GELOMBANG, DAN BUNYI

Disusun Oleh :Kaharudin, S.Pd

SMP Negeri 4 Randudongkal

Bahan Ajar IPA SMPKelas /Semester : 8 /

2Alokasi Waktu : 6 JP

Kompetensi Dasar

KD 1 KD 2

Indikator

Materi

Evaluasi

Latihan

SK / KD

Bahan ajar : Getaran dan Gelombang Bunyi

Solusi

Cakupan SK/KDMemahami konsep dan penerapan getaran, gelombang dan optika dalam produk teknologi sehari-hari

1. Mendeskripsikan konsep getaran dan gelombang serta parameter-parameternya

2. Mendeskripsikan konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari

Indikator TPKKD 1

Indikator karakter:Teliti, tekun, jujur, cermat, kritis, bertanggungjawab dan komunikatif

Mengidentifikasi getaran pada kehidupan sehari-hari

Menentukan perioda dan frekuensi suatu getaran

  Membedakan karakteristik

gelombang longitudinal dan gelombang transversal

  Menghitung frekuensi

gelombang dengan menggunakan hubungan antara kecepatan rambat gelombang, frekuensi dan panjang gelombang

Indikator TPKKD 2

Indikator karakter:Teliti, tekun, jujur, cermat, kritis, bertanggungjawab dan komunikatif

Membedakan infrasonik, ultrasonik dan audiosonik

Membuktikan terjadinya gelombang bunyi

  Menunjukkan gejala

resonansi dalam kehidupan sehari-hari

  Memberikan contoh

pemanfaatan dan dampak pemantulan bunyi dalam kehidupan sehari-hari dan teknologi

GETARAN DAN GELOMBANG

Pengertian :GetaranFrekuensiPeriodeSimpanganGelombangGelombang TransversalGelombang LongitudinalPanjang GelombangCepat rambat gelombang

Hubungan frekuensi dan periode secara matematisditulis sebagai berikut.T = 1 / f

dengan: T = periode getar (s)f = banyaknya getaran per sekon (Hz)

EVALUASI BELAJARKD1Waktu : 40 mnt

Kunci Jawaban:

Naskah Soal Ulangan Harian

Soal Uraian :

11 12

1 2

3 4 5 6

7 8 109

1

2

3

5

4

109

8

7

6

Materi soal SKL UN 07/08

Catatan:Jarak 1 gelombang adalah jarak tempuh gelombang yang memuat satu lembah dan satu bukit.

5. Apakah yang dimaksud dengan gelombang itu dan bagaimana definisi 1 gelombang ?6. Bagaimana perbedaan antara gelombang transversal dan longitudinal? Beri contoh masing-masing!

7. Jika panjang AG sama dengan 15 cm dan waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang adalah 0,25 sekon, maka hitunglah kecepatan gelombang tersebut !

SOLUSI

1. Benda dikatakan bergetar bila benda itu mengalami gerak/perubahan posisi melalui titik setimbang.

Getaran adalah gerak bolak-balik melalui titik setimbang.

Jarak dari titik setimbang pada suatu saat disebut simpangan

Amplitudo: Simpangan terjauh dari suatu getaran.

2. Dik: T = 25 sekon Dit : f = ….? Jwb: T = 1/f 25 = 1/f , f = 1/25 f = 0, 04 Hz

3. Dik : λ = 60 m v = 100 m/s Dit : f = ….? Jwb : v = λ / f 100 = 60 / f f = 60/100 = 0,6 Hz Jadi, frekuensi getaran = 0,6 Hz

Penyelesaian4. Dik : Banyak getaran = 60 kali t = 15 sekon Dit : a). f = ….? B). T = .... ? Jwb : a). f = banyak getaran/t = 60 / 15 f = 4 getaran/sekon = 4 Hz b). T = 1/f = ¼ det = 0,25 sekonJadi, frekuensi getaran = 4 kali/detikDan Periode getaran = 0,25 detik

5. Gelombang adalah ..... 1 gelombang adalah ....

6. Perbedaan antara gelombang transfersal dan longitudinal: ....

7. Diket: A ke G = 15 cm , pada gb. ada dua bukit dan satu lembah berarti dari A ke G = 1,5 λ. T = 0,25 Dit : v = .... m/det Jwb. : Jarak AG = 1,5 λ. 15 cm = 1,5 λ.

λ = 15 cm/1,5= 10 cm. v = λ/T = 10 cm/0,25 det = 1000/25 = 40 cm/s = 0,4 m/sJadi, kecepatan gelombang = 0,4m/s

Evaluasi KD2

Apakah yang dimaksud dengan: Bunyi, intensitas bunyi, dan pesawat supersonik ?

Apakah perbedaan antara bunyi infrasonik, ultrasonik dan audiosonik?

Bagaimana cara membuktikan adanya gelombang bunyi? Bagaimana bunyi itu sampai ke telinga kita?

Berikan contoh pemanfaatan gelombang bunyi dalam kehidupan sehari-hari!

Bagaimana syarat bunyi dapat di dengar manusia?

Berikan contoh resonansi dalam kehidupan sehari-hari!

Berikan contoh manfaat dan dampak pemantulan bunyi!

Evaluasi

Ledakan petasan terdengar 4 sekon setelah terlihat percikan api. Berapa laju rambat bunyi di udara saat itu jika jarak antara petasan dengan pengamat 1,2 km? (laju rambat cahaya di udara diabaikan)

Apakah beda antara nada dan desah itu?

Jawaban

1. Bunyi adalah getaran. Akan tetapi, tidak semua getaran dapat menghasilkan bunyi yang dapat di dengar.

Intensitas bunyi adalah kuat lemahnya bunyi yang di ukur dengan satuan desibel ( dB )

Pesawat supersonik : pesawat yang memiliki kecepatan diatas kecepatan suara. ( v > 340 m/det )

Bunyi yang dapat didengar telinga manusia normal memiliki frekuensi antara 20 getaran tiap detik (hertz = Hz) sampai dengan 20.000 getaran tiap detik (hertz = Hz).

2. Perbedaan: 20 Hz ( infrasonik) > f > 20.000 HzAudiosonik : Bunyi yang ada dalam daerah frekuensi audioInfrasonik : Bunyi dengan f < 20 Hz( Jangkrik dan anjing peka infra )Ultrasonik : Bunyi dengan frekuensi > 20.000 Hz ( ikan paus, kelelawar, ikan lumba-lumba mampu menangkap ultrasonik )

Jawaban 3. Dengan alat intensitas bunyi.

Bunyi sampai kita dengan melalui rambatan bunyi melalui medium udara. Rambatan bunyi tersebut dalam bentuk gelombang longitudinal ( rapatan dan renggangan )

4. Pemanfaatan ultrasonik dalamberbagai bidang, yaitu:

a. bidang kedokteran, dimanfaatkan untuk diagnosa dan pengobatan, untuk menghancurkan tumor atau batu ginjal, dan untuk mempelajari bagian-bagian tubuh yang tidak boleh terkena sinar X, misalnya janin dalam kandungan;

b. untuk membunuh bakteri dalam makanan yang akan diawetkan;

c. untuk membuat campuran logam agar rata;

d. alat kontrol jarak jauh (remote control)

5. Syarat agar bunyi dapat didengar manusia, yaitu: frekuensinya antara 20 Hz –

20.000 Hz (daerah audiosonik); kekuatannya 1 dB atau lebih; ada zat antara berupa gas, zat

cair, atau zat padat; diterima oleh telinga orang

normal dan dalam keadaan sadar.

Penyelesaian8. Diketahui: rambatan bunyi petasan di udara t = 4 s s = 1,2 km = 1.200 mDitanya: v = ...?

Jawab: v = s/t = 1.200/4 = 300 m/det

Jadi, laju rambat bunyi di udara saat itu adalah 300 m/s.

Nada atau bunyi beraturan adalah bunyi yang mempunyai frekuensi tertentu. Jika frekuensi bunyi tersebut tidak teratur maka bunyi itu disebut desah

Nada dan frekuensi

c d e f g a b c’ 24 27 30 32 36 40 45 48 Interval adalah perbandingan antara

frekuensi suatu nada dengan nada lain yang lebih rendah frekuensinya.

Contoh soal: Diketahui: nada c : nada a = 24 : 40. Jika dalam SI, frekuensi nada a = 440 Hz, berapa frekuensi nada c?

Pembahasan

Diketahui: c : a = 24 : 40 a = 440 HzDitanya: c = ...?Jawab: frekuensi nada c = ( 24:40 ) x 440 Hz = 264 Hz

Jadi, frekuensi nada c adalah 264 Hz.

Nada DawaiHukum Mersenne telah berhasil mengungkapkanmengapa nada yang dihasilkan sebuah gitar berbeda-beda? Perhatikan simpulan simulasi gelombang dawai !Simulas

i1. Nada Dasar atau

harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilkan nada dasar

f0=V/2L

Hubungan frekuensi nada pada dawai

2. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasar

f0=V/2L λ = L

3. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasar

f2=3V/2L(3/2)λ =

L

Simpulan nada dawai

Perbandingan frekuensi nada-nada tersebut merupakan bilangan bulat . Telah kita ketahui bahwa kecepatan rambat gelombang dalam dawai adalah :

3:2:12

3::

2:: 210

LL

v

L

vfff

MeldeHukummakaF

v ,

Nada Dasar Nada Atas I Nada Atas II KET.

F = ...........?L = ...........?

Perolehan rumus frekuensi-frekuensi nada dawai berdasar hukum Melde

F

Lf

2

10 1

1 Ff

L 2

3

2

Ff

L

Hukum Mersenne

Menurut hukum Mersenne, tinggi nada suatu senar atau tali gitar: berbanding terbalik dengan panjang

senar; berbanding terbalik dengan akar luas

penampang senar; berbanding terbalik dengan akar massa

jenis bahan senar; berbanding lurus dengan akar tegangan

senar.

frekuensi nada - nada pada senar dirumuskan, sbb. :

1

2n

n Ff

L

Ket : F = Tegangan Dawai ( N ) μ = massa persatuan

panjang (kg/m ) L = Panjang dawai ( m )

fn = frekuensi nada ke n ( Hz )

1

2n

n Ff

L

Resonansi

Gejala ikut bergetarnya suatu benda karena getaran benda lain disebut resonansi.

Dalam kehidupan sehari-hari, resonansi memegang peranan sangat penting. Suara dawai gitar dan beruk (sejenis kera) terdengar keras karena adanya peristiwa resonansi.

Resonansi sebuah benda akan terjadi jika benda tersebut memiliki frekuensi sama dengan benda yang sedang bergetar.

Misalnya, pada garpu tala.

Soal

Resonansi pertama garpu tala terjadi pada ruang udara dalam tabung setinggi 20 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, berapakah frekuensi garpu tala?

Pembahasan Diketahui: v = 340 m/s Ditanya: fgarpu tala = ...? Jawab: ¼ λ = 20 cm λ = 80 cm, f = v/ λ = 340/0,8 = 425 Hz

Jadi, frekuensi garpu tala adalah 425 Hz.

Referensi

BSE IPA Kelas 8 Saeful Karim, dkk Fisika SMA XII, Marten K. Erlangga http://Wikipedia/Gelombang http://Wikipedia/Bunyi