Percobaan Resonansi Bunyi

 Resonansi Bunyi (Mekanik)

1.         Landasan Teori

Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menhitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik (Riyn,2008).

Bunyi adalah bahan terpenting dalam musik. Bunyi berasal dari Sumber bunyi, yang digetarkan oleh tenaga atau energi. Kemudian getaran tersebut oleh pengantar diantarkan atau dipancarkan keluar. Dan bila getaran ini sampai di telinga kita, barulah kita dapat mendengarkannya (Mswahyudi,2009).

Pada umumnya bentuk gelombang di alam adalah sangat kompleks dan sulit digambarkan secara sistematis karena ketidak-linieran, tiga dimensi dan mempunyai bentuk yang random ( Suatu deret gelombang mempunyai periode dan tinggi tertentu ). Beberapa teori yang ada hanya menggambarkan bentuk gelombang yang sederhana dan merupakan bentuk pendekatan gelombang alam. Ada beberapa teori dengan berbagai derajat kekomplekan dan ketelitian untuk menggambarkan gelombang di alam diantaranya adalah teori airy, Stokes, Gertsner, Mich, Knoidal, dan tunggal. Masing – masing teori tersebut mempunyai batasan keberlakuan yang berbeda – beda. Teori yang paling sederhana adalah teori gelombang linier yang pertama kali ditemukan oleh Airy pada tahun 1845(Rahmat,2008).

2.                  Tinjuan Pustaka

2.1 Pengertian Gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selain radiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasional, yang bisa berjalan lewat vakum, gelombang juga terdapat pada medium (yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya memulihkan yang lentur) di mana mereka dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat kepada lain tanpa mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara masal. Malahan, setiap titik khusus berosilasi di sekitar satu posisi tertentu.

(Wikipedia,2010).

Gelombang dapat dipantulkan (refleksi), dibiaskan (refraksi), difokuskan, dipolarisasi dan sebagainya. Penelitian eksperimental tentang gelombang cahaya tentang hukum pemantulan (refleksi) yaitu :Sinar yang direfleksikan dan yang direfraksikan terletak pada satu bidang yang dibentuk oleh sinar datang dan normal bidang batas dititik datang (Gie,2009).

Selama Gelombang dengan medan elektromagnetik yang dinyatakan pada fase medan E yaitu E=X Eo (ejk1-ejk2)= - X 2j Eo sin kz terlihat tidak bergerak , ini disebut dengan gelombang berdiri (Liang,1995).

2.2 Jenis-Jenis Gelombang

Bila gelombang berjalan sepanjang tali ,katakan dari kiri kekanan partikel tali bergerak naik turun dalam arah lintang pada gerak gelombang itu sendiri. Gelombang seperti ini disebut gelombang lintang atau gelombang transversal. Ada tipe gelombang lain yang dikenal sebagai gelombang bujur atau gelombang longitudinal. Dalam sebuah gelombang longitudinal getaran partikel media adalah sama arahnya dengan arah gelombang. Gelombang longitudinal adalah siap dibentuk pada proses yang ditarik atau diletakan secara bergantian menekan dan mengembang pada suatu ujungnya (Giancoli,1997).

Menurut (Riyn,2008) tentang jenis-jenis gelombang seperti berikut :

1.Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah rambatannya. Satu gelombang terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya seperti riak gelombang air, benang yang digetarkan, dsb.

2. Gelombang longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang merambat dalam arah yang berimpitan dengan arah getaran pada tiap bagian yang ada. Gelombang yang terjadi berupa rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal seperti slingki / pegas yang ditarik ke samping lalu dilepas (Riyn,2008).

Menurut (Yolanda,2009) berdasarkan amplitudo dan fasenya :

 Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya sama di setiap titik yang dilalui gelombng.

 Gelombng diam (stasioner) adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya berubah (tidak sama) di setiap titik yang dilalui gelombang.

2.3 Aplikasi Gelombang Bunyi pada Perikanan

Aplikasi fish finder “Hydro Acoustic” dan GPS dalam teknolgi pencarian ikanb Saat ini, hydro-acoustic memiliki peran yang sangat besar dalam sektor kelautan dan perikanan, salah satunya adalah dalam pendugaan sumberdaya ikan (fish stock assessment). Teknologi hydro-acoustic dengan perangkat echosounder dapat memberikan informasi yang detail mengenai kelimpahan ikan, kepadatan ikan sebaran ikan, posisi kedalaman renang, ukuran dan panjang ikan, orientasi dan kecepatan renang ikan serta variasi migrasi diurnal-noktural ikan (Herawati,2009).

Penggunaan -Gelombang Bunyi (Acoustic) Pada Alat Tangkap Payang Terhadap Hasil Tangkap ]kan di Perairan Pantai Popoh K abupaten Tulungagung dibandingkan pelakuan yaitu pengoperasian alat tangkap payang menggunakan bantu gelombang suara dan tanpa alat pembantu gelombang suara. Pada alat bantu gelombang suara memberikan hasil yang lebih baik dari pada menggunakan alat tangkap tanpa bantu gelombang suara (Efani,1996).

Metode akustik merupakan proses-proses pendeteksian target di laut dengan mempertimbangkan proses-proses perambatan suara. Aplikasi metode ini dibagi menjadi 2, yaitu sistem akustik pasif dan sistem akustik aktif. Salah satu aplikasi dari sistem aplikasi aktif yaitu Sonar yang digunakan untuk penentuan batimetri. Sonar (Sound Navigation And Ranging) berupa sinyal akustik yang diemisikan dan refleksi yang diterima dari objek dalam air (seperti ikan atau kapal selam) atau dari dasar laut(DJPB,2010).

2.4 Bunyi

Bunyi atau suara adalah kompresi mekanikal atau gelombang longitudinal yang merambat melalui 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(Wikipedia,2010).

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 (Godam64,2007).

Bunyi adalah bahan terpenting dalam musik. Bunyi berasal dari Sumber bunyi, yang digetarkan oleh tenaga atau energi. Kemudian getaran tersebut oleh pengantar diantarkan atau dipancarkan keluar. Dan bila getaran ini sampai di telinga kita, barulah kita dapat mendengarkannya (Mswahyudi,2009).

2.5              Resonansi Bunyi

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda akibat benda lain yang bergetar karena keduanya memiliki frekuensi yang sama atau memiliki  frekuensi yang merupakan bilangan bulat dari frekuensi salah satu benda bergetar. Resonansi bunyi pada kolom udara dimanfaatkan untuk menghasilkan bunyi pada alat musik. Alat- alat musik memiliki lubang udara sehingga terjadi resonansi udara dan menghasilkan suara yang merdu.

Misalnya : bunyi merdu pada gitar dihasilkan oleh resonansi anatara dawai dan kotak resonansi. Ketika gitar di petik udara di dalam kotk resonansi bergetar dengan frekuensi yang sama dengan frekuensi dawai. Udara yang berada di dalam kendang juga ikut bergetar ketika kendang dipukul. Jika tidak ada kolom udara pada alat musik kita tidak dapat mendengar merdunya suara musik.

Untuk memahami bagaimana proses resonansi kita perhatikan dua buah garputala yang beresonansi seperti pada gambar.

 

Apabila salah satu garputala kita pukul, maka garputala akan bergetar. hal ini menyebabkan garpula lainnya juga ikut bergetar karena frekuensi keduanya sama. Frekuensi bunyi pada garputaladipengaruhi oleh bentuk garputala, bahan garputala dan besar.

Resonansi Pada Beban Yang Digantung Dengan Tali

Tiga buah batu yang digantung dengan benang

    Pada saat beban A diayun ternyata beban B ikut berayun, beban C diam.

    Pada saat beban B diayun ternyata beban A ikut berayun, beban C diam.

    Pada saat beban C diayun beban A diam dan beban B diam.

Maka pada beban yang digantung dengan tali dapat diambil kesimpulan agar dapat terjadi resonansi panjang tali penggantung harus sama.

Resonansi Kolom Udara

Jika garpu tala dengan frekuensi tertentu dibunyikan di atas kolom udara, kemudian kolom udara digerakkan naik turun, maka suatu saat terdengar bunyi yang lebih keras dari bunyi aslinya secara berulang-ulang. Pada saat terdengar bunyi yang keras dari bunyi aslinya tersebut dikatakan dalam kolom udara terjadi peristiwa resonansi.

Ø  Pada saat terjadi perkerasan pertama dikatakan terjadi resonansi I.

Ø  Pada saat terjadi perkerasan kedua dikatakan terjadi resonansi II.

 

Resonansi Kolom Udara

Pada saat terjadi perkerasan ketiga dikatakan terjadi resonansi III dan seterusnya

Ø  Resonansi I syaratnya jika L = 1/4 λ

Ø  Resonansi IIsyaratnya jika L = 3/4 λ

Ø  Resonansi III syaratnya jika L =5/4 λ

Keterangan:

L adalah panjang kolom udara di atas permukaan air.

λ adalah panjang gelombang bunyi yang terbentuk.

Dengan percobaan resonansi pada kolom udara tersebut dapat ditentukan kecepatan bunyi di udara pada saat itu dengan menggunakan persamaan :

V = λ . f

Dimana :

v adalah kecepatan bunyi (dalam m/detik)

λ adalah panjang gelombang (dalam meter)

f adalah frekuensi sumber bunyi (dalam Hz)

Jika getaran yang didengar lebih kuat, ini menunjukkan adanya resonansi dari udara di dalam tabung. Dengan demikian adanya resonansi bunyi, mengakibatkan bunyi asli menjadi lebih keras. Pada alat-alat seperti gitar, biola, kentongan, beduk, dan lain-lain diberi kotak yang berisi udara. Hal ini dimaksudkan karena udara mudah beresonansi maka bunyi yang dihasilkan oleh alat-alat tersebut menjadi lebih keras.

Resonansi Selaput Tipis

Bagian yang sangat penting pada telinga kita dalah gendang pendengaran. Bagaimana jika gendang pendengaran kita rusak? Selaput gendang sangat mudah beresonansi. Jika ada bunyi dari luar yang masuk lewat lubang telinga maka selaput gendang pendengaran akan bergetar. Dengan adanya getaran ini, terjadilah resonansi.

Akibat resonansi, kita dapat mendengar bunyi-bunyi di sekitar kita. Dari uraian di atas, dapat disimpulkan bahwa syarat terjadinya resonansi adalah :

    frekuensinya sama;

    ada selaput tipis;

    ada ruang udara yang panjangnya sama dengan bilangan ganjil 1/4 kali panjang gelombang.

Resonansi Dapat Memperkuat Bunyi Asli

Bunyi yang dihasilkan garpu tala sebenarnya tidak terlalu keras. Namun, ketika terjadi resonansi dengan kolom udara, suara garpu tala menjadi cukup nyaring terdengar. Di sekitar selaput suara manusia terdapat udara. Ketika selaput suara bergetar, udara ini akan ikut bergetar. Getaran udara ini akan mengakibatkan suara manusia terdengar nyaring.

Kerugian Akibat Resonansi

Tidak selamanya resonansi menguntungkan. Bunyi ledakan bom yang sangat keras dapat menimbulkan getaran yang dapat meruntuhkan gedung-gedung. Getaran kereta api yang lewat menyebabkan bagianbagian rumah yang ada di pinggir rel ikut bergetar. Jika hal ini terjadi terus-menerus dan dalam waktu yang lama maka rumah akan cepat rusak karena proses resonansi.

3.      METODOLOGI PERCOBAAN

3.1 Alat dan Fungsi

Alat yang digunakan dalam Praktikum Fisika Dasar materi Resonansi Bunyi adalah :

Ø Tabung Resonansi :untuk mencari dengungan (resonansi) bunyi

Ø Garputala :pembuat,frekuensi tertentu yaitu frekuensi 512,426.6,341.3Hz

Ø Alat Pemukul :untuk memukul garputala

Ø Jangka Sorong :untuk mengukur diameter tabung resonansi

Ø Meteran :untuk menentukan jarak L1 dan L2

Ø Teko :untuk wadah air

Ø Nampan :untuk tempat alas alat

Ø Thermometer :untuk mengukur suhu ruangan

Ø Selang :untuk mengalirkan air dari teko ke tabung resonansi

3.2 Bahan dan Fungsi

Bahan yang digunakan dalam Praktikum Fisika Dasar materi Resonansi Bunyi adalah air sebagai medium perambatan resonansi bunyi.

4.      Analisa Prosedur

Pertama yang harus disiapkan pada Praktikum Fisika Dasar materi Resonansi Bunyi adalah alat-alat dan bahan seperti tabung resonansi untuk mencari dengungan (resonansi) bunyi,garputala pembuat frekuensi tertentu (f= 512,426.6,341.3Hz),alat pemukul untuk memukul garputala,jangka sorong untuk mengukur diameter tabung resonansi,meteran untuk menentukan jarak l1 dan l2

teko untuk wadah air dan nampan untuk tempat alas alat,thermometer untuk mengukur suhu ruangan,selang untuk mengalirkan air dari teko ke tabung resonansi dan air sebagai medium perambatan resonansi bunyi.

Garputala dengan frekuensi (512,426.6,341.3 Hz) dipukul dengan alat pemukul lalu didekatkan dibibir tabung resonansi serta diturunkan teko (1cm) hingga terdengar suara pengerasan suara. Diukur antara panjang ujung tabung dengan tinggi permukaan air (l1) agar lebih akurat diulang,dan diulang kembali untuk menentukan (l2) diamati, dan dicatat hasilnya.

Frekuensi 512Hz

Pertama yang harus disiapkan adalah alat-alat dan bahan seperti tabung resonansi untuk mencari dengungan (resonansi) bunyi,garputala pembuat frekuensi tertentu f 512 Hz,alat pemukul untuk memukul garputala,jangka sorong untuk mengukur diameter tabung resonansi,meteran untuk menentukan jarak l1 dan l2,teko untuk wadah air dan nampan untuk tempat alas alat,thermometer untuk mengukur suhu ruangan,selang untuk mengalirkan air dari teko ke tabung resonansi dan air sebagai medium perambatan resonansi bunyi.

Pada garputala dengan frekuensi 512Hz, pertama disiapkan garputala 512Hz dan tabung resonansi yang sudah diukur diameternya ,kemudian teko diisi air hingga tebung resonansi penuh. Garputala dipukul dan diletakan pada bibir tabung. Didengar bunyinya dan dicatat sebagai (l1) diulang dan dicatat sebagai (l2) dicatat dan ditulis hasilnya.

Frekuensi 426,6Hz

Pertama yang harus disiapkan adalah alat-alat dan bahan seperti tabung resonansi untuk mencari dengungan (resonansi) bunyi,garputala pembuat frekuensi tertentu (f 426.Hz),alat pemukul untuk memukul garputala,jangka sorong untuk mengukur diameter tabung resonansi,meteran untuk menentukan jarak l1 dan l2,teko untuk wadah air dan nampan untuk tempat alas alat,thermometer untuk mengukur suhu ruangan,selang untuk mengalirkan air dari teko ke tabung resonansi dan air sebagai medium perambatan resonansi bunyi.

Pada garputala dengan frekuensi 426,6Hz, pertama disiapkan garputala 426,6Hz dan tabung resonansi yang sudah diukur diameternya ,kemudian teko diisi air hingga tebung resonansi penuh. Garputala dipukul dan diletakan pada bibir tabung. Didengar bunyinya dan dicatat sebagai (l1) diulang dan dicatat sebagai (l2) dicatat dan ditulis hasilnya.

Frekuensi 341,3Hz

Pertama yang harus disiapkan adalah alat-alat dan bahan seperti tabung resonansi untuk mencari dengungan (resonansi) bunyi,garputala pembuat frekuensi tertentu (f 341.3Hz),alat pemukul untuk memukul garputala,jangka sorong untuk mengukur diameter tabung resonansi,meteran untuk menentukan jarak l1 dan l2,teko untuk wadah air dan nampan untuk tempat alas alat,thermometer untuk mengukur suhu ruangan,selang untuk mengalirkan air dari teko ke tabung resonansi dan air sebagai medium perambatan resonansi bunyi.

Pada garputala dengan frekuensi 341,3Hz, pertama disiapkan garputala 341,3Hz dan tabung resonansi yang sudah diukur diameternya ,kemudian teko diisi air hingga tebung resonansi penuh. Garputala dipukul dan diletakan pada bibir tabung. Didengar bunyinya dan dicatat sebagai (l1) diulang dan dicatat sebagai (l2) dicatat dan ditulis hasilnya.

5.      KESIMPULAN

Pada materi percobaan Resonansi Bunyi didapatkan beberapa kesimpulan sebagai berikut :

Ø Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium

Ø Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang

Ø Macam-macam gelombang bunyi adalah :

Ø Berdasarkan perambatan gelombang

-Gelombang Transversal

-Gelombang Longitudinal

Ø Medium Perantara

-Gelombang Mekanik

Gelombang Elektromagnetik

Ø Amplitudo dan fasenya

-Gelombang Jalan

-Gelombang Diam

DAFTAR PUSTAKA

http://heruhoerussaleh.blogspot.co.id/2010/12/praktikum-resonansi-bunyi.html

http://seputarpendidikan003.blogspot.co.id/2014/12/pengertian-resonansi-bunyi.html

http://fisikazone.com/resonansi/