeda.

Kecepatan rambat bunyi pada medium yang jarak antar molekulnya lebih rapat akan menghasilkan perpindahan energi yang lebih cepat. Oleh karena itu, gelombang bunyi akan merambat lebih cepat pada media padat, kemudian pada media cair dan gas.

Bunyi atau kebisingan yang biasa kita dengar merupakan hasil getaran benda sebagai sumber bunyi yang kemudian merambat di udara atau media lain seperti air atau zat padat. Arah rambat gelombang bunyi searah sehingga termasuk dalam gelombang longitudinal.

Perambatan getaran bunyi membentuk pola jarak dan kerapatan yang merupakan ciri gelombang longitudinal.

Sumber Suara

Agar suatu bunyi dapat didengar oleh manusia maka bunyi tersebut harus memenuhi tiga syarat yaitu adanya sumber bunyi, adanya medium rambat dan adanya penerima atau pendengar gelombang. Sumber bunyi mempengaruhi karakteristik bunyi yang dihasilkan atau warna bunyi.

Saat seseorang berbicara, tenggorokannya akan bergetar. Ketika senar gitar dipetik maka akan keluar suara dari gitar tersebut. Sedangkan saat tenggorokan tidak bergetar dan senar gitar diam, tidak ada suara yang keluar. Dari sini dapat disimpulkan bahwa sumber bunyi adalah getaran.

Ketika suatu benda bergetar maka benda tersebut juga akan menggetarkan udara disekitarnya sehingga udara pun ikut bergetar.

Gelombang energi

Seperti diketahui sebelumnya, pada gelombang bunyi, energi bunyi dipindahkan dari satu molekul ke molekul lain dari medium perambatan bunyi. Dengan cara ini, suara dapat didengar oleh manusia. Oleh karena itu, semua gelombang suara harus memancarkan energi.

Penerima Gelombang

Penerima gelombang disebut penerima.

Contoh Gelombang Bunyi

Jenis gelombang bunyi dibedakan berdasarkan rentang frekuensinya, yaitu gelombang infrasonik, audiosonik, dan ultrasonik.

Infrasonik

Gelombang infrasonik merupakan salah satu jenis gelombang bunyi yang rentang frekuensinya kurang dari 20 Hz. Jangkauan gelombang infrasonik tidak dapat didengar oleh manusia pada umumnya. Gelombang suara infrasonik hanya dapat didengar oleh hewan tertentu seperti laba-laba, anjing, gajah, jangkrik, dan hiu.

Gelombang suara infrasonik digunakan untuk membantu mendeteksi gempa bumi menggunakan seismometer.

Audiosonik

Gelombang suara audiosonik merupakan gelombang suara dengan rentang frekuensi yang dapat didengar oleh telinga manusia. Rentang frekuensi gelombang audiosonik adalah 20 hingga 20.000 Hz.

ultrasonik

Gelombang bunyi ultrasonik merupakan gelombang bunyi yang mempunyai frekuensi paling tinggi yaitu lebih dari 20.000 Hz atau 20 kHz. Suara gelombang ultrasonik sangat tinggi sehingga suaranya tidak dapat didengar oleh telinga manusia.

Gelombang suara ultrasonik hanya dapat didengar oleh lumba-lumba dan kelelawar. Penerapan gelombang suara ultrasonik pada alat USG atau USG yang digunakan untuk melihat kondisi janin dalam kandungan.

Sifat Gelombang Bunyi

Bunyi yang merupakan gelombang longitudinal mempunyai beberapa sifat dasar yang harus dipahami yaitu efek Doppler, pemantulan bunyi, dan lain sebagainya.

Efek Doppler adalah sifat gelombang suara yang berhubungan dengan frekuensi suara yang didengar dan kecepatan rambat suara. Bila sumber bunyi dan pendengar bunyi saling bergerak relatif, maka frekuensi bunyi yang didengar sumber bunyi dan pendengar adalah sama.

Berikut rumus efek Doppler:

Informasi:

fp = frekuensi yang sampai ke pendengar (Hz)
fs = frekuensi sumber sebenarnya (Hz)
v = cepat rambat bunyi (m/s)
vp = kecepatan pendengar (m/s)
vs = kecepatan sumber (m/s)

Bunyi dapat dipantulkan oleh benda padat yang ada di depannya. Bunyi pantulan ada tiga jenis yaitu gema atau kerdam, gema dan bunyi pantulan yang menguatkan bunyi aslinya.

Pembiasan terjadi ketika gelombang suara merambat pada dua medium yang berbeda. Misalnya dari medium udara ke medium cair maka bunyi akan dibelokkan.

Interferensi adalah kombinasi dua gelombang suara berbeda yang berinteraksi dalam medium yang sama.

Rumus Gelombang Suara

Rumus gelombang bunyi terdiri dari rumus cepat rambat bunyi, frekuensi bunyi, dan panjang gelombang.

Rumus gelombang bunyi yang penting untuk diketahui adalah rumus cepat rambat gelombang bunyi sebagai berikut:

v = s/t

Informasi:

v = cepat rambat bunyi (m/s)
t = waktu tempuh gelombang suara (s)
s = jarak yang ditempuh gelombang bunyi (m)

  • Frekuensi Suara dan Panjang Gelombang

Bunyi yang berupa gelombang mempunyai frekuensi yang khas. Frekuensi adalah banyaknya gelombang atau getaran yang dialami dalam satu satuan waktu. Frekuensi gelombang bunyi berbanding terbalik dengan panjang gelombang bunyi dan berbanding lurus dengan cepat rambat bunyi.

f = v/λ atau bisa juga v = f . λ

Informasi:

v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)
f = frekuensi gelombang bunyi (Hz)
λ = panjang gelombang (m)

Intensitas bunyi dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut:

Saya = P/A
TI = 10 log (I/Io)

Informasi:

I = Intensitas bunyi (W/m²)
TI = Tingkat intensitas (dB)
Io = Intensitas ambang batas suara (W/m²)
A = Luas (m²)
P = Daya dari sumber (W)

Contoh Soal Gelombang Bunyi

Suara guntur terdengar setelah 4 detik sebelum kilatan cahaya muncul di langit. Jika cepat rambat bunyi di tempat tersebut adalah 347 m/s. Tentukan berapa jarak orang yang berada di tempat tersebut dengan tempat terjadinya petir?

Diskusi

Menjawab:

Untuk menghitung jarak dari orang yang terlihat kilatan cahaya ke tempat terjadinya petir, digunakan rumus cepat rambat bunyi:

v = s/t

s = v . T

s = 347 m/sx 4 s

s = 1,388 m

Gelombang bunyi yang merambat di udara mempunyai kecepatan 300 m/s. Jika panjang gelombang bunyi 30 cm, tentukan frekuensi gelombang bunyi tersebut?

Diskusi

Menjawab:

v = 300 m/s

λ = 30 cm = 0,3 m

Maka frekuensi gelombangnya adalah:

v = f . λ

f = v / λ

f = 300 m/s : 0,3 m

f = 1000Hz

Pemahaman konsep gelombang bunyi sangat penting untuk menunjang kehidupan sehari-hari. Penerapan konsep gelombang suara antara lain mendesain ruangan kedap suara, mengukur jarak suatu benda di bawah laut dan lain sebagainya.

Share:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *