Memahami Gelombang bunyi, Nada, dan Resonansi

Gelombang bunyi adalah bentuk energi yang merambat melalui medium (seperti udara, air, atau benda padat) dalam bentuk getaran. Getaran ini menyebabkan perubahan tekanan di medium tersebut, yang kemudian merambat dari sumber suara ke telinga atau alat penerima lainnya.

Baca : Pengertian Gelombang, Jenis, dan hubungannya dengan frekuensi

Gelombang bunyi

Di antara zat padat, cair dan gas, zat padat merupakan sumber bunyi yang paling baik. Sumber bunyi adalah benda yang menghasilkan bunyi.

Misalnya, gitar dan garpu tala merupakan sumber bunyi. Karena bunyi merupakan peristiwa getaran, maka bunyi memiliki frekuensi dan amplitudo.

Frekuensi menentukan tinggi rendahnya bunyi dan amplitudo mempengaruhi lemahnya bunyi Dari pengamatan sumber bunyi, gitar dan garpu tala, maka dapat diambil kesimpulan, bahwa syarat terjadi dan terdengarnya bunyi, yaitu:

• a) ada sumber bunyi.
• b) ada medium atau zat antara, yaitu zat padat, cair atau gas.
• c) ada pendengaran (penerima bunyi) yang dekat telinga.

Dari uraian kajian di atas maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut.

1. Cepat rambat bunyi adalah perbandingan antara jarak yang ditempub bunyi dengan selang waktunya. Adapun rumusnya sebagai berikut:

2. Karena bunyi merupakan gelombang maka berlaku juga rumus pada gelombang. Adapun rumusnya sebagai berikut:

3. Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh:

• a. Zat antara (zat padat, cair, dan gas), cepat rambat bunyi paling besar terjadi pada zat padat.
• b. Suhu semakin tinggi, semakin besar cepat rambatnya.

4. Berdasarkan frekuensinya, bunyi digolongkan menjadi 3 yaitu:

• a. Infrasonik : Bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz.
• b. Audiosonik : Bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz sampai 20.000 Hz.
• c. Ultrasonik : Bunyi yang frekuensinya lebih dari 20.000 Hz.

Baca juga: Rumus Frekuensi Gelombang dan Contoh Soal

Nada

Gitar, gendang, organ, dan alat-alat musik yang dapat mengeluarkan bunyi teratur disebut nada. Sedangkan untuk suara daun yang ditiup angin, suara air hujan dan suara kaleng yang dipukul-pukul disebut desah.

Jadi nada adalah bunyi yang dihasilkan oleh sumber getar yang jumlah gctarannya setiap satuan waktu adalah sama.

Deret nada

Deret nada adalah urutan nada-nada berdasarkan urutan besarnya frekuensi dari yang terkecil hingga yang terbesar, seperti yang ditunjukkan berikut ini:

Nada-nada yang digunakan dalam teori musik adalah sebagai berikut:

dan seterusnya.

• c₁ dikatakan oktaf lebih tinggi dari nada C.
• c₂ dikatakan satu oktaf lebih tinggi dari nada C₁.

Interval nada (perbandingan frekuensi)

Interval nada adalah perbandingan nada-nada dengan nada c, sebagai berikut.

c d e f g a b c
24 27 30 32 36 40 45 48
prime seconde terts kwarts quint sext septime oktaf

Ini berarti:

• c : c = 24 : 24 = 1 : 1 > prime
• d : c = 27 : 24 = 9 : 8 > seconde
• e : c = 30 : 24 = 5 : 4 > terts
• f : c = 32 : 24 = 4 : 3 > kwarts
• g : c = 36 : 24 = 3 : 2 > quint
• a : c = 40 : 24 = 5 : 3 > sext
• b : c = 45 : 24 = 15 : 8 > septime
• c₁ : c = 48 : 24 = 2 : 1 > oktaf

Cara mengingat beberapa interval yang penting sebagai berikut:

Yang digunakan sebagai nada dasar adalah nada a, karena frekuensi nada ini sudah ditetapkan secara internasional, yaitu 440 getaran per detik (440 hertz). Dengan mengetahui interval nada, maka frekuensi nada yang lain dapat ditentukan.

Perlu diperhatikan:

1. Warna bunyi atau timbre adalah dua bunyi yang frekuensinya sama tetapi kedengarannya berbeda, misalnya nada c yang disuarakan oleh pria berbeda dengan nada c yang disuarakan oleh wanita
2. Tinggi rendahnya nada tergantung dari frekuensi, artinya makin tinggi nada makin besar frekuensinya.

Sonometer adalah salah satu alat yang digunakan untuk menyelidiki hubungan antara frekuensi, panjang senar, tegangan senar, tebal senar dan bahan senar.

Kesimpulan dari uraian di atas, dengan menggunakan sonometer dinamakan Hukum Mersenne, yaitu tinggi rendahnya nada:

1. Berbanding terbalik dengan panjang senar (I).
2. Berbanding terbalik dengan akar luas penampang senar (A).
3. Sebanding dengan akar tegangan senar (F).
4. Berbanding terbalik dengan akar massa jenis bahan senar (p -rho).

Yang dapat dirumuskan sebagai berikut:

Untuk dua senar dengan panjang berbeda, tetapi tegangan dan luas penampang kedua senar sama maka hubungan frekuensi kedua senar dapat dinotasikan sebagai berikut:

Baca juga: Cepat Rambat Gelombang: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Resonansi

Resonansi adalah peristiwa bergetarnya suatu benda karena getaran benda yang lain. Resonansi terjadi bila frekuensi benda yang bergetar sama dengan frekuensi benda yang turut bergetar.

Misalnya:

• Gitar atau biola
• Gamelan
• Seruling
• Bedug
• Harmonika

Resonansi udara terjadi pada setiap kolom udara merupakan kelipatan bilangan ganjil dari seperempat panjang gelombang sumber getar. Rumusnya sebagai berikut:

Pemantulan Bunyi

Apabila bunyi mengenai permukaan yang keras akan dipantulkan mengikuti suatu aturan, yang disebut Hukum Pemantulan Bunyi.

Hukum Pemantulan Bunyi

• Bunyi datang, garis normal dan bunyi pantul terletak sebidang.
• Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Keterangan:

• AB = bunyi datang
• i = sudut datang
• BC = bunyi pantul
• r = sudut pantul
• BD = garis normal

a. Manfaat pemantulan bunyi

1. Untuk menentukan dalamnya laut.
2. Untuk menentukan panjang lorong gua. Prinsip penentuan panjang lorong gua hampir sama dengan prinsip menentukan dalamnya laut.

Dalamnya laut atau panjangnya gua dapat dihitung dengan rumus di bawah ini:

Keterangan:

• S = dalamnya laut atau panjang lorong gua ( m atau cm )
• v = cepat rambat bunyi (m/sekon atau cm/sekon)
• t = waktu yang dibutuhkan bunyi merambat bolak-balik (sekon)

b. Macam-macam bunyi pantul

1. Bunyi pantul yang memperkuat bunyi asli
2. Gaung atau kerdam
3. Gema

c. Azas droppler dan Pesawat Supersonik

Apabila sebuah mobil bergerak mendekati pendengar sambil membunyikan klakson, maka bunyi klakson terdengar semakin tinggi. Dan setelah mobil melewati pendengar, maka bunyi klaksonnya kedengaran semakin rendah.

Jika jarak antara pendengar dan mobil tidak berubah, maka bunyiu klaksonnya juga tidak berubah. Peristiwa ini dikenal sebagai Azas Droppler.

Pesawat yang dapat terbang melebihi kecapatan suara disebut Pesawat Supersonik. Kecepatan suara kurang lebih 340 meter/detik atau 1200 km/jam.

Baca juga: Panjang Gelombang: Pengertian, Rumus dan Contoh Soal

Demikian penjelasan mengenai Gelombang bunyi, Nada, dan Resonansi, semoga bermanfaat.