< Previous122Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Ketika tali diberi simpangan, tali akan bergetar dengan arah getaran ke atas dan ke bawah. Pada tali, gelombang merambat tegak lurus dengan arah getarnya. Bentukan seperti ini disebut gelombang transversal. Contoh lain gelombang transversal ada pada permukaan air. Panjang gelombang transversal sama dengan jarak satu bukit gelombang dan satu lembah gelombang (a-b-c-d-e pada Gambar 10.2). Panjang satu gelombang dilambangkan dengan NJ (dibaca lambda) dengan satuan meter. Simpangan terbesar dari gelombang itu disebut amplitudo (bb' atau dd' pada Gambar 10.2). Dasar gelombang terletak pada titik terendah gelombang, yaitu d dan h, dan puncak gelombang terletak pada titik tertinggi yaitu b dan f. Lengkungan c-d-e dan g-h-i merupakan lembah gelombang. Lengkungan a-b-c dan e-f-g merupakan bukit gelombang.Arah rambatAA'abcdefghib'd'f 'h'Lambda (NJ)Satu gelombang (1 NJ)Arah getarSumber: Dok. KemdikbudGambar 10.2 *rafik 6impanJan terhadap Arah 5amEatWaktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang disebut periode gelombang, satuannya sekon (s) dan dilambangkan dengan T. Jumlah gelombang yang terbentuk dalam 1 sekon disebut frekuensi gelombang. Lambang untuk frekuensi adalah f dan satuannya hertz (Hz). Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung yang lain memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh jarak tertentu dalam waktu tertentu pula.b. Gelombang LongitudinalGelombang longitudinal dapat kamu amati pada slinki atau pegas yang diletakkan di atas lantai. Ketika slinki digerakkan maju-mundur secara terus menerus, akan terjadi gelombang yang merambat pada slinki dan membentuk pola rapatan dan regangan. Gelombang longitudinal memiliki arah rambat yang sejajar dengan arah getarnya.123Ilmu Pengetahuan AlamAktivitas 10.4 Gelombang LongitudinalAyo, Kita Lakukan Apa yang kamu perlukan? Slinki (Gambar 10.3)Sumber: Dok. KemdikbudGambar 10.3 Slinki Apa yang harus kamu lakukan?1. Letakkan slinki di atas lantai yang licin dan minta temanmu memegang salah satu ujungnya!2. Gerakkan salah satu ujung slinki dengan cara memberikan dorongan dan tarikan pada slinki!3. Amati dan gambarkan fenomena yang terjadi pada slinki! Apa yang perlu kamu diskusikan?1. Pada saat kamu mendorong dan menarik slinki, ke arah manakah getaran pada slinki?2. Kemanakah arah rambat gelombang?3. Apakah arah getar dengan arah rambat gelombang searah? Mengapa? Apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?124Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi. Satu gelombang longitudinal terdiri atas satu rapatan dan satu regangan seperti pada Gambar 10.4. Besaran-besaran yang digunakan pada gelombang longitudinal sama dengan besaran-besaran pada gelombang transversal. Dapatkah kamu menyebutkannya?Lambda (NJ)Satu gelombangRapatanRengganganRapatanArah getarArah rambatSumber: Dok. KemdikbudGambar 10.4 Rapatan dan Renggangan pada Gelombang Longitudinalc. Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode GelombangPernahkah kamu memerhatikan cahaya kilat dan bunyi guntur? Kamu akan mendengar bunyi guntur beberapa saat setelah cahaya kilat terlihat. Walaupun guntur dan cahaya kilat muncul dalam waktu yang bersamaan, kamu akan melihat cahaya kilat lebih dahulu karena cahaya merambat jauh lebih cepat daripada bunyi. Cahaya merambat dengan kecepatan 3 × 108 m/s, sedangkan bunyi hanya merambat dengan kecepatan 340 m/s. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v, dengan satuan m/s. Karena gelombang menempuh jarak satu panjang gelombang NJ) dalam waktu satu periode gelombang (T), maka kecepatan gelombang dapat ditulis=vNJTKarena =T1f, maka cepat rambat gelombang dapat juga dinyata-kan sebagai berikut.v = f × NJ125Ilmu Pengetahuan AlamBagaimana jika kamu membuat gelombang tali dengan frekuensi yang berbeda? Kamu akan menemukan jika frekuensi gelombang tali diperbesar, maka panjang gelombangnya mengecil. Mengapa? Dalam medium yang sama, cepat rambat gelombang adalah tetap. Misalnya cepat rambat gelombang pada tali adalah 12 m/s, dengan frekuensi gelombang 4 Hz, maka panjang gelombangnya adalah 3 m (λ = 3 m). Namun jika frekuensi diperbesar menjadi 6 Hz, maka panjang gelombangnya menjadi 2 (λ = 2 m). Apa yang terjadi jika frekuensi gelombangnya diperkecil? Misalnya menjadi 2 Hz, berapakah panjang gelombangnya sekarang? Ayo, Kita PahamiContoh SoalGelombang pada permukaan air merambat dengan panjang gelombang 2 m. Jika waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang adalah 0,5 sekon, tentukan:a. cepat rambat gelombang, danb. frekuensi gelombang!Penyelesaian:Diketahui: Perambatan gelombang pada air NJ = 2 m T= 0,5 sDitanya: a. Cepat rambat gelombang (v) b. Frekuensi (f)Jawab:a. =vNJT=2 m0,5 s= 4 m/sJadi, cepat rambat gelombang air adalah 4 m/sb. =f1T=10,5 s= 2 HzJadi, frekuensi gelombang air adalah 2 Hz.126Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Ayo, Kita Selesaikan1. Sebuah gelombang panjangnya 0,75 m dan cepat rambatnya 150 m/s. Berapakah frekuensinya?2. Suatu sumber getar memiliki frekuensi 300 Hz. Gelombangnya merambat dalam zat cair dengan kecepatan 1.500 m/s. Berapakah panjang gelombangnya?3. Jika frekuensi suatu getaran 440 Hz dan panjang gelombangnya 75 cm, berapakah kecepatan gelombang tersebut?d. Pemantulan GelombangApakah gelombang dapat dipantulkan? Agar memahami pemantulan gelombang pada tali, ayo diskusikan permasalahan berikut.Ayo, Kita DiskusikanJika kita membuat usikan pada tali yang salah satu ujungnya dipegang temanmu, bagaimanakah kondisi gelombang yang terjadi pada tali? Apakah ada gelombang yang dipantulkan?(a)(b)Sumber: (a) hendrix2.uoregon.edu.(b) i.ytimg.comGambar 10.5 (a) Gelombang pada Air, (b) Gelombang pada Tali127Ilmu Pengetahuan AlamPemantulan gelombang adalah peristiwa membaliknya gelombang setelah mengenai penghalang. Seperti gelombang tali pada Gambar 10.5, gelombang yang mencapai ujung akan memberikan gaya ke atas pada penopang yang ada di ujung, sehingga penopang memberikan gaya yang sama tetapi berlawanan arah ke bawah pada tali. Gaya ke bawah pada tali inilah yang membangkitkan gelombang pantulan yang terbalik.3. BunyiSetiap hari, kita dapat mendengar suara burung berkicau, orang bernyanyi, klakson mobil atau kendaraan bermotor. Mengapa kamu dapat mendengar suara tersebut? Suara yang kamu dengar dikenal dengan bunyi. Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambatkan energi gelombang di udara sampai terdengar oleh reseptor pendengar. Agar mengetahui bagaimana bunyi ini dibentuk, lakukan kegiatan berikut.Aktivitas 10.5 Bergetar Menimbulkan Bunyi Ayo, Kita Lakukan Apa yang kamu perlukan? 1. Gitar2. Tong3. Garpu tala dan pemukul garpu talaJika tidak ada gitar, bawalah alat musik petik lainnya seperti sasando, ukulele, dan lain sebagainya. Jika tidak ada tong atau gong, bawalah kaleng bekas biskuit, ember, wadah dari logam, galon, dan lain sebagainya.128Kelas VIII SMP/MTsSemester 2 Apa yang harus kamu lakukan?1. Memetik gitara. Petiklah gitar sehingga mengeluarkan suara!b. Amatilah senar yang dipetik, bagaimanakah keadaan senar?c. Pegang senar yang dipetik, apa yang kamu rasakan dan apakah kamu masih dapat mendengarkan suara gitar yang dipetik? 2. Memukul gong/tonga. Pukullah gong/tong hingga mengeluarkan suara!b. Sentuhlah gong/tong itu secara perlahan dengan jarimu, apa yang kamu rasakan?c. Pegang permukaan gong/tong sampai tidak bersuara, kemudian sentuhlah dengan jari. Apa yang kamu rasakan?3. Memukul garpu talaa. Peganglah garpu tala!b. Pukullah garpu tala dengan alat pemukul garpu tala hingga mengeluarkan suara! Sentuh garpu tala dengan tanganmu, apa yang kamu rasakan? Setelah garpu tala tidak bersuara, apa yang kamu rasakan?Apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan percobaan dan diskusi yang telah kamu lakukan, apa yang dapat kamu simpulkan?Berdasarkan kegiatan yang telah dilakukan, kamu dapat menemukan bahwa tong, senar, dan garpu tala mengeluarkan suara pada saat benda-benda tersebut bergetar. Namun pada saat benda-benda itu diam, ketiga benda itu tidak bersuara. Suara tersebut dikenal dengan bunyi. Oleh karena itu, dapat disimpulkan bahwa bunyi ditimbulkan oleh benda-benda yang bergetar. Bunyi garpu tala menuju telinga dihantarkan oleh rapatan dan regangan partikel-partikel udara. Pada waktu bunyi keluar dari garpu tala, langsung akan menumbuk molekul-molekul udara. Molekul udara ini akan menumbuk udara di sebelahnya yang mengakibatkan terjadinya rapatan dan regangan, demikian seterusnya sampai ke telinga. Perhatikan Gambar 10.6!129Ilmu Pengetahuan AlamSumber: www.centralparkent.netGambar 10.6 Gelombang Bunyi yang Merambat Menuju TelingaApakah molekul udara berpindah? Molekul udara tidak berpindah, tetapi hanya merapat dan merenggang. Bunyi sampai di telinga karena merambat dalam bentuk gelombang. Gelombang yang tersusun dari rapatan dan regangan adalah gelombang longitudinal. Tanpa adanya medium atau zat perantara, bunyi tidak dapat merambat. Hal ini mengakibatkan bunyi termasuk jenis gelombang mekanis. Begitu pula ketika kita mendengar bunyi akan dirambatkan ke telinga kita melalui udara. Jadi dapat disimpulkan bahwa bunyi dapat terdengar bila ada 1) sumber bunyi, 2) medium/zat perantara, dan 3) alat penerima/pendengar.6eEerapa Fepat kita dapat mendenJar Eun\i" Ahli fiVika Eernama Miller melakukan percobaan untuk mengukur kecepatan bunyi di udara dengan menembakkan peluru sebagai sumber bunyi dan meletakkan detektor pada jarak tertentu. Pada percobaan tersebut, kecepatan bunyi tergantung pada temperatur. Semakin rendah suhu udara, maka semakin besar kecepatan bunyi. Hal ini yang menjelaskan 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 dipantulkan ke arah yang lebih rendah karena suhu permukaan bumi lebih hangat dibandingkan dengan udara pada bagian atasnya.Selain dipengaruhi oleh suhu, cepat rambat bunyi di udara juga dipengaruhi oleh jenis medium. Medium manakah yang akan menghantarkan bunyi paling cepat? Perhatikan Tabel 10.2!130Kelas VIII SMP/MTsSemester 2Tabel 10.2 Cepat Rambat Bunyi pada Berbagai MediumMediumCepat Rambat Bunyi (m/s)Udara (O°C)331Udara (15°C)340Air (25°C)1.940Air laut (25°C)1.530Aluminium (20°C)5.100Tembaga (20°C)3.560Besi (20°C)5.130a. Frekuensi BunyiApakah semua bunyi dapat terdengar oleh telinga manusia? Ketika guru 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.Tabel 10.3 .laVifikaVi FrekuenVi %un\iJenis BunyiFrekuensi (Hz)Infrasonik<20Audiosonik20-20.000Ultrasonik>20.000ABCPenggarisSumber: Dok. KemdikbudGambar 10.7 Penggaris Plastik yang Digetarkan 131Ilmu Pengetahuan AlamAnjing adalah salah satu contoh hewan yang mampu menangkap bunyi infrasonik, audiosonik, dan ultrasonik (kurang dari 20 Hz 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.Selain anjing, kelelawar juga mampu memanfaatkan bunyi dengan baik. Kelelawar dapat mengeluarkan gelombang ultrasonik saat terbang. Pada malam hari, mata kelelawar mengalami disfungsi (pelemahan fungsi). Kelelawar menggunakan indra 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 di sekitarnya. Mekanisme untuk memahami keadaan lingkungan dengan bantuan bunyi pantul ini sering disebut dengan sistem ekolokasi.Ayo, Kita DiskusikanSebuah sumber bergetar menghasilkan frekuensi 40 kHz. Hitunglah panjang gelombang bunyi tersebut jika cepat rambatnya 1.500 m/s!b. Karakteristik BunyiKetika kamu mendengar bunyi, apakah kamu dapat membedakan sumber bunyi? Misalnya ketika membedakan bunyi gitar dan piano. Mengapa kamu mempunyai kemampuan itu? Hal ini disebabkan oleh setiap gelombang bunyi memiliki frekuensi, amplitudo, dan warna bunyi yang berbeda meskipun perambatannya terjadi pada medium yang sama.1) Tinggi Rendah dan Kuat Lemah BunyiPada waktu memainkan alat musik kamu dapat menentukan tinggi rendahnya bunyi. Agar memahami tinggi atau rendahnya bunyi, lakukan kegiatan berikut ini.Next >