MAKALAH FISIKA BUNYI DAN PEMANFAATANNYA

BAB I

PENDAHULUAN

1.1    Latar Belakang

              Pada zaman yang serba modern ini teknologi menjadi hal penting. Teknologi dapat memudahkanpekerjaan dan memperpendek jarak yang sebenarnya ribuan mil, misalnya dengan menggunakan telepon. Salah satu hal penting yang mendukung keberadaan teknologi adalah sarana, misalnya energi atau gelombang sebagai media.

              Banyak barang elektronik yang memanfaatkan sifat-sifat gelombang, misalnya sifat gelombang yang dapat merambat di ruang hampa digunakan manusia untuk membuat bolam lampu dimana ruang dalam bolam tersebut adalah ruang hampa.

            Banyak alat-alat elektronik di sekitar kita yang teknologinya memanfaatkan gelombang, namun sebagian besar dari kita belum sepenuhnya tahu dan paham. Setiap hari, kita mendengar berbagai macam suara. Atau dalam bahasa IPA disebut  bunyi. Bunyi yang kita dengar ada yang menyenangkan da nada pula yang membisingkan. Ada bunyi yang keras, lemah, tinggi, rendah, dan sebagainya. Kita dapat mendengar bunyi dari alat music. Alat music akan mengeluarkan bunyi jika dimainkan. Tapi, dalam keadaan diam, alat music tidak mengeluarkan bunyi.

 Pada saat bicara, pita suara yang terdapat di dalam tenggorokan kita bergetar. Itu merupakan tanda jika bunyi dikeluarkan oleh benda yang bergetar. Tanpa bunyi manusia akan kesulitan untuk berkomunikasi. Maka dari itu, bunyi merupakan hal yang terpenting dalam kehidupan kita sehari-hari.

1.2.  Rumusan Masalah

Berkaitan dengan subpokok-subpokok yang akan dikaitkan dengan bunyi, yaitu bunyi sebagai bagian dari kehidupan manusia, sehingga akan ada rumusan masalah sebagai berikut:

1.      Apa pengertian dari bunyi ?

2.      Apa syarat terdengarnya bunyi ?

3.      Apa saja sifat-sifat bunyi ?

4.      Apa karakteristik bunyi ?

5.      Bagaimana cepat rambat bunyi ?

6.      Bagaimana bunyi dapat memantul ?

7.      Apa saja yang mempengaruhi kekuatan bunyi ?

8.      Apa saja manfaat bunyi dalam kehidupan ?

9.      Apa saja manfaat bunyi dalam teknologi ?

1.3.  Tujuan dan Manfaat Penulisan

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas  Fisika  yakni pada  mengenai bunyi serta kaitannya dalam kehidupan manusia sehari-hari dan juga dalam teknologi.

Adapun manfaat dari penulisan makalah ini adalah untuk memperkaya wawasan pembaca tentang bunyi dan mengajak para pembaca untuk memahami dan ikut mencoba memecahkan permasalahan-permasalahan yang timbul pada kaitannya dengan bunyi itu sendiri.

1.4. Metode Penulisan

Dalam penyusunan makalah, penyusun memakai metode kepustakaan dari buku Ilmu Pengetahuan Alam dan juga dari media-media lain seperti internet.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 PENGERTIAN BUNYI

Gelombang Bunyi adalah salah satu bentuk energi. Energi bunyi tersebut berasal dari benda yang bergetar, getaran yang merambat disebut gelombang. Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran.

Kita dapat mendengar bunyi karena bunyi tersebut merambat dari sumber bunyi sampai telinga kita. Sumber bunyi yang bergetar akan menggetarkan udara disekitarnya, selanjutnya molekul udara yang bergetar akan menjalar sampai telinga kita. Getaran molekul udara membentuk rapatan dan regangan.

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. Ketika beduk dipukul, atau gitar di petik, senar gitar atau beduk tampak bergetar waktu dibunyikan. Saat senar bergetar terdengarlah bunyi. Bunyi gitar akan melemah jika getarannya melemah, akhirnya bunyi pun menghilang.

Kebanyakan suara adalah merupakan gabungan berbagai sinyal, tetapi suara murni secara teoritis dapat dijelaskan dengan kecepatan osilasi atau frekuensi yang diukur dalam Hertz (Hz) dan amplitudo atau kenyaringan bunyi dengan pengukuran dalam desibel.

2.2   SYARAT TERDENGARNYA BUNYI

Syarat terdengarnya bunyi ada 3 macam:

1.      Ada medium

Bunyi dapat merambat melalui benda gas seperti udara. Bunyi Guntur dapat kita dengar karena ada udara. Cepat rambat bunyi di udara pada suhu 20⁰C adalah 343 m per detik.

Bunyi dapat pula merambat melalui benda cair seperti untuk mencari harta karun atau kapal yang tenggelam di dasar laut. Cepat rambat bunyi di air kira-kira 1.500 m per detik.

Selain itu, bunyi dapat merambat melalui benda padat seperti jika kita mengetuk meja dengan pensil. Cepat rambat bunyi di baja kira-kira 6.000 m per detik.

2.      Ada sumber bunyi

Semua getaran benda yang dapat menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Contohnya : bunyi gong yang dipukul dan bunyi seruling yang ditiup dan sebagainya.

3.      Ada pendengar

Pendengar bunyi yaitu manusia dan hewan-hewan.

2.3 SIFAT-SIFAT BUNYI

Sifat-sifat bunyi meliputi :

a.       Gelombang bunyimemerlukan medium dalam perambatannya .

Karena gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik, maka dalam perambatannya bunyi memerlukan 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.

b.      Gelombang bunyi mengalami pemantulan (refleksi)

Salah satu sifat gelombang adalah dapat dipantulkan sehingga gelombang bunyi juga dapat mengalami hal ini. Hukum pemantulan gelombang: sudut datang = sudut pantul juga berlaku pada gelombang bunyi. Hal ini dapat dibuktikan bahwa pemantulan bunyi dalam ruang tertutup dapat menimbulkan gaung.

c.    Gelombang bunyi mengalami pembiasan (refraksi).

Salah satu sifat gelombang adalah mengalami pembiasan. Peristiwa pembiasan dalam kehidupan sehari-hari misalnya pada malam hari bunyi petir terdengar lebih keras dari pada siang hari. Hal ini disebabkan karena pada pada siang hari udara lapisan atas lebih dingin daripada dilapisan bawah. Karena cepat rambat bunyi pada suhu dingin lebih kecil daripada suhu panas maka kecepatan bunyi dilapisan udara atas lebih kecil daripada dilapisan bawah, yang berakibat medium lapisan atas lebih rapat dari medium lapisan bawah. Hal yang sebaliknya terjadi pada malam hari. Jadi pada siang hari bunyi petir merambat dari lapisan udara atas kelapisan udara bawah. Untuk lebih jelasnya hal ini dapat kalian lihat pada gambar dibawah.

d.      Gelombang bunyi mengalami pelenturan (difraksi)

Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang bunyi diudara memiliki panjang gelombang dalam rentang sentimeter sampai beberapa meter. Seperti yang kita ketahui, bahwa gelombang yang lebih panjang akan lebih mudah didifraksikan. Peristiwa difraksi terjadi misalnya saat kita dapat mendengar suara mesin mobil ditikungan jalan walaupun kita belum melihat mobil tersebut karena terhalang oleh bangunan tinggi dipinggir tikungan.

e.       Gelombang bunyi mengalami perpaduan (interferensi).

Gelombang bunyi mengalami gejala perpaduan gelombang atau interferensi, yang dibedakan menjadi dua yaitu interferensi konstruktif (penguatan bunyi) dan interferensi
destruktif  (pelemahan bunyi). Misalnya waktu kita berada diantara dua
buah loud-speaker dengan frekuensi dan amplitudo yang sama atau hampir sama
maka kita akan mendengar bunyi yang keras dan lemah secara bergantian
Merambat membutuhkan medium

   2.4  Karakteristik Bunyi

Karakteristik Bunyi ada beberapa macam antara lain  :

·         Nada adalah bunyi yang frekuensinya teratur.

·         Desah adalah bunyi yang frekuensinya tidak teratur.

·         Timbre adalah warna bunyi,  berupa keseluruhan kesan pendengaran yang kita peroleh dari sumber bunyi, setelah dipengaruhi resonansi dan zat pengantar. Warna bunyi adalah bunyi yang frekuensinya sama tetapi terdengar berbeda.

·         Dentum adalah bunyi yang amplitudonya sangat besar dan terdengar mendadak.

2.5  CEPAT RAMBAT BUNYI

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.

Karena bunyi merupakan gelombang  maka bunyi mempunyai cepat rambat yang dipengaruhi oleh 2 faktor yaitu :

1.      Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat.

2.      Suhu medium, semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat. Hubungan ini dapat dirumuskan kedalam persamaan matematis (v = v0 + 0,6.t) dimana v0 adalah cepat rambat pada suhu nol derajat dan t adalah suhu medium.

Bunyi bedasarkan frekuensinya dibedakan menjadi 3 macam yaitu

·         Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz. Makhluk yang bisa mendengan bunyii infrasonik adalah jangkrik.

·         Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai dengan 20 kHz.

·         Ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya lebihdari 20 kHz. makhluk yang dapat mendengar ultrasonik adalah lumba-lumba dan kelelawar.

Bunyi merambat di udara dengan kecepatan 1.224 km/jam. Bunyi merambat lebih lambat jika suhu dan tekanan udara lebih rendah. Di udara tipis dan dingin pada ketinggian lebih dari 11 km, kecepatan bunyi 1.000 km/jam. Di air, kecepatannya 5.400 km/jam, jauh lebih cepat daripada di udara Rumus mencari cepat rambat bunyi adalah v=s:t Dengan s panjang Gelombang bunyi dan t waktu.

2.6  PEMANTULAN BUNYI

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.

Jenis-Jenis Bunyi Pantul Terdapat beberapa jenis bunyi pantul yaitu, gaung, dan gema

Bunyi pantul dibedakan menjadi 3 macam yaitu :

1.      Bunyi pantul memperkuat bunyi asli yaitu bunyi pantul yang dapat memperkuat bunyi asli. Biasanya terjadi pada keadaan antara sumber bunyi dan dinding pantul jaraknya tidak begitu jauh (kurang dari 10 meter)

2.      Gaung adalah bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak antara 10 sampai 20 meter. Sehingga bunyi asli menjadi tidak jelas. Timbulnya gaung didalam gedung sangat merugikan sehingga gaung harus diredam atau di serap, bahan yang biasa digunakan untuk dapat mencegah terjadinya gaung adalah gabus, busa,dan kapas.

3.      Gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Biasanya terjadi pada jarak lebih dari 20 meter. Gema terjadi jika bunyi dipantulkan oleh suatu permukaan, seperti tebing pegunungan, dan kembali kepada kita segera setelah bunyi asli dikeluarkan. Meskipun suara yang dihasilkan lebih lemah dari bunyi asli.

2.7  KEKUATAN BUNYI

Bunyi  yang kuat bebeda dengan bunyi yang tinggi. Kekuatan bunyi tidak ditentukan oleh frekuensi bunyi, tetapi oleh hal-hal yang lain, khususnya; amplitudo, resonansi, dan jarak.

Amplitudo adalah lebar getar atau simpang getar yang dibuat oleh sumber bunyi. Semakin lebar getaranya, semakin kuat pula bunyinya.

Resonansi berarti ikut bergetar sejalan getaran bunyi. Biasanya dilakukan oleh benda atau bagian terdekatnya. Dan sedikit banyak kejadian ini akan menambah kekuatan getar sumberbunyi. Contoh gitar, walaupun sumber bunyinya pada senar, namun kekuatannya bunyinya lebih berasal dari kotak kayunya. Sebab, udara di dalam kotak itulah pelaku resonansi, yang justru lebih kuat daripada sumber bunyi. Sehingga kotak tersebut dinamakan kotak resonator. Namun kotak resonatornya hanya berlaku pada gitar accostic. Pada gitar elektrik resonansi dibuat oleh proses elektrik.

Jarak dimaksukan bahwa kekutan bunyi juga ditentukan oleh jarak antara sumber bunyi dengan alat pendengar atau penerima. Memakin dekat, akan semakin keras bunyinya. Sebagaimana frekuensi, kekuatan bunyi juga dapat diiukur. Biasanya digunakan satuan decibel yang disngkat db.

Angka petunjuk antara 0 db sampai kurang lebih 120 db. Sebagai bandingan; bunyi biola selembut-lembutnya yang setara dengan siulan kita lebih kurang 20 db. Sedangkan bagian kuat dari pemain orkes besar kurang lebih hanya mencapai 95 db.

2.8   MANFAAT BUNYI  DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Beberapa Manfaat adanya bunyi, antara lain :

1.      Sifat-sifat gelombang bunyi, seperti sifat pemantulan, nada, dan frekuensi ultrasonik, bermanfaat dalam kehidupan manusia. Dengan adanya tangga nada, umat manusia menjadi lebih “manusia”. Nada-nada dilantunkan sebagai ekspresi pemikiran, motivasi, dan emosi.

2.      Mendeteksi adanya tumor, menyelidiki otak, hati, dan liver, menghancurkan batu ginjal.

3.      Tentu kita pernah mendengar apa yang disebut dengan USG (Ultrasonografi) sebagai metode untuk mendeteksi janin. Walaupun penggunaan gelombang ultrasonik kalah akurat dengan sinar-X (rontgen), namun belum pernah ditemukan hingga saat ini efek samping dari penggunaan gelombang ultrasonik dibandingkan dengan penggunaan sinar-X.

4.      Penggunaan bersama-sama gelombang ultrasonik dan sifat pemantulan digunakan dalam alat yang disebut SONAR (Sound Navigating Ranging) bermanfaat untuk mengukur kedalaman laut, mendeteksi ranjau, kapal tenggelam, letak palung laut, dan letak kelompok ikan.

5.      Selain di laut, di darat pun gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk mendeteksi kandungan minyak dan mineral dalam bumi.

6.      Pemantulam bunyi dapat digunakan untuk mengukur panjang lorong gua, atau menyelidiki kerusakan logam.

2.9   MANFAAT BUNYI DALAM TEKNOLOGI

1.      Radio

Radio energi adalah bentuk level energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan paling banyak adalah komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.

2.      Microwave

Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300 cm. Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif. Pada sistem PJ aktif, pulsa microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk mempelajari karakteristik target. Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan dan intensitas hujan.

3.      Infrared

Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah dapat juga digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi dengan TV melalui radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light Emiting Diode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV dari jarak jauh dengan menggunakan remote control.

4.      Ultraviolet

Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman penyakit kulit.

5.      Sinar X

Sinar X ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat penggunaan sinar X yang terlalu lama.

6.      Alat musik

Pada alat musik seperti gitar sumber bunyinya dihasilkan oleh benda yang bergetar, yaitu senar. Jika senar dipetik dengan amplitodu (simpangan) yang besar maka bunyi yang ditimbulkan akan lebih keras. Dan jika ketegangan senar di diregangkan maka suara lengkingannya akan semakin tinggi. Begitu pula pada kendang dan alat musik yang lain. Suara timbul karena sumber suara digetarkan.

7.     Kacamata Tunanetra

Kacamata tunanetra dilengkapi dengan alat pengirim dan penerima ultrasonik memanfaatkan pengiriman dan penerimaan ultrasonik. Perhatikan bentuk kaca tuna netra pada gambar berikut.

8.      Mengukur kedalaman laut

Mengukur kedalaman laut untuk menentukan kedalaman laut (d) jika diketahui cepat rambat bunyi (v) dan selang waktu (t), pengiriman dan penerimaan pulsa adalah :

9.      Alat kedokteran

Alat kedokteran misalnya pada pemeriksaan USG (ultrasonografi). Sebagai contoh, scaning ultrasonic dilakukan dengan menggerak-gerakan probe di sekitar kulit perut ibu yang hamil akan menampilkan gambar sebuah janin di layar monitor. Dengan mengamati gambar janin, dokter dapat memonitor pertumbuhan, perkembangan, dan kesehatan janin. Tidak seperti pemeriksaan dengan sinar X, pemeriksaan ultrasonik adalah aman (tak berisiko), baik bagi ibu maupun janinnya karena pemerikasaan atau pengujian dengan ultrasonic tidak merusak material yang dilewati, maka disebutlah pengujian ultrasonic adalah pengujian tak merusak (non destructive testing, disingkat NDT). Tehnik scanning ultrasonic juga digunakan untuk memeriksa hati (apakah ada indikasi kanker hati atau tidak) dan otak. Pembuatan perangkat ultrasound untuk menghilangkan jaringan otak yang rusak tanpa harus melakukan operasi bedah otak. “Dengan cara ini, pasien tidak perlu menjalani pembedahan otak yang berisiko tinggi. Penghilangan jaringan otak yang rusak bisa dilakukan tanpa harus memotong dan menjahit kulit kepala atau sampai melubangi tengkorak kepala.

BAB III

PENUTUP

3.1   SIMPULAN

 Dalam kehidupan sehari-hari, manusia tidak akan pernah bisa lepas yang ada kaitannya dengan bunyi. Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang dihasilkan dari benda-benda yang bergetar. bunyi memiliki sifat-sifat dan karakteristik tertentu.

Dalam perambatannya bunyi memerlukan waktu dan medium untuk merambat dari satu benda menuju benda yang lainnya. Tiap medium memiliki waktu yang berbeda dalam perambatannya. Perambatan bunyi tidak dipengaruhi oleh frekuensi. Dengan adanya bunyi, kehidupan manusia dapat terbantu.

3.2   SARAN

Pemanfaatan bunyi seharusnya perlu mempertimbangkan sisi yang lain. Tidak hanya hal Positif yang diambil tapi perlu adanya pemikiran terhadap dampak negatifnya. Dalam pemanfaatan bunyi tidak mengganggu aktifitas manusia yang lainnya seperti ketika mendengarkan music atau yang lainnya.

-----------------------------semoga membantu------------------------------------