Taraf intensitas sebuah mesin ketik 70 dB taraf intensitas akibat 100 buah mesin tik dB

Efek Doppler menjelaskan peristiwa terjadinya perubahan frekuensi yang terdengar (fp) karena adanya gerak relatif sumber dan pendengar.

fp = fs v ± vp
v ± vs

fp = frekuensi pendengar fs = frekuensi sumber v = kecepatan bunyi di udara vp = kecepatan pendengar

vs = kecepatan sumber

Ketentuan :
vp Þ + ¾® pendengar mendekati sumber
0 ¾® pendengar diam
- ¾® pendengar menjauhi sumber

vs Þ + ¾® sumber mendekati pendengar

0 ¾® sumber diam
- ¾® sumber menjauhi pendengar

INTENSITAS BUNYI ( I ) v = kecepatan bunyi di udaravp = kecepatan pendengarvs = kecepatan sumber

Intensitas bunyi (I) adalah jumlah energi bunyi yang menembus tegak lurus bidang per detik.

I = P/A = P/(4pR2)

Þ I » 1/R²

P = daya bunyi (watt) A = luas bidang bole (m² atau cm²)

A = 4pR²

R = jarak suatu titik ke sumber bunyi

I = 2p² f² A² rv

Þ I » A²

I » f²

TARAF INTENSITAS BUNYI (TI)

TI = 10 log (I/lo)

TI mempunyai satuan desibell (dB) Io = intensitas ambang

Io = 10E-16 watt/cm² pada frekuensi 100 Hz

Batas intensitas dan taraf intensitas yang dapat didengar pada frekuensi 1000 Hz:

10E-16 £ I £ 10E-4 watt/cm²
0 £ TI £ 120 dB

Contoh 1 :
Dua buah kawat sejenis masing-masing memiliki panjang L den 2L serta tegangan kawat F dan 4F. Jika frekuensi nada dasar dalam kawat yang pendek 60 Hz, tentukan frekuensi harmonik kedua dalam kawat yang lebih panjang !

Jawab:
f = (1/l)Ö(F/m) Þ kedua kawat sama (sejenis)

nada dasar pada kawat pendek : (syarat fo Þ L = ½ l)

fo =½ L Ö(F/m) = 60 Hz Þ F2 = 4F; L2 = 2L

nada kedua pada kawat panjang: (syarat f2 Þ L2 = 3/2l)

f2 = 3/(2 L2) Ö(F2/m) = 3/2.1/(2 L2).Ö(F/m)
f2 = 3/2.2.1/(2L) Ö(F/m) = 3.60 = 180 Hz

Contoh 2 :
Nada dasar yang dihasilkan oleh seutas dawai sama dengan nada atas kedua yang dihasilkan oleh pipa organa tertutup. Hitung perbandingan panjang pipa organa tertutup terhadap panjang dawai !

Jawab :

Dawai : fO Þ Ld = 1/2 ld
ld = 2 Ld

POT : f2 Þ LT = 5/4lT

lT = 4/5 LT

fo = f2
v/ld = v/lT

1/(2 Ld) = 5 LT/4
LT/LD = 2×5 /4 = 5:2

Contoh 3 :
Kebisingan dari sebuah mesin tik sama dengan 70 dB. Berapa dB kebisingan suatu kantor akibat 100 buah mesin tik ?

Jawab :

Anggap intensitas satu mesin tik = I1
maka intensitas 100 mesin tik = I2 = 100 I1, Cari penambahan kebisingan akibat 100 mesin tik :

DTI = 10 log I2/I1 = 10 log 100 I1/I1 = 20 dB

Jadi kebisingan 100 mesin tik adalah : TI2 = TI1 + DTI = 90 dB

sumber bunyi (berupa benda-benda yang bergetar) terbagi tiga, yaitu dawai (senar/tali) pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup.

SYARAT NADA DASAR ( fo ) PIPA ORGANA TERBUKA =
NADA DASAR ( fo ) DAWAI

L = (n+1/2) l untuk fo Þ n = 0 => L = 1/2 l

SYARAT NADA DASAR PIPA ORGANA TERTUTUP

L = (2n+1) l untuk fo ® n = 0 Þ L = ¼l

PERBANDINGAN FREKUENSI NADA-NADA PADA SUMBER BUNYI

Dawai	: fo : f1 : f2 = 1: 2 :3 ...
Pipa Organa Terbuka (POB)	: fo : f1 : f2 = 1 :2 :3 ...
Pipa Organa Tertutup (POT)	: fo : f1 : f2 = 1 : 3 : 5 ...

Catatan : - pada dawai, bagian yang dijepit/ditekan selalu timbul
simpul (s) gelombang. Jadi p <>.
- pada pipa organa, bagian terbuka selalu timbul perut (p)
gelombang sedangkan bagian terlutup selalu timbul simpul
(s) gelombang. Jadi p > s (POB) ; p = s (POT)
- f1 disebut nada atas 1 f2 disebut nada atas 2 dst

Page 2

SOAL DAN PEMBAHASAN 1. Dua buah kawat sejenis masing-masing memiliki panjang L den 2L serta tegangan kawat F dan 4F. Jika frekuensi nada dasar dalam kawat yang pendek 60 Hz, tentukan frekuensi harmonik kedua dalam kawat yang lebih panjang ! Jawab:f = (1/)\(F/) kedua kawat sama (sejenis) nada dasar pada kawat pendek : (syarat fo L = )fo = L \(F/) = 60 Hz F2 = 4F; L2 = 2L nada kedua pada kawat panjang: (syarat f2 L2 = 3/2)f2 = 3/(2 L2) \(F2/) = 3/2.1/(2 L2).\(F/)f2 = 3/2.2.1/(2L) \(F/) = 3.60 = 180 Hz2. Kebisingan dari sebuah mesin tik sama dengan 70 dB. Berapa dB kebisingan suatu kantor akibat 100 buah mesin tik ? Jawab :Anggap intensitas satu mesin tik = I1maka intensitas 100 mesin tik = I2 = 100 I1, Cari penambahan kebisingan akibat 100 mesin tik :ATI = 10 log I2/I1 = 10 log 100 I1/I1 = 20 dBJadi kebisingan 100 mesin tik adalah : TI2 = TI1 + ATI = 90 Db 3. Deretan gerbong kereta api yang ditarik oleh sebuah lokomotif bergerak meninggalkan stasiun Tanjung Karang dengan kelajuan 36 km/jam. Ketika itu, seorang petugas di stasiun meniup peluit dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara 340 ms-1, tentukanlah frekuensi bunyi peluit yang didengar oleh seorang pengamat didalam kereta api.Jawab:Diketahui : vp = 36 Km/jam = 10ms-1 ; vs= 340 ms-1; fs = 1.700 HzJadi frekuensi peluit yang terdengar oleh pengamat dalam kereta api sebesar 1.650 Hz. SOAL GELOMBANG BUNYI : 1.Berapakah laju gelombang-gelombang kompresi di dalam air? Diketahui modulus bulk air adalah 2,2 10 N/m .(Jawab : 1,48 km/s) PEMBAHASANDiketahui : B = 2,2 10 N/m= 1000 kg/mDitanyakan : ? = ?Jawab : SOAL2.Garputala bergetar (284 setaran/s) dalam udara bersuhu 25C. Hitung ? nada yang terjadi.(Jawab: 1,22 m) PEMBAHASANDiketahui : f = 28 HzT = 25C = 25C + 273 K = 298 K? = 1,40R = 8,3 J/mol KM =Ditanyakan : ? =?Jawab : (i) (ii) SOAL3.Helium adalah gas mono atomic (beratom tunggal) yang mempunyai massa jenis 0,179 kg/m , pada tekanan 76 cm Hg dan suhu 0C. berapakah laju gelombang kompresi dalam helium pada suhu dan tehanan ini?(Jawab: 970 m/s) PEMBAHASANDiketahui : ? helium = 0,179 kg/mP = 76 cm Hg = 760 mm Hg = 1 atmT = 0C = 0C + 273 K = 273 KR = 8,3 J/mol K - Volume He pada tekanan 1 atm pada 0C adalah 22,4 L. Maka:22,4 L = 22,4 dm = 22,4Ditanyakan : ? ?Jawab : (i) (ii) SOAL4.Diketahui suatu bunyi dengan tingkat kebisingan 75 dB, dan bunyi kedua dengan tingkat 72 dB. Berapakah tingkat kebisingan bila kedua bunyi tadi digabungkan?(Jawab: 76,8 dB) PEMBAHASANDiketahui : TI1 : 75 dBTI2 : 72 dBTI0 :Ditanyakan : TI1+2 ?Jawab : (i) (ii) (iii) SOAL5.Seorang tukang ketik mengetik begitu kencang menyebabkan, tingkat suara rata-rata adalah 60 dB. Berapakah tingkatan decibel bila 3 orang tukang ketik yang gaduh bekerja?(Jawab: 60,48 dB) PEMBAHASANDiketahui : TI1 : 60 dBn : 3Ditanyakan : TI3 ?Jawab : TIn = TI1 + 10 log nTI3 = 60 + 10 log 3TI3 = 60 + 4,8TI3 = 64,8 dB SOAL6.Mobil dengan ?s 20 m/s mengejar mobil lain berkecepatan ?a = 15 m/s, sambil membunyikan klakson yang berfrekuensi 1200 Hz. Jika ? bunyi = 340 m/s, berapakah frekuensi yang di dengar pengemudi yang dikejar itu?(Jawab: 1219 Hz)PEMBAHASANDiketahui : ?s : 20 m/s ?a : 15 m/sf s : 1200 Hz ? : 340 m/s- Sumber mendekati pendengar. Pendengar menjauhi sumber.Ditanyakan : f p ?Jawab : SOAL7.Sebuah mobil dengan kecepatan 30 m/s mendekati sirine pabrik yang berfrekuensi 500 Hz. (a) Jika ? bunyi dalam udara adalah 340 m/s., berapakah frekuensi yang di dengar pengemudi? (b) Bagaimana jika mobil menjauhi pabrik dengan kecepatan yang sama? (Jawab: (a) 544 Hz; (b) 456 Hz) PEMBAHASANDiketahui : ?p : 30 m/s ? : 340 m/sf s : 500 Hz Pendengar Diam.Ditanyakan : a. f p jika sumber mendekati pendengar?b. f p jika sumber menjauhi pendengar?Jawab : a. b. SOAL8.Frekuensi utama pada sirene polisi adalah 1800 Hz ketika dalam keadaan diam. Berapa frekuensi yang Anda dengar jika Anda bergerak dengan kelajuan 30 m/s (a) mendekati mobil polisi, dan (b) menjauhi mobil polisi? (Jawab: (a) 1950 Hz; (b) 1640 Hz) PEMBAHASANDiketahui : ?p = 30 m/s ? = 340 m/sf s = 1800 Hz Sumber Diam.Ditanyakan : a. f p jika pendengar mendekati sumber?b. f p jika pendengar menjauhi sumber? Jawab : a. b. Soal Pilihan Ganda Garpu tala berfrekuensi 220 Hz digetarkan sehingga menghasilkan gelombang bunyi dengan panjang gelombang 1,6 m, maka cepat rambat bunyi di udara sebesar a. 330 m/sc. 350 m/s b. 349 m/sd. 352 m/s e. 362 m/s Sebuah gelombang merambat pada tali dengan persamaan : Y = 0,2sin phi (8t-2x) meter. Bila X dalam meter dan t dalam detik, maka kecepatan rambat gelombang itu . a. 4 m/sd. 16 m/s b. 8 m/se. 20 m/s c. 12 m/s Suatu sumber bunyi mempunyai energi persatuan waktu 4p x 10-4 watt. Jika I0 = 10-12 watt/m2, berapa taraf intensitas bunyi pada suatu titik yang berjarak 1 m dari sumber? a. 80 dB c. 120 dB b.100 dB d. 140 dB e. 160 dB Sebuah mesin ketik rata-rata menimbulkan taraf intensitas bunyi 60 dB. Berapa taraf intensitas yang ditimbulkan oleh 10 mesin ketik pada saat digunakan bersama-sama? a. 70 dB c. 90 dB b. 80 dB d. 100 dB e. 110 dB Pipa organa terbuka panjangnya l1, pipa organa tertutup panjangnya l2. Bila nada dasar pipa organa terbuka = nada atas pertama pipa organa tertutup, maka l1/l2 adalah. a. c. 2/3 b. 1/3 d. e. Seutas dawai yang ujungnya terikat erat digetarkan. Pada dawai tersebut timbul empat buah perut gelombang, maka getaran dawai itu menunjukkan a. nada dasar c. nada atas ke-2 b. nada atas ke-1 d. nada atas ke-3 e. nada atas ke-4 Sebuah sirine mempunyai frekuensi 800 Hz, tiba-tiba ada sirine lain berbunyi. Akibatnya terdengar bunyi keras dan lemah secara periodik dengan perioda detik. Ini berarti sirine kedua mempunyai frekuensi.. a. 400 Hz c. 799,5 Hz b. 798 Hz d. 800,5 Hz e. 804 Hz Sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 10 m/s mendekati seorang pendengar yang diam sehingga pendengar seakan-akan mendengar frekuensi bunyi tersebut sebesar 1020 Hz. Bila kecepatan bunyi di udara 340 m/s, berapa frekuensi sumber bunyi sebenarnya? a. 990 Hz c. 1100 Hz b. 1000 Hz d. 1200 Hz e. 1300 Hz 1. Taraf intensitas bunyi pada sebuah titik yang ditimbulkan oleh sumber bunyi berbanding langsung dengan . a. intensitas bunyi di titik itu b. kebalikan intensitas bunyi di titik itu c. kebalikan dari logaritma intensitas bunyi di titik itu d. logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dan intensitas ambang bunyi e. intensitas ambang bunyi 1.Soal Uraian 1. Suatu gelombang berjalan dengan amplitude 4 cm dan frekuensi 50 Hz. Cepat rambat gelombang 4 m/s. Simpangan titik A yang berada pada jarak 2 m dan sumber gelombang pada saat sumber bergetar 5 detik adalah . 2. Sebuah sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati masing-masing dengan kelajuan 25 m/s dan 5 m/s. Jika frekuensi bunyi yang dikeluarkan sumber bunyi 480 Hz dan cepat rambat bunyi 345 m/s, tentukan frekuensi bunyi yang didengar pengamat!