Kita dapat mendengar suatu bunyi pada dasarnya dengan urutan sebagaimana diperlihatkan pada gambar berikut ini.
Proses perjalanan bunyi
Mekanisme proses mendengar sesuai gambar di atas adalah sebagai berikut!
1) Gelombang bunyi diterima daun telinga.
2) Gelombang bunyi disalurkan masuk oleh liang telinga.
3) Gelombang bunyi menggetarkan gendang telinga.
4) Getaran tersebut diteruskan oleh tulang-tulang pendengaran (osikel).
5) Getaran diteruskan ke tingkat jorong dan menggetarkan cairan limfe di dalam kokhlea.
6) Getaran cairan limfe di dalam kokhlea menggerakkan sel reseptor organ korti, yang menghasilkan impuls untuk dihantarkan oleh saraf pendengar ke otak untuk diartikan.
7) Getaran cairan limfe juga menggerakkan tingkap bulat bergerak keluar masuk untuk mengatur tekanan udara di dalam agar seimbang dengan tekanan di luar.
Bagan: Mekanisme Proses Mendengar pada Manusia
Bunyi yang dapat didengar oleh manusia adalah bila bunyi tersebut mempunyai frekuensi antara 20 - 20 000 getaran/ detik (Hz).
Getaran adalah gerakan bolak-balik benda yang terjadi di sekitar titik keseimbangan. Kuat atau lemahya getaran yang terjadi dipengaruhi oleh besar kecilnya energi yang menyebabkan getaran tersebut. Gerakan bolak balik ini terjadi secara teratur dan karena itu sering juga disebut gerak periodeik. Satu getaran adalah satu kali bolak balik penuh dari benda tersebut. Contoh sederhana dari getaran adalah cara kerja ayunan. Dalam fisika getaran berhubungan erat dengan gelombang. Gelombang adalah hasil dari getaran yang merambat baik melalui medium tertentu atau tanpa medium.
GETARAN
B. KLASIFIKASI MACAM – MACAM JENIS GETARAN
1. Getaran Bebas
Getaran bebas adalah getaran yang terjadi karena sistem mekanis oleh gaya awal yang bekerja pada sistem tersebut, kemudian dibiarkan bergetar secara besar hingga akhirnya berhenti. Jadi getaran bebas menghasilkan frekuensi natural karena sifat dinamika (pergerakan) hanya didapatkan dari distribusi massa dan kekuatan oleh energi yang menjadi penyebab getara tersebut. Contohnya adalah bandul atau pegas yang digerakkan kemudian ditunggu sampai pergerakan bandul atau pegas tersebut berhenti.
2. Getaran Paksa
Gerakan Paksa adalah getaran yang terjadi karena adanya gaya luar yang bekerja pada suatu sistem secara paksa sehingga sistem tersebut bergetar. Contohnya adalah getaran yang terjadi pada bangunan ketika terjadi gempa bumi.
C. BESARAN – BESARAN FISIKA PADA GETARAN
CONTOH GETARAN
a. Frekuensi
Secara umum frekuensi adalah besaran ukuran jumlah putaran ulang suatu peristiwa dalam waktu tertentu. Dalam getaran, frekuensi adalah jumlah getaran yang melewati titik tertentu dalam satu detik. Satuan internasional yang dipakai untuk frekuensi adalah Hertz (Hz). Simbol yang digunakan untuk melambangkan frekuensi adalah f (huruf kecil).
b. Periode
Secara umum Periode adalah waktu yang ditempuh untuk melakukan suatu peristiwa. Dalam getaran, periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu satu getaran. Satuan yang sering digunakan untuk periode adalah detik atau sekon (s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan periode a
alah T (huruf besar).
RUMUS FREKUENSI DAN PERIODE
c. Simpangan Getaran dan Amplitudo
Simpangan adalah posisi getaran partikel media dari titik keseimbangan. Simpangan terjauh pada sebuah getaran disebut dengan Amplitudo. Satuan Internasional untuk simpangan adalah meter (m).
Bunyi adalah salah satu gelombang dalam fisika, yaitu gelombang longitudinal yang dapat dirasakan oleh indera pendengaran (telinga). Bunyi juga dapat didefinisikan sebagai sesuatu yang dihasilkan oleh benda yang bergetar. Setiap getaran yang terjadi akan menggetarkan molekul atau partikel udara di sekitarnya, hal inilah yang menimbulkan bunyi. Benda yang menghasilkan bunyi disebut dengan Sumber bunyi. Bunyi termasuk gelombang longitudinal, artinya bunyi membutuhkan media dalam perambatannya, nah media tersebut bisa berupa zat padat, zat cair atau gas, bunyi tidak dapat merambat pada ruang hampa. Bunyi memiliki cepat rambat yang tidak terlalu kuat, oleh karena itu bunyi membutuhkan waktu untuk berpindah dari satu tempat dari tempat lain. Contohnya adalah ketika ada petir, maka yang lebih dahulu kita sadari adalah cahaya dari petir tersebut, kemudian baru bunyinya terdengar, nah fenomena ini dikarenakan cepat rambat gelombang cahaya jauh lebih cepat dibandingkan cepat rambat gelombang bunyi.
BUNYI
B. SYARAT BUNYI DAPAT TERDENGAR
Agar suatu bunyi dapat didengar oleh manusia, maka harus memenuhi syarat-syarat berikut :
Ada benda yang bergetar (Ada sumber bunyi)
Ada medium yang merambatkan bunyi (baik melalui zat padat, cair atau gas)
Pendengar berada dalam jangkauan sumber bunyi
Frekuensi bunyi termasuk ke dalam frekuensi yang dapat didengar oleh penerima bunyi
D. SIFAT – SIFAT BUNYI
Dikategorikan sebagai gelombang, yaitu berupa hasil getaran yang merambat.
Membutuhkan medium dalam perambatannya (tidak dapat merambat dalam ruang hampa).
Cepat rambatnya dipengaruhi oleh medium perambatannya. Semakin padat / rapat mediumnya maka semakin cepat perambatan bunyi.
Dapat mengalami Resonansi dan Pemantulan.
E. CEPAT RAMBAT BUNYI
Cepat rambat bunyi adalah kecepatan perambatan gelombang bunyi yang didapatkan dari hasil bagi jarak yang ditempuh dengan waktu tempuh bunyi tersebut. Ada dua hal utama yang mempengaruhi cepat rambat bunyi, yaitu :
Kerapatan partikel medium perambatannya. Semakin rapat susunan meidum tersebut maka akan semakin cepat bunyi merambat. Artinya perambatan bunyi pada zat padat lebih cepat dibandingkan ada zat cair.
Suhu medium perambatannya, semakin tinggi suhu medium perambatannya maka akan semakin cepat bunyi merambat, demikian pula sebaliknya.
Rumus cepat rambat bunyi adalah sebagai berikut :
RUMUS CEPAT RAMBAT BUNYI
atau jika yang diketahui frekuensi, panjang gelombang atau periodenya, maka dapat digunakan rumus berikut ini.
RUMUS CEPAT RAMBAT GELOMBANG
Nah pada rumus tersebut terdapat dua besaran fisika yang berhubungan dengan cepat rambat bunyi, yaitu jarak tempuh dan waktu tempuh. Berikut adalah penjelasan lebih lanjut tentang besaran-besaran tersebut :
1. Besaran Jarak (s)
Jarak adalah salah satu besaran dalam fisika yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi dalam lintasan tertentu. Satuan Internasional (SI) untuk jarak adalah meter (m), dalam kehidupan sehari hari di indonesia, kita lebih sering menggunakan satuan kilometer (km), sedangkan di Amerika sering digunakan satuan mil atau kaki. Hasil dari Jarak dapat diperoleh dari perkalian kecepatan dengan waktu tempuh.
Penting untuk diketahui kalau “jarak” itu berbeda dengan “perpindahan”. Jarak adalah angka yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi dengan mengkur lintasan yang dilaluinya. Sedangkan perpindahan adalah angka yang menunjukkan seberapa jauh suatu benda berubah posisi dengan mengabaikan panjang lintasan yang dilaluinya. Contohnya, Sebuah mobil balap melaju dari titik start, mengelilingi 1 lintasan yang panjangnya 2 kilometer, kemudian berhenti kembali di titik start pada posisi yang sama sebelum ia mulai melintas. “Jarak” yang dilalui mobil itu adalah 2 km, sedangkan perpindahannya adalah 0 (karena dia memulai dan berhenti pada lokasi yang sama).
2. Besaran Waktu Tempuh (t)
Waktu tempuh adalah waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk berpindah dari suatu posisi ke posisi yang lain dalam kecepatan tertentu. Satuan Internasional untuk Waktu Tempuh adalah sekon (s), sedangkan simbol yang dipakai untuk melambangkan waktu tempuh adalah t (huruf kecil). Waktu tempuh dapat diperoleh dari hasil pembagian jarak dengan kecepatan.
3. Frekuensi (f)
Secara umum frekuensi adalah besaran ukuran jumlah putaran ulang suatu peristiwa dalam waktu tertentu. Dalam gelombang bunyi, frekuensi adalah jumlah gelombang bunyi yang melewati titik tertentu dalam satu detik. Satuan internasional yang dipakai untuk frekuensi adalah Hertz (Hz). Simbol yang digunakan untuk melambangkan frekuensi adalah f (huruf kecil).
4. Periode (T)
Secara umum Periode adalah waktu yang ditempuh untuk melakukan suatu peristiwa. Dalam Gelombang, periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu satu gelombang. Satuan yang sering digunakan untuk periode adalah detik atau sekon (s). Simbol yang digunakan untuk melambangkan periode adalah T (huruf besar).
RUMUS FREKUENSI DAN PERIODE
5. Panjang Gelombang (λ)
Panjang Gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh satu gelombang. Simbol yang digunakan untuk melambangkan panjang gelombang adalah λ.
Untuk gelombang transversal, satu gelombang terdiri dari satu bukit dan satu lembah.
Sedangkan Untuk Gelombang Longitudinal, satu gelombang terdiri dari satu rapatan dan satu renggangan.
F. RESONANSI DAN PEMANTULAN BUNYI
Resonansi adalah ikut bergetarnya suatu benda akibat adanya getaran dari benda lain sebagai pemicunya. Sedangkan pemantulan adalah peristiwa dikembalikannya gelombang bunyi ke arah data karena menabrak bidang pantul tertentu. Sama seperti prinsip pemantulan pada gelombang lainnya. Sudut yang dibentuk antara gelombang bunyi datang dengan garis normal sama dengan sudut yang dibentuk oleh gelombang bunyi pantul dengan garis normal.
G. KLASIFIKASI MACAM – MACAM JENIS BUNYI
Berikut adalah macam – macam jenis bunyi berdasarkan frekuensinya.
1. Bunyi Ultrasonik
Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz. Bunyi ini tidak dapat didengar oleh manusia dan hanya bisa didengar oleh beberapa hewan tertentu seperti kelelawar dan lumba-lumba. Bunyi ini sering dimanfaatkan oleh manusia untuk berbagai hal, contohnya seperti pengukuran kedalaman laut dan pemeriksaan USG pada bidang kesehatan.
2. Bunyi Audiosonik
Bunyi Audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya antara 20 – 20.000 Hz. Bunyi Audiosonik merupakan bunyi yang dapat di dengar oleh manusia dan banyak makhluk hidup lainnya.
3. Bunyi Infrasonik
Bunyi infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya di bawah 20 Hz. Bunyi ini tidak dapat didengar oleh manusia, beberapa hewan yang mempunyai kemampuan untuk mendengar bunyi ini antara lain anjing, laba-laba, dan jangkrik.
Berdasarkan ada tidaknya medium perambatan, terdapat dua jenis gelombang yaitu :
a. Gelombang mekanik.
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk merambat. Contoh, gelombang tali, gelombang permukaan air dan gelombang bunyi.
b. Gelombang elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang merambat tanpa memerlukan medium. Contoh, gelombang cahaya.
Berdasarkan arah getar dan rambatnya, terdapat dua jenis gelombang, yaitu :
a. Gelombang longitudinal.
Gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya. Contohnya adalah gelombang bunyi diudara.
Bentuk gelombang longitudinal :
Panjang satu gelombang untuk gelombang longitudinal terdiri dari satu rapatan dan satu regangan.
b. Gelombang transversal.
Gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Contoh gelombang tali.
Panjang gelombang diberi simbol "λ" (dibaca lambda), adalah panjang satu gelombang yang terdiri dari satu bukit dan satu lembah geombang.
Bentuk gelombang transversal :
Panjang gelombang pada gambar diatas adalah jarak a-e, b-f, d-h, c-g, e-i dan g-k.
Sedangkan amplitudo gelombangnya adalah jarakb-b', d-d',f-f', h-h' dan j-j'.
Pada gambar tersebut terlihat bahwa gelombang transversal berbentuk bukit gelombang dan lembah gelombang yang merambat. Istilah-istilah yang berkaitan dengan gelombang transversal adalah sebagai berikut.
- simpangan : jarak suatu titik gelombang terhadap posisi setimbang.
- puncak gelombang : titik tertinggi pada gelombang
- dasar gelombang : titik terendah pada gelombang
- bukit gelombang : lengkungan yang berada diatas posisi setimbang
- lembah gelombang : lengkungan yang berada dibawah posisi setimbang
- amplitudo : jarak puncak gelombang atau dasar gelombang terhadap posisi setimbang.
1. Periode, Frekuensi dan Cepat Rambat Gelombang
a. Periode Gelombang
Gelombang juga memerlukan waktu dalam perambatannya. Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang disebut periode. Periode disini sama artinya dengan selang waktu yang diperlukan untuk melakukan suatu getaran. Satuan periode adalah sekon.
Untuk menentukan periode suatu gelombang kita bisa pake persamaan berikut.
b. Frekuensi Gelombang
Frekuensi adalah gelombang yang terjadi dalam satu sekon. Satuan frekuensi adalah gelombang per sekon atau hertz (Hertz). Sama seperti getaran, frekuensi gelombang juga memiliki persamaan berikut.
c. Cepat Rambat Gelombang
Kecepatan gelombang sering disebut dengan cepat rambat gelombang yang diberi simbol "v".
Cepat rambat gelombang dapat ditentukan menggunakan persamaan berikut.
Sedangkan untuk menentukan panjang gelombang dapat digunakan persamaan berikut ini.
