1. gelombang bunyi
-
Upload
patma-kartikasari -
Category
Documents
-
view
5.171 -
download
0
Transcript of 1. gelombang bunyi
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
By : Patma Kartikasari, S.PdSMA Negeri 2 Sekayu
MOTIVASI
SK-KD
MATERI
EVALUASI
INDIKATOR
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
Pernahkah kalian bermain lompat tali, bagaimanakah bentuk gelombangnya yang terjadi, dan termasuk gelombang apakah gelombang pada tali?
Apakah bunyi termasuk gelombang? Jika iya termasuk apakah gelombang pada tali?
MOTIVASI
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
STANDART KOMPETENSI
Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah
KOMPETENSI DASAR 1.1 Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri
gelombang secara umum 1.2 Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri
gelombang bunyi dan cahaya 1.3 Menerapkan konsep dan prinsip
`gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
Mendeskripsikan efek Doppler untuk gelombang bunyi.
Menentukan frekuensi yang diterima pendengar dari sumber suara akibat pengaruh kecepatan.
Mendeskripsikan pengaruh energi gelombang terhadap intensitas bunyi.
Menentukan taraf intensitas bunyi dari beberapa sumber bunyi identik.
INDIKATOR
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
GELOMBANG
Mekanik Elektromagnetik
Gelombang Suara Gempa Bumi Gelombang pada dawai dll
Cahaya Sinar X Gelombang Radio dll.
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
1. JENIS GELOMBANG
Gelombang Mekanik dan Gelombang Elektromagnetik (Berdasarkan medium perambatannya)contoh G. Mekanik: gelombang air, gelombang bunyi, gelombang pada slinki dll.contoh G. Elektromagnetik : gelombang radio dan gelombang TV
Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal (Berdasarkan arah perambatannya)contoh G. Trans : tali yang digerakkan keatas dan bawahcontoh G. Longitudinal : Slinki, pegas
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
TIPE GELOMBANG
Transversal Longitudinal
Gerak tegak lurus arah rambatan Gerak partikel sejajar arah rambatan
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
PERIODE, FREKUENSI, KECEPATAN GELOMBANG
Periode :
Frekuensi :
Kecepatan gelombang :
n
tT f
T1
t
nf
fT
v
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
B. GELOMBANG BERJALAN / G. MEKANIK
l
A
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
B. Gelombang Berjalan/ G. Mekanik Persamaan Umum Gelombang Berjalan :
Kecepatan getaran partikel di titik P :
Percepatan getaran partikel di titik P :
Sudut fase, Fase dan Beda fasePP ykxtAa 22 )( sin
fase beda
fase
fasesudut 2
x
x
T
t
x
T
t
P
P
)( os kxtcAvP
x
T
tAkxtAyP 2 sin )( sin
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
Contoh 1 :Sebuah gelombang merambat ke arah sumbu x
positif dengan kecepatan rambat v = 5 m/s, frekuensi 10 Hz, dan amplitudonya 2 cm. Jika asal getaran telah bergetar selama 2/3 sekon dengan arah getaran pertama ke bawah, tentukanlah
a. Persamaan umum gelombangb. Kecepatan dan percepatan partikel di titik x =
0.5 mc. Fase dan sudut fase gelombang di titik x = 0.5
md. Beda fase antara titik x = 0.25 m dengan titik
pada x = 0.75 m
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
2. Gelombang Stasioner/ G. Berdiri : dua buah gelombang yang mempunyai panjang gelombang dan amplitudo sama bergerak dalam arah yang berlawanan pada kecepatan yang sama melalui suatu medium.
412nx
)cos( in 2 kltkxsAyP
kxcAAP os 2
)sin( os 2 kltkxcAyP
41)12( nx
kxsAAP in 2
412nx
41)12( nx
Gel. Stasioner
Pada dawai dgn Ujung Bebas
Pada dawai dgn Ujung Terikat
Pers. Gel. Stasioner
AmplitudoLetak perut/ antinode
Letak simpul/ Noden = 0,1,2,3, .. , x : jarak titik P dari ujung tetap,
l : jarak sumber getaran ke ujung tetap/bebasOP adalah jarak dari sumber getaran/asal
getaran ke titik P
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
Contoh 1 :Seutas tali horisontal mempunyai panjang 225 cm. salah satu ujungnya digetarkan harmonik naik turun dengan frekuensi 0.25 Hz dan amplitudo 10 cm, sedangkan ujung lainnya dibuat bebas. Getaran pada tali merambat dengan laju 9 cm/s, maka tentukan : amplitudo gelombang stasioner pada titik sejauh 225 cm dari sumber getaran
Contoh 2 :Seutas tali yang panjangnya 75 cm digetarkan harmonik naik turun pada salah satu ujungnya, sedang ujung lainnya bebas bergerak :
a. Jika perut kelima berjarak 25 cm dari titik asal getaran, berapa panjang gelombang yang terjadi?
b. Berapa jarak simpul ketiga dari titik asal getaran?
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
Contoh 3 :Salah satu ujung dari seutas tali yang panjangnya 115 cm digetarkan harmonik naik turun, sedang ujung lainnya bebas bergerak.
a. Berapa panjang gelombang yang merambat pada tali jika perut ke-3 berjarak 15 cm dari titik asala getaran?
b. Dimana letak simpul ke-2 diukur dari titik asal getaran?
Contoh 4 :Seutas kawat yang yang panjangnya 100cm direntangkan horisontal. Salah satu ujungnya digetarkan harmonik naik turun dengan frekuensi 1/8 Hz dan amplitudonya 16 cm, sedangkan ujung lainnya terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke kanan sepanjang kawat dengan cepat rambat 4,5 cm/s. tentukan letak simpul ke-4 dan perut ke-3 dari titik asal getaran.
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
3. LAJU GELOMBANG PADA DAWAI
F
v Gelombang Transversal (Tali):: rapat massa, F : tegangan
A
F
m
Flv
mkarena
)/(
)/(
)(
:
3mKgdawaijenismassa
mKgdawaipanjangsatuanpermassa
NDawaiteganganGayaF
keterangan
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
LATIHAN
Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2 Kg ditegangkan 200 N, Hitung cepat rambat gelombang pada dawai
Jawab : 100 m/s
04/13/2023
3. Frekuensi pada Senar
Nada Dasar (f0)
(Harmonik pertama)
Nada atas pertama (f1)
(Harmonik kedua)
Nada atas kedua (f2)
(Harmonik ketiga)
Nada atas pertama (f3)
(Harmonik keempat)
021 l
32l
223 l
1l
l
vvf
200
l
vvf
2
33
l
vvf
2
3
22
l
vvf
11
Rumus umum : .1,2,3,....n,2lv
nf 1n Patma Kartikasari, S.Pd
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
4. Resonansi pada Pipa Organa
Pipa Organa Terbuka Pipa Organa Tertutup
Nada Dasar (f0)
(Harmonik pertama)
Nada atas pertama (f1)
(Harmonik kedua)
Nada atas kedua (f2)
(Harmonik ketiga)
Nada atas ketiga (f3)
(Harmonik keempat)
021 l
32l
223 l
1l
l
vvf
200
l
vvf
4
7
33
l
vvf
2
3
22
l
vvf
4
3
11
347 l
245 l
143 l
041 l
l
vvf
2
33
l
vvf
4
5
22
l
vvf
11
l
vvf
400
Rumus umum pipa organa terbuka: 1,2,3,...n,2lv
nf 1n
Rumus umum pipa organa tertutup: 1,2,3,...n,4lv
12nf 1n
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
Gambar pipa organa terbukaGambar pipa organa tertutup
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
Contoh 3 :Sebuah pipa organa tertutup mempunyai panjang 40 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara 320 m/s, hitunglah frekuensi nada dasar dan nada atas keduanya!
Contoh 4 :Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2 Kg ditegangkan 200 N, Hitung :
a. cepat rambat gelombang pada dawaib. Frekuensi nada dasar pianoc. Frekuensi nada atas kesatu dan kedua
piano.
04/13/2023 Idaiani, S.Pd
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
C. INTENSITAS GELOMBANG BUNYI
Intensitas bunyididefenisikan sebagai daya per satuan luas yang tegak lurus pada arah cepatrambat gelombang.
Amplitudoy
yvfρ2πA
yvfρA2πAP
I
222
222
2
2
1
1
2
rr
II
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
Perbandingan intensitas bunyi pada suatu titik yang berjarak r1 dan r2 dari sumber bunyi
adalah :Apabila terdapat n buah sumber bunyi yang identik, maka intensitas total gelombang bunyi merupakan penjumlahan aljabar terhadap intensitas masing-masing sumber bunyi.
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
1. Jika pada jarak 2 m dari sumber bunyi diperoleh intensitas bunyi sebesar 36 watt/m2, maka pada jarak 3 m dari sumber bunyi diperoleh intensitas sebesar ....jawab : 16 watt/m2
2. Jarak A ke sumber bunyi adalah 2 kali jarak B ke sumber bunyi tersebut. Perbandingan intensitas bunyi yang diterima A dan B adalahJawab : 1/4
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
D. TARAF INTENSITAS BUNYI
Apabila terdapat n buah bunyi maka taraf intensitas total adalah,
Taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara bunyi dengan intensitas ambang, secara matematis ditulis sebagai berikut,
I0 = 10-12 Wm-2
Dan apabila taraf intensitas bunyi di suatu titik yang berjarak r1 dari sumber bunyi
adalah TI1, dan yang berjarak
r2 adalah TI2 maka :
2
2
112 log10
r
rTITI
2
112 log20
r
rTITI
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
Contoh soal 1. Taraf intensitas bunyi yang dihasilkan oleh
percakapan seseorang adalah 40 dB. Berapa taraf intensitas bunyi yang dihasilkan oleh 20 Orang yang bercakap pada saat bersamaan? (Log 2 = 0,301)jawab : 53 dB
2. Berapakah Intensitas dari kebisingan 70 dB yang disebabkan oleh lewatnya truk?Jawab : 10-5 Wm-2
3. Sebuah jet menimbulkan bunyi 140 dB pada jarak 100 m. berapakah taraf
intensitasnya pada jarak 10 Km?
jawab: 100 dB
04/13/2023Patma Kartikasari, S.Pd
E. PELAYANGAN BUNYI
Pada saat dua buah gelombang bunyi yang memiliki amplitudo sama dan merambat dalam arah yang sama, namun memiliki frekuensi yang berbeda sedikit, maka akan terjadi interferensi gelombang bunyi, yaitu bunyi akan terdengar keras dan lemah secara bergantian.
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
5. Pelayangan Bunyifp = frekuensi pelayangan (Hz)f1 = frekuensi gelombang y1 (Hz)f2 = frekuensi gelombang y2 (Hz)
contoh : halaman 132
6. Efek DopplerfP = frekuensi yg didengar pendengar (Hz)fS = frekuensi dari sumber bunyi (Hz)v = cepat rambat gel. bunyi (m/s)vP = kecepatan pendengar (m/s)vS = kecepatan sumber bunyi (m/s)
Jika P mendekati S , maka vP = +P menjauhi S vP = -S mendekati P vs = -S menjauhi P vs = +
Contoh : Halaman 135
S
S
P
P
vv
f
vv
f
21 fff p
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
1. Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirine menara dengan frekuensi 2000 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi 1700 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, berapakah kecepatan pesawat itu ?
jawab :vp = 60 m/s
2. Suatu sumber bunyi bergerak terhadap pendengar yg diam. Bila cepat rambat bunyi di udara 325 m/s dan kecepatan sumber bunyi 25 m/s, maka perbandingan frekuensi yg diterima pendengar itu pada saat sumber bunyi mendekati dan menjauhi adalah....
Jawab : mendekati fp/fs =13/12, menjauhi fp/fs =13/14
EVALUASI
04/13/2023 Patma Kartikasari, S.Pd
Dua Buah mobil berpapasan satu sama lain dalam arah yang berlawanan, salah satu dari mobil tersebut membunyikan klakson dengan frekuensi nada 640 Hz. Hitung frekuensi yang didengar dalam mobil lainnya sebelum dan sesudah keduanya berpapasan. Kelajuan masing-masing mobil 14 m/s dan cepat rambat bunyi 334 m/s
Jawab: sebelum 696 Hz, sesudah 588 Hz