Bunyi

2. Bunyi

Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambatkan energi gelombang di udara sampai terdengar oleh reseptor pendengar.

Kecepatan bunyi tergantung pada temperatur. Semakin rendah suhu lingkungan semakin besar kecepatan bunyi. Hal ini membuktikan mengapa pada malam hari bunyi terdengar lebih jelas daripada siang hari. Pada siang hari gelombang bunyi dibiaskan ke arah udara yang lebih panas (ke arah atas) karena suhu udara di permukaan bumi lebih dingin dibandingkan dengan udara pada bagian atasnya. Berlawanan pada malam hari, gelombang bunyi dibiaskan ke arah yang lebih bawah karena suhu permukaan bumi lebih hangat dibandingkan dengan udara pada bagian atasnya. 

Selain dipengaruhi oleh suhu, cepat rambat bunyi di udara juga dipengaruhi oleh medium. Medium manakah yang akan menghantarkan bunyi paling cepat? Lihat pada Tabel  berikut.

a. Frekuensi Bunyi

Apakah semua bunyi dapat terdengar oleh telinga manusia? Ketika gurumu menggetarkan penggaris di meja dengan getaran kurang dari 20 getaran per sekon, kita tidak dapat mendengar bunyi. Kita baru dapat mendengarkan bunyi ketika penggaris menghasilkan 20 getaran per sekon atau lebih. 

Berdasarkan frekuensinya, bunyi dibagi menjadi tiga, yaitu infrasonik, audiosonik, dan ultrasonik. Bunyi infrasonik memiliki frekuensi kurang dari 20 Hz. Bunyi infrasonik hanya mampu didengar oleh hewan-hewan tertentu seperti jangkrik dan anjing. Bunyi yang memiliki frekuensi 20 - 20.000 Hz disebut audiosonik. Manusia dapat mendengar bunyi hanya pada kisaran ini. Bunyi dengan frekuensi di atas 20.000 Hz disebut ultrasonik. 

Kelelawar, lumba-lumba, dan anjing adalah contoh hewan yang dapat mendengar bunyi ultrasonik.Anjing adalah salah satu contoh hewan yang mampu menangkap bunyi infrasonik, audiosonik, dan ultrasonik (hingga 40.000 Hz). Anjing akan terbangun jika mendengar langkah kaki manusia walaupun sangat pelan. Hal ini menjadi alasan oleh sebagian orang untuk memanfaatkan anjing sebagai penjaga rumah. Kelelawar dapat mengeluarkan gelombang ultrasonik saat terbang. Selain anjing, kelelawar juga mampu memanfaatkan bunyi dengan baik. Pada malam hari, mata kelelawar mengalami disfungsi (pelemahan fungsi). Kelelawar menggunakan indera pendengarannya untuk "melihat". Kelelawar mengeluarkan bunyi ultrasonik sebanyak mungkin. Kemudian, kelelawar mendengarkan bunyi pantul tersebut untuk mengetahui letak suatu benda dengan tepat, sehingga kelelawar mampu terbang dalam keadaan gelap tanpa menabrak benda-benda disekitarnya. Mekanisme untuk memahami keadaan lingkungan dengan bantuan bunyi pantul ini sering disebut dengan sistem ekolokasi.

Sebuah sumber bergetar menghasilkan frekuensi 40 kHz. Hitunglah panjang gelombang bunyi tersebut jika cepat rambatnya 1.500 m/s ?

Diketahui: 

Frekuensi (f) = 40 kHz = 40.000 Hz

Cepat rambat bunyi (v) = 1.500 m/s

Ditanya: 

Panjang gelombang (/\)

Jawab: 

/\= v/f = 1.500/ 40.000 = 0,0375 m

b. Karakteristik bunyi

1) Tinggi rendah dan kuat lemah bunyi 

1. Siapkan tiga garpu tala yang berbeda-beda frekuensinya, misalnya 440 Hz, 400 Hz, dan 360 

Hz.

2. Getarkan garpu tala secara bergantian.

3. Dengarkan dan bandingkan bunyi yang terdengar!

Tinggi rendahnya nada ini ditentukan frekuensi bunyi tersebut, semakin besar frekuensi bunyi maka akan semakin tinggi nada, sebaliknya jika frekuensi bunyi rendah maka nada akan semakin rendah. Jadi pada praktikum garpu tala yang memiliki frekuensi 440 Hz memiliki nada yang paling tinggi, sebaliknya pada garpu tala yang memiliki frekuensi 360 Hz, menghasilkan bunyi dengan nada yang rendah. 

Pada orang dewasa, suara perempuan akan lebih tinggi dibandingkan suara laki-laki. Pita suara laki-laki yang bentuknya lebih panjang dan berat, mengakibatkan laki-laki memiliki nada dasar sebesar 125 Hz, sedangkan perempuan memiliki nada dasar satu oktaf (dua kali lipat) lebih tinggi, yaitu sekitar 250 Hz. Bunyi dengan frekuensi tinggi akan menyebabkan telinga sakit dan nyeri karena gendang telinga ikut bergetar lebih cepat. 

Tinggi rendahnya nada ini ditentukan frekuensi bunyi tersebut. Semakin besar frekuensi bunyi, akan semakin tinggi nadanya. Sebaliknya, jika frekuensi bunyi rendah maka nada akan semakin rendah.

Garpu tala yang digetarkan pelan-pelan menghasilkan simpangan yang kecil, sehingga amplitudo gelombang yang dihasilkan juga kecil. Hal ini menyebabkan bunyi garpu tala terdengar lemah. Pada saat garpu tala digetarkan akan menghasilkan simpangan yang besar dan amplitudo gelombang yang dihasilkan juga besar sehingga bunyi garpu tala terdengar keras. Kuat lemahnya suara ditentukan oleh amplitudonya.

 Panjang senar, semakin panjang senar, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.

 Tegangan senar, semakin besar 

tegangan senar, semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

 Luas penampang senar, semakin kecil penampang senar, semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

2) nada

Beberapa deret nada yang berlaku standar

Deret nada : c d e f g a b c

Baca : do re mi fa sol la si do

Frekuensi : 264 297 330 352 396 440 495 528 

Perbandingan : 24 27 30 32 36 40 45 48

3) Warna atau kualitas bunyi

Pada saat bermain alat musik, kamu dapat membedakan bunyi yang bersumber dari alat musik gitar, piano dan lain-lain. Setiap musik akan mengeluarkan suara yang khas. 

Suara yang khas ini disebut kualitas bunyi atau yang sering disebut timbre. Begitu pula pada manusia, juga memiliki kualitas bunyi yang berbeda-beda, ada yang memiliki suara merdu atau serak.

4) Resonansi

Ikut bergetarnya udara yang ada di dalam kentongan setelah dipukul mengakibatkan bunyi kentongan terdengar semakin keras. Hal inilah yang disebut resonansi.

 Resonansi dapat terjadi pada kolom udara. Bunyi akan terdengar kuat ketika panjang kolom udara mencapai kelipatan ganjil dari ¼ panjang gelombang (λ) bunyi. Resonansi kolom udara ternyata telah dimanfaatkan oleh manusia dalam berbagai alat musik, antara lain pada gamelan, alat musik pukul, alat musik tiup, dan alat musik petik/ gesek.

Ketika kita berbicara, kita dapat mengatur suara menjadi lebih tinggi atau rendah. Organ yang berperan dalam pengaturan terjadinya suara adalah pita suara dan kotak suara yang berupa pipa pendek. Pada saat kita berbicara pita suara akan bergetar, Getaran itu diperkuat oleh udara dalam kotak suara yang beresonansi dengan pita suara pada frekuensi yang sama. Akibatnya, amplitudo lebih besar sehingga kita dapat mendengar suara yang nyaring.

Telinga manusia memiliki selaput tipis. Selaput itu mudah sekali bergetar apabila di luar terdapat sumber getar meskipun frekuensinya tidak sama dengan selaput gendang telinga. 

Selaput tipis sangat mudah beresonansi, sehingga sumber getar yang frekuensinya lebih kecil atau lebih besar dengan mudah menyebabkan selaput tipis ikut bergetar. 

Prinsip kerja resonansi digunakan manusia karena memiliki beberapa keuntungan, misal dapat memperkuat bunyi asli untuk berbagai alat musik. Selain itu, ada dampak yang merugikan dari efek resonansi, yaitu bunyi ledakan bom dapat memecahkan kaca walaupuan kaca tidak terkena langsung bom, bunyi gemuruh yang dihasilkan oleh guntur beresonansi dengan kaca jendela rumah sehingga bergetar dan dapat mengakibatkan kaca jendela pecah, serta bunyi kendaraan yang lewat di depan rumah dapat menggetarkan kaca jendela rumah.

5) Pemantulan bunyi

Hukum pemantulan bunyi yaitu:

a. Bunyi datang, bunyi pantul dan garis normal terletak pada satu bidang datar

b. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)

6) Macam-macam bunyi pantul

a) Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli

b) gaung atau kerdam

c) Gema