Gelombang Bunyi, Intensitas Bunyi, dan Taraf Intensitas Bunyi

ABSENSI Sebelum kalian belajar, ingat mengisi ABSENSI terlebih dahulu. Caranya Klik berikut ini:  ABSENSI PEMBELAJARAN FISIKA

A.Pengertian Gelombang Bunyi

Bunyi merupakan getaran di dalam medium elastis pada frekuensi dan intensitas yang dapat didengar oleh telinga manusia. Bunyi termasuk gelombang mekanik, karena dalam perambatannya bunyi memerlukan medium perantara, yaitu udara. Ada tiga syarat agar terjadi bunyi. Syarat yang dimaksud yaitu ada sumber bunyi, medium, dan pendengar. Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar, getaran itu merambat melalui medium menuju pendengar. Sama seperti gelombang lainnya, sumber gelombang bunyi merupakan benda yang bergetar. Energi dipindahkan dari sumber dalam bentuk gelombang bunyi. Selanjutnya, bunyi dideteksi oleh telinga. Oleh otak, bunyi diterjemahkan, dan kita bisa memberikan respon. Misalnya, ketika kita mendengarkan suara lagu dari radio, kita meresponnya dengan ikut bernyanyi, atau sekadar menggoyangkan kaki.

Gelombang bunyi merupakan  gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang terdiri atas partikel-partikel yang berosilasi searah dengan gerak gelombang tersebut, membentuk daerah bertekanan tinggi dan rendah (rapatan dan renggangan). Partikel yang saling berdesakan akan menghasilkan gelombang bertekanan tinggi, sedangkan molekul yang meregang akan menghasilkan gelombang bertekanan rendah. Kedua jenis gelombang ini menyebar dari sumber bunyi dan bergerak secara bergantian pada medium.

Gelombang bunyi dapat bergerak melalui zat padat, zat cair, dan gas, tetapi tidak bisa melalui vakum, karena di tempat vakum tidak ada partikel zat yang akan mentransmisikan getaran. Kemampuan gelombang bunyi untuk menempuh jarak tertentu dalam satu waktu disebut kecepatan bunyi.

B.Sifat Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi dibatasi oleh jangkauan frekuensi yang dapat merangsang telinga dan otak manusia kepada sensasi pendengaran. Jangkauan ini adalah 20 Hz sampai 20.000 Hz, di mana telinga manusia normal mampu mendengar suatu bunyi. Jangkauan frekuensi ini disebut audiosonik. Sebuah gelombang bunyi yang memiliki frekuensi di bawah 20 Hz dinamakan sebuah gelombang infrasonik. Sementara itu, bunyi yang memiliki frekuensi di atas 20.000 Hz disebut ultrasonik. Banyak hewan yang dapat mendengar bunyi yang frekuensinya di atas 20.000 Hz. Misalnya, kelelawar dapat mendeteksi bunyi yang frekuensinya sampai 100.000 Hz, dan anjing dapat mendengar bunyi setinggi 50.000 Hz. Kelelawar menggunakan ultrasonik sebagai alat penyuara gema untuk terbang dan berburu. Kelelawar mengeluarkan decitan yang sangat tinggi dan menggunakan telinganya yang besar untuk menangkap mangsanya. Gema itu memberitahu kelelawar mengenai lokasi mangsanya atau rintangan di depannya (misalnya pohon atau dinding gua).

C.Intensitas Bunyi

Intensitas bunyi menyatakan energi bunyi tiap detik (daya bunyi) yang menembus bidang setiap satuan luas permukaan secara tegak lurus, dirumuskan dalam persamaan:

Keterangan: 

I adalah intensitas bunyi (watt/m²),

A adalah luas bidang permukaan (m²), dan

P menyatakan daya bunyi (watt).

D.Taraf Intensitas Bunyi

Intensitas gelombang bunyi yang dapat didengar manusia rata-rata 10^-12 watt/m², yang disebut ambang pendengaran. Sementara itu, intensitas terbesar bunyi yang masih terdengar oleh manusia tanpa menimbulkan rasa sakit adalah 1 watt/m², yang disebut ambang perasaan. Hal itu menyebabkan selang intensitas bunyi yang dapat merangsang pendengaran itu besar, yaitu antara 10^-12 watt/m² sampai 1 watt/m². Oleh karena itu, untuk mengetahui taraf intensitas (TI) bunyi, yaitu perbandingan antara intensitas bunyi dengan harga ambang pendengaran, digunakan skala logaritma, yang dirumuskan dalam persamaan:

Keterangan:

TI menyatakan taraf intensitas bunyi (dB),

I₀ adalah harga ambang intensitas bunyi (10^-12 watt/m²), dan

I adalah intensitas bunyi (watt/m²)

Apabila terdapat sumber bunyi sebanyak n buah yang identik dengan taraf intensitas TI₁ , maka taraf intensitas gabungannya menjadi :

TI₂ = TI₁ + 10 log n

Keterangan :
TI₁= taraf intensitas bunyi satu sumber bunyi (dB)
TI₂= taraf intensitas bunyi n sumber bunyi (dB)
n = jumlah sumber bunyi

Sumber:

Budiyanto, J. 2009. Fisika Untuk SMA/MA Kelas XII. Jakarta: CV Teguh Karya

Contoh Soal 1

Gelombang bunyi dengan daya 62,8 W dipancarkan ke medium di sekelilingnya yang homogen. Intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 20 m dari sumber bunyi adalah ….

A. 0,25 x 10^-2 W/m²

B. 1,25 x 10^-2 W/m²

C. 12,5 x 10^-2 W/m²

D. 5,85 x 10^-2 W/m²

E. 6,25 x 10^-2 W/m²

Pembahasan

Contoh Soal 2

Gelombang bunyi menyebar dari sumbernya ke segala arah sama rata, titik A berjarak 1,5 m dari sumber bunyi dan titik B berjarak 2,5 m dari sumber. Perbandingan antara intensitas bunyi yang diterima A dan B adalah ….

A. 5 : 3

B. 9 : 25

C. 5 : 1

D. 25 : 9

E. 25 : 1

Pembahasan :

Contoh Soal 3

Gelombang bunyi memilki intensitasnya 0,1 watt/m². Tentukan taraf intensitasnya! (intensitas ambang = 10^-12 watt/m² )

Pembahasan :

Contoh Soal 4
Seekor jangkrik memiliki taraf intensitas bunyi sebesar 60 dB. Berapakah berapa taraf intensitas 100 ekor jangkrik yang identik jika berbunyi secara bersamaan?

Pembahasan

TI₂ = TI₁ + 10 log n

TI₂ = 60 + 10 log 100

TI₂ = 60 + 10 (2)

TI₂ = 60 + 20

TI₂ = 80 dB

SOAL EVALUASI
SOAL 1

Gelombang bunyi dengan daya 31,4 W dipancarkan ke medium di sekelilingnya yang homogen. Intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 10 m dari sumber bunyi adalah ….

A. 2,5 x 10^-2 W/m²

B. 0,25 x 10^-2 W/m²

C. 0,025 x 10^-2 W/m²

D. 250 x 10^-2 W/m²

E. 12,5 x 10^-2 W/m²

SOAL 2

Gelombang bunyi menyebar dari sumbernya ke segala arah sama rata, titik A berjarak 6,3 m dari sumber bunyi dan titik B berjarak 2,7 m dari sumber. Perbandingan antara intensitas bunyi yang diterima A dan B adalah ….

A. 1 : 49

B. 49 : 1

C. 9 : 1

D. 49 : 9

E. 9 : 49

SOAL 3
Gelombang bunyi memilki intensitasnya 1000 watt/m². Tentukan taraf intensitasnya adalah .....  (intensitas ambang = 10^-12 watt/m² )

A. 110 dB

B. 120 dB

C. 130 dB

D. 140 dB

E. 150 dB

SOAL 4

Taraf intensitas bunyi sebuah mesin adalah 50 dB. Jumlah sumber bunyi yang dibutuhkan untuk menghasilkan 80 dB adalah ....

A. 10 buah

B. 100 buah

C. 1000 buah

D. 10.000 buah

E. 100.000 buah

Untuk Persiapan UTBK 2021, Ayo #BelajarDiRumahAja tentang PEMBAHASAN SOAL UTBK FISIKA 2019 #StayHome Materi TARAF INTENSITAS BUNYI DAN EFEK DOPPLER #WithMe

Klik DISINI