Kecepatan Perambatan Gelombang Bunyi
Kecepatan Perambatan Gelombang Bunyi - Bunyi adalah hal yang sangat dekat dengan kehidupan manusia. Indra yang peka terhadap gelombang bunyi adalah indra pendengaran. Oleh karena itu, kualitas gelombang bunyi akan sangat berpengaruh pada pendengaran manusia, misalnya suara bising yang dapat memekakkan telinga. Nah, pada topik ini kamu akan belajar tentang gelombang bunyi, khususnya mengenai kecepatan perambatannya dalam berbagai medium. Untuk hal-hal yang berkaitan dengan gelombang bunyi lainnya, dapat kamu pelajari pada topik-topik selanjutnya. Jangan sampai terlewat ya.
 |
| Kecepatan Perambatan Gelombang Bunyi |
 |
| Kecepatan Perambatan Gelombang Bunyi |
🎼 KONSEP
☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳
Gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik, yaitu gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat. Medium perambatan bunyi dapat berupa udara, gas, zat padat, dan zat cair. Gelombang bunyi juga merupakan gelombang longitudinal. Oleh karena itu, proses timbulnya bunyi tidak terlepas dari adanya rapatan dan renggangan. Rapatan dan renggangan pada gelombang bunyi dapat menggetarkan medium-medium yang dilaluinya. Oleh karena medium perambatannya berbeda-beda, maka cepat rambat bunyi pun berbeda-beda.
Cepat rambat gelombang bunyi didefinisikan sebagai kecepatan suatu getaran merambat dari satu partikel ke partikel berikutnya dalam medium. Cepat rambat bunyi dirumuskan dengan:
Keterangan:
v = cepat rambat gelombang (m/s);
λ = panjang gelombang (m); dan
f = frekuensi (Hz).
Secara umum, gelombang bunyi lebih cepat merambat dalam medium yang lebih rapat, sehingga urutan kecepatan gelombang bunyi pada medium dapat kita tuliskan sebagai berikut.
Seperti pada ilustrasi di atas, sampainya bunyi ke telinga pendengar saat di udara dan di dalam air berbeda. Saat di udara, bunyi dapat terdengar dalam waktu 0,05 s, sedangkan saat di dalam air bunyi tersebut akan terdengar dalam waktu 0,01 s. Dari ilustrasi tersebut dapat kita ketahui bahwa kecepatan perambatan bunyi di dalam air lebih besar daripada di udara. Hal ini dikarenakan udara merupakan medium perambatan bunyi yang paling buruk.
Berikut ini penjelasan tentang kecepatan perambatan bunyi pada berbagai medium.
♫ Kecepatan Perambatan Bunyi di Udara
Saat musim hujan, kamu tentu sering melihat kilatan cahaya lalu disusul dengan suara petir bukan? Mengapa kilat dan petir tidak datang bersamaan? Ya, karena petir memerlukan waktu yang lebih lama untuk merambat di udara hingga sampai terdengar di telingamu.
Cepat rambat gelombang bunyi di udara tidak dipengaruhi oleh keras lemahnya bunyi, tetapi dipengaruhi oleh suhu. Pada suhu 0°C, cepat rambat bunyi di udara sekitar 330 m/s, sedangkan pada suhu 20°C, cepat rambat bunyi di udara sekitar 340 m/s. Hubungan antara cepat rambat bunyi di udara dan suhu dapat dituliskan sebagai berikut.
Keterangan:
T = suhu udara (°C); dan
v = cepat rambat bunyi pada suhu T.
♫ Kecepatan Perambatan Bunyi pada Zat Gas
Cepat rambat gelombang bunyi pada zat gas dipengaruhi oleh suhu gas dan jenis partikel yang menyusun gas tersebut. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
v = cepat rambat bunyi di dalam gas (m/s);
P = tekanan gas (N/m²);
γ = konstanta Laplace gas (1,4 untuk diatomik, 1,67 untuk monoatomik);
ρ = massa jenis (kg/m3 );
M = massa satu mol gas (kg/mol);
R = konstanta gas universal (8,31 J/mol K); dan
T = suhu (K).
♫ Kecepatan Perambatan Gelombang Bunyi pada Zat Cair
Cepat rambat gelombang bunyi pada zat cair dipengaruhi oleh modulus bulk dan massa jenis zat cairnya. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
v = cepat rembat gelombang bunyi pada zat cair (m/s);
β = modulus Bulk (N/m²); dan
ρ = massa jenis zat cair (kg/m3 ).
♫ Kecepatan Perambatan Gelombang Bunyi pada Zat Padat
Cepat rambat gelombang bunyi pada zat padat dipengaruhi oleh modulus elastisitas bahan dan massa jenisnya. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.
Keterangan:
v = cepat rambat gelombang bunyi pada zat padat (m/s);
E = modulus elastisitas bahan (N/m2 ); dan
ρ = massa jenis zat padat (kg/m3 ).
Untuk meningkatkan pemahamanmu, perhatikan contoh soal berikut.
🎶 Contoh Soal
☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳
Suatu gelombang bunyi merambat pada zat padat. Jika zat padat tersebut memiliki massa jenis 1600 kg/m3 dan modulus elastisitasnya 2 x 1011 N/m2 , maka berapakah cepat rambat gelombang bunyi di dalamnya?
Penyelesaian:
Diketahui:
ρ = 1600 kg/m3
E = 2 x 1011 N/m2
Ditanya: v = ... ?
Dijawab:
Cepat rambat gelombang bunyi di dalam zat padat dirumuskan dengan:
Jadi, cepat rambat gelombang bunyi di dalam zat padat tersebut adalah 1,12 x 104 m/s.
☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳☳
Nah, tentu kamu sudah memahami tentang kecepatan perambatan gelombang bunyi dalam berbagai medium. Agar pemahamanmu bertambah lagi, yuk kerjakan latihan soal-soal berikut ini.