BUNYI

C.  BUNYI

Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang bersifat longitudinal. Menurut frekuensinya gelombang bunyi dibedakan menjadi 3 yaitu :
a. Infrasonic ( f ≤ 20 Hz )
b. Audiosonic (audience ) ( 20 Hz < f < 20.000 Hz ) c. Ultrasonic ( f > 20.000 Hz )
Dari ketiga jemis gelombang bunyi tersebut, hanyalah bunyi audio saja yang dapat ditangkap oleh tilinga manusia.

1. Cepat rambat Bunyi
Bunyi dapat merambat padaa 3 jenis zat, yaitu zat padat, zat cair, dan gas. Cepat rambat bunyi tersebut dapat ditentukan dengan persamaan:
a. Pada Zat Padat
E = modulus Young (N/m2)
ρ = massa jenis zat (kg/m3)
v = cepat rambat bunyi ( m/s )
b. Pada Zat Cair
B = modulus Bulk (N/m2)
ρ = massa jenis zat (kg/m3)
v = cepat rambat bunyi ( m/s )

c. Pada Zat Gas
γ = konstante Laplce
R = konstante umum gas ( R = 8,31 j/molK)
T = suhu mutlak gas ( K )
M = massa molekul gas ( kg/mol)
Contoh Soal 1:
Suatu bunyi yang frekuensinya f = 250 Hz merambat pada zat padat yang memiliki modulus Young E =108 N/m2 dan massa jenisnya ρ = 2500 kg/m3. Tentukan :
cepat rambat bunyi
panjang gelombang bunyi
Penyelesaian :
Diketahui : f = 250 Hz, E =1010 N/m2, ρ =5000 kg/m3
Ditanya : a. v = …?
b. λ = …?
Jawab : =200 m/s

2. Intensitas Bunyi
Energi bunyi biasa disebut dengan intensitas bunyi yang menyatakan energi bunyi tiap satuan waktu yang menembus tiap satuan luas suatu bidang secara tegak lurus (Intensitas bunyi adalah besarnya daya bunyi tiap satuan luas bidang). Dari definisi tersebut intensitas bunyi dapat dinyatakan dengan persamaan :
Dimana : P = daya bunyi ( watt )
A = luas bidang ( m2 )
I = intensitas bunyi (waat/m2)
Apabila sumber bunyi berupa sebuah titik dan bersifat isotropis (menyebar ke segala arah), maka bidang yang ditembus oleh daya bunyi merupakan bidang kulit bola ( A = 4πr2 ). Maka persamaan intensitas bunyi di atas dapat dituliskan sebagai berikut :
, dimana r = jarak sumber bunyi ke suatu titik.
Dari persaman di atas, maka dapat disimpulkan bahwa intensitas bunyi di sutu titik berbanding terbalik dengan kuarat jarak titik tersebut ke sumber bunyi.
Sehingga jika sebuah titik yang berjarak r1 dari sumber bunyi memiliki intensitas I1 dan titik yang berjarak r2 dari sumber bunyi memiliki intensitas I2, maka akan berlaku persamaan:
, jadi
Dimana : I1 = intensitas bunyi di titik 1 (w/m2)
I2 = intensitas bunyi di titik 2 (w/m2)

Contoh Soal 2 :
Sebuah sumber bunyi mempunyai daya 200π watt. Tentukanlah intensitas bunyi di suatu titik yang berjarak 10 m dari sumber bunyi tersebut !
Penyelesaian :
Diketahui : P = 200π watt, r = 10 m
Ditanya : I = …?
Jawab : w/m2

Contoh Soal 3 :
Intensitas bunyi di suatu tempat yang berjarak 9 m dari sumber bunyi adalah 8.10-5 w/m2. Tentukanlah intensitas bunyi di suatu tempat yang berjarak 18 m dari sumber bunyi tersebut !
Penyelesaian :
Diketahui : r1 = 10 m, I1 = 8.10-5 w/m2
Ditanya : I2 = …?, apabila r2 = 18 m
Jawab :

w/m2

3.Taraf Intensitas Bunyi ( I )
Taraf Intensitas bunyi didefinisikan sebagai nilai logaritma dari perbandingan antara intensitas suatu bunyi dengan intensitas standar ( intensitas ambang pendengaran ).
Besarnya Taraf Intensitas bunyi dinyatakan dengn persamaan :
, dimana : TI = Taraf intensitas bunyi (dB)
I = intensitas bunyi ( w/m2 )
I0 = intensitas ambang pendengaran.
I0 = 10-12 w/m2
Ambang pendengaran didefinisikan sebagai inensitas bunyi terkecil yang masih dapat didengar oleh telinga normal. (I0 = 10-12 w/m2 )

Ambang peasaan didefinisikan sebagai inensitas bunyi terbesar yang masih dapat didengar oleh telinga normal tanpa rsa sakit (I = 1 w/m2 )


Contoh Soal 4 :
Intensitas bunyi di suatu tempat adalah 10-5 w/m2. Tentukanlah Taraf intensitas bunyi di tempat tersebut, jika diketahui intensitas ambang pendengaran I0= 10-12 w/m2 !
Penyelesaian :
Diketahui : I = 8.10-5 w/m2 I0= 10-12 w/m2
Ditanya : TI = …?
= 10 log ( ) = 10.log 10-7 = 10.7 = 70 dB
Contoh Soal 5 :
Taraf intensitas bunyi ssebuah mesin adalah 50 dB. Tentukanlah Taraf intensitas bunyi dari sepuluh buah mesin sejenis jika dibunyikan bersama-sama. Diketahui intensitas ambang pendengaran I0= 10-12 w/m2 !
Penyelesaian :
Diketahui : TI1 = 50 dB I0= 10-12 w/m2
Ditanya : TI10 = …?
Jawab : Dicari terlebih dahulu intensitas sebuah mesin.
50 = 10 log( )
5 = log
log 105 = log
105 =
I1 = 105.10-12

Kemudian dicari I10
I10 = 10. I1 = 10.10-7 = 10-6 w/m2
TI10 = 10 log = 10 log 10-6
TI10 = 10.6 = 60 dB
Soal tersebut di atas secara singkat dapat diselesaikan dengan persamaan sbb:
TIn = TI1 + 10 log n


Lihat penyelesaiannya !
TIn = TI1 + 10 log n
= 50 + 10.log 10
= 50 + 10 .1 = 50 + 10 = 60 d