Cepat Rambat Bunyi di Udara

Pendahuluan

Dalam kehidupan sehari-hari manusia dapat mendengarkan berbagai macam suara atau

bunyi. Syarat bunyi dapat terdengar oleh manusia adalah adanya sumber bunyi (benda yang

bergetar), medium yang merambatkan serta adanya pengamat atau pendengar. Sumber bunyi

ditimbulkan oleh suatu benda yang bergetar, getaran tersebut selanjutnya merambat melalui

suatu medium berupa udara. Dengan demikian bunyi yang bersumber dari suatu benda dapat

terdengar oleh manusia dalam bentuk gelombang bunyi. Tanpa adanya medium perambatan,

bunyi tidak akan bisa mengalami perambatan. Contoh saja diruang hampa, manusia tidak

akan bisa mendengar bunyi dikarenakan tidak adanya udara yang berfungsi sebagai medium

perambatan.

Dasar Teori

Bunyi adalah suatu bentuk gelombang longitudinal yang merambat secara perapatan

dan perenggangan, terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi

yang mengalami getaran. Hal ini menyebabkan gangguan kerapatan medium. Gangguan itu

dijalarkan di dalam medium melalui interaksi molekul-molekulnya. Getaran molekul tersebut

berlangsung sepanjang arah penjalaran gelombang. Ketika molekul-molekul ini bertumbukan

dengan molekul-molekul tetangganya, maka molekul-molekul tersebut berosilasi. Dengan

cara demikian maka gelombang bunyi dapat dijalarkan.

Gelombang bunyi dapat merambat melalui medium zat padat, zat cair, dan zat gas.

Sumber bunyi sebagai sumber getar memancarkan gelombang-gelombang longitudinal ke

segala arah melalui medium tersebut. Bunyi tidak dapat merambat melalui vakum (ruang

hampa). Bukti nyatanya yaitu pada para astronot di bulan yang tidak dapat saling berbicara

secara langsung walaupun jarak mereka sangat dekat. Hal ini dikarenakan bulan tidak

memiliki atmosfer seperti di bumi, sehingga tidak ada medium yang berfungsi untuk

merambatkan bunyi. Untuk bisa berkomunikasi, mereka menggunakan alat komunikasi

melalui gelombang radio, dimana gelombang radio termasuk dalam spektrum gelombang

elektromagnetik. Jenis gelombang ini bisa merambat walaupun tidak ada medium

perambatan.

Bunyi yang merambat melalui suatu medium dapat mengalami pemantulan, pembiasan,

interferensi, dan difraksi. Peristiwa tersebut membuktikan bahwa bunyi merambat sebagai

gelombang.

Dalam gelombang bunyi terdapat istilah-istilah sebagai berikut:

Periode (diberi notasi T) adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk

menjalani satu getaran penuh.

Frekuensi (diberi notasi f) adalah banyak getaran yang ditempuh benda dalam suatu satuan

waktu (misal 1 sekon).

Amplitudo (diberi notasi A) adalah simpangan maksimum dari suatu getaran.

Simpangan (diberi notasi y) adalah jarak suatu benda dari titik setimbang.

Cepat rambat bunyi (di beri notasi v) adalah jarak yang ditempuh bunyi dalam waktu satu

sekon.

Faktor-faktor yang mempengaruhi cepat rambat bunyi.

a. Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium

maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat.

b. Suhu mediumnya, dimana semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat

bunyi merambat.

Laju bunyi berbeda untuk materi yang berbeda, pada udara di suhu 00C dan tekanan 1 atm,

bunyi merambat dengan laju 331 m/s, namun laju tersebut dapat bertambah sekitar 0,60 m/s

untuk setiap kenaikan temperature satu derajat Celcius :

v=(331+0,6T)m/s (Rumus Miller)

dimana T adalah temperature dalam 0C. Dengan demikian pada suhu udara 15 derajat celsius,

bunyi dapat merambat di udara bebas pada kecepatan 340 m/s. Rumus cepat rambat bunyi

adalah :

v= s/t

dimana:

v = cepat rambat bunyi (m/s)

s = jarak tempuh (m)

t = waktu tempuh (s)

Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang mekanik, panjang gelombang mekanik dalam

suatu medium tertentu dapat dideskripsikan sebagai:

λ = cw / f

Dengan notasi cw dan f menunjukkan kecepatan dan frekuensi gelombang mekanik (Hirose

& Lonngren, 1985).

Manusia memiliki batas pendengaran terhadap bunyi. Bunyi yang berfrekuensi sangat

rendah dan berfrekuensi terlalu tinggi tidak dapat didengar oleh telinga manusia. Berdasarkan

frekuensinya, gelombang bunyi dibedakan menjadi tiga, yaitu gelombang infrasonik,

gelombang audiosonik, dan gelombang ultrasonik.

1. Gelombang Infrasonik

Gelombang infrasonik adalah gelombang yang mempunyai frekuensi dibawah

jangkauan manusia, yaitu lebih kecil dari 20 Hz. Gelombang infrasonik hanya mampu

didengar oleh beberapa binatang seperti jangkrik, anjing.

2. Gelombang Audiosonik

Gelombang audiosonik adalah gelombang yang mempunyai frekuensi antara 20 sampai

20.000 Hz. Gelombang audiosonik merupakan gelombang yang mampu didengar oleh

pendengaran manusia dan sebagian besar binatang.

3. Gelombang Ultrasonik

Gelombang ultrasonik mempunyai frekuensi di atas jangkauan pendengaran manusia,

yaitu lebih besar dari 20.000 Hz. Kelelawar pada malam hari memancarkan gelombang

ultrasonik dari mulutnya. Gelombang ini akan dipantulkan kembali bila mengenai benda.

Dari gelombang pantul yang didengar tadi, kelelawar dapat mengetahui jarak dan ukuran

benda yang berada di depannya.

Referensi:

http://catatanfisika08.blogspot.com/2011/04/cepat-rambat-bunyi-di-udara.html

http://mariopratama.wordpress.com/materi-fisika/data-logging/penentuan-cepat-rambat-

bunyi-di-udara/

http://mulyawulansari.blogspot.com/2013/06/cepat-rambat-bunyi.html