Pemantulan Bunyi

Untuk mempermudah belajar pemantulan bunyi kita analogikan gelombang bunyi dengan sebuah sinar. Sebuah sumber bunyi menancarkan gelombang bunyi ke segala arah, seperti yang diunjukka pada gambar.

peristiwa pemantulan bunyi

Ketika gelombang bunyi menabrak permukaan yang keras seperti tembok, batu, tebing maka gelombang bunyi tersebut akan dipantulkan.

Adapun hukum pemantulan bunyi :
a. Bunyi datang, garis normal, dan bunyi pantul terletak pada satu bidang pantul
b. Sudut datang sama dengan sudut pantul.

Garis normal merupakan garis khayal yang tegak lurus dengan permukaan bidang pantul.
Sudut datang (θi) merupakan sudut yang dibenuk oleh gelombang bunyi datang dengan garis normal.
Sudut pantul (θr) merupakan sudut yang dibentuk oleh gelombang bunyi pantul dengan garis normal.

Macam macam bunyi pantul
a. Bunyi pantul dapat memperkuat bunyi asli.
Hal ini terjadi pada saat sumber bunyi berada 1-10 meter dengan dinding pemantul. Bunyi pantul yang terdengar hampir bersamaan dengan bunyi asli. Misalnya pada saat kita berbicara di dalam gudang yang tertutup.
b. Gaung
Gaung adalah bunyi pantul yang sudah terdengar sebelum bunyi asli berhenti (hampir bersamaan), gaung bersifat merusak bunyi asli. Gaung terjadi jika sumber bunyi berada 10-20 meter dari dinding pemantul. Misalnya saat berteriak di tepi bukit.
Bunyi asli : di – ma – na
Bunyi pantul: di – ma – na
Bunyi yang terdengar : di -- - - na
c. Gema
Gema adalah bunyi pantul yang terdengar jelas setelah bunyi asli berhenti. Gema terjadi jika jarak sumber bunyi berada jauhdari dinding pemantul (lebih dari 20 meter). Gema disebabkan gelombang bunyi mengenai benda yang permukaan keras dan rapat. Misalnya pada saat berteriak di dalam di daerah perbukitan.

Manfaat pemantulan bunyi :
1. untuk mengukur panjang lorong sebuah gua
2. untuk mendeteksi keretakan suatu logam
3. untuk mengukur kedalaman laut
4. untuk menemukan keberadaan sekelompok ikan maupun benda benda lain di bawah permukaan laut.
5. Untuk menentukan cepat rambat gelombang bunyi suatu medium
6. Untuk Mengukur ketebalan sebuah logam logam
7. Untuk membersihkan kotoran yang menempel pada logam atau perhiasan
8. dUntuk menghancurkan batu ginjal, tumor ganas.
9. Untuk memantau detak jantung
10. Untuk Mendeteksi jaringan yang tidak normal
11. Untuk USG

Contoh soal tentang pemantulan bunyi
Viki berteriak di tengah tengah gedung yang kosong, jika cepat rambat gelombang bunyi di udara adalah 320 m/s. Hitung jarak viki terhadap dinding gedung jik iki mendenga bunyi pantul 4 detik setelah bunyi asli berhenti.
diketahui :
t = 4 s
v = 320 m/s
ditanya
s . . . ?
jawab :
s = (v ×t)/2
= (320 × 4) / 2
= 1280/2
= 640 m
Jadi, jarak orang tersebut ke dinding gedung adalah 640 m.

Lup (Kaca Pembesar)

1. Pengertian Lup
Lup pertama kali ditemukan oleh Abu Ali al-Hasan Ibn Al-Haitham yang merupakan ilmuwan dari bangsa Arab. Lup atau kaca pembesar merupakan sebuah lensa cembung yang digunakan melihat benda yang ukurannya kecil agar tampak besar. Lup terdiri atas lensa cembung ganda, yang kedua sisi luarnya melengkung ke luar.

2. Bagian-bagian Lup
Lup terdiri atas beberapa bagian, diantaranya :
a. Tangkai Lup
Tangkai digunakan pengamat untuk memegang Lup.
b. Skrup penghubung
Skrup penghubung ini berfungsi menghubungkan antara tangkai Lup
dengan kepala Lup.
c.  Kepala/bingkai Lup
Lingkaran yang digunakan sebagai bingkai lensa cembung pada Lup
d. Lensa Cembung Lup
Lensa cembung berfungsi memperbesar benda berukuran kecil agar tampak lebih besar.

3. Cara kerja Lup
Cahaya yang melewati lup membelok ke dalam untuk mengumpul di sebuah titik focus pada sisi kedua lensa. Benda yang diamati diletakkan di ruang 1 sehingga menghasilkan bayangan maya, terbalik. Cara menggunakan lup ada 2 yaitu mata berakomodasi maksimum dan mata tidak berakomodasi.

1. Mata berakomodasi maksimum
Akomodasi maksimum terjadi saat otot siliari mata dalam kondisi paling tegang.
 Pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum menyebabkan mata cepat lelah tetapi keuntungannya menghasilkan perbesaran maksimum.
 Ketika melakukan pengamatan dengan mata berakomodasi maksimum benda yang akan diamati diletakkan di ruang 1, sehingga berlaku rumus lensa cembung:

1/s = 1/f - 1/s'

dimana :

 s = jarak benda

 f = jarak fokus

 s’ = jarak bayangan

Lup merupakan lensa cembung sehingga jarak fokus bertanda positif. Bayangan maya sehingga s’ bertanda negatif. titik dekat mata 25 cm

Perbesaran anguler untuk mata berakomodasi maksimum :



Dimana :

M = perbesaran angular
f = jarak titik fokus lensa

2. Mata Tak Berakomodasi
Mata tak berakomodasi ketika melihat benda otot siliar dalam keadaan rileks. Pengamatan dengan mata tidak berakomodai menguntungkan karena mata tidak cepat lelah tetapi perbesaran kurang maksimum. Ketika melakukuan pengamatan dengan mata tak berakomodasi benda yang akan diamati harus diletakkan tepat di titik fokus. Perbesaran anguler yang didapatkan adalah :

Contoh soal :
Sebuah lup dengan titik fokus 2.5 cm. Entukan perbesaran lup apabila mata tak berakomodasi dan mata berakomodasi maksimum!
Diketahui :
f = 2.5 cm
ditanya :
M . . .?
Jawab :
a. Mata tak berakomodasi
M = 25/f
M = 25/2.5
M = 10 kali
b. Mata berakomodasi maksimum
M = (25/f)+1
M = (25/2.5)+1
M = (10)+1
M = 11 kali

4. Manfaat lup
Lup biasanya digunakan oleh

a. Tukang service arloji

b. Arkeolog untuk melakukan penelitian.

c. Filatellis Untuk mengamati perangko

Efek Doppler

Pengertian efek Doppler

Efek Doppler diselidiki pertama kali oleh fisikawan Australia yang bernama Christian Doppler.
Efek Doppler didefinisikan sebagai peristiwa perubahan frekuensi yang di dengar oleh pengamat dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi apabila salah satu atau keduanya bergerak.

Contoh peristiwa Efek Doppler dalam kehidupan sehari-hari
ketika berdiri ditepi jalan maka kita akan mendengar sirine monil polisi semakin keras ketika mobil mendekati dan sirine mobil pilisiterdengar semakin kecil ketika mobil menjauh.

jika kelajuan angin diabaikan, persamaan efek Doppler dirumuskan

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)
fp = frekuensi pendengar (Hz)
ν = kelajuan bunyi di udara (m/s)
νs = kelajuan sumber bunyi (m/s)
ν p = kelajuan pendengar (m/s)
Kesepakatan Tanda
+/− pada νs
+ νs sumber menjauhi pendengar
− νs sumber mendekati pendengar
+/− pada νp
+ νp pendengar mendekati sumber
− νp pendengar menjauhi sumber

Jika kelajuan angin tidak diabaikan maka digunakan persamaaan :
 
dimana νa adalah kelajuan angin dengan perjanjian tanda sebagai berikut:
+ νa jika angin mengarah dari sumber bunyi menuju pendengar
− νa jika angin mengarah dari pendengar ke sumber bunyi

Contoh soal Efek Doppler
1. Mobil ambulan memancarkan sirine dengan frekuensi 500 Hz bergerak denan kecepatan 20 m/s berjalan sepanjang jalan raya. Jika cepat rambat bunyi di udara 330 Hz dan kelajuan angin 5 m/s searah gerak ambulan. Tentukan frekuensi yang di dengar oleh pengamat yang duduk di tepi jalan ketika ambulan bergerak menjauhi pengamat !
Diketahui :
fs= 500 Hz
V = 330 m/s
Vs = 20 m/s
Vp = 0 m/s (pengamat diam)
Va = 5 m/s
Ditanya :
fp. . . ?
jawab :
Mobil menjauhi pendengar → + νs
Gerak angin searah gerak sumber → + νa
fp =( (330 + 5) +0 / (330+5) + 20 ) (500)
fp = (335/355) (500)
fp = (0.94)(500)
fp = 471.83Hz
jadi frekuensi yang di dengar oleh pengamat 471.83 Hz

Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi

Intensitas dan Taraf Intensitas Bunyi

A. Intensitas Bunyi (I)
Intensitas bunyi ialah daya bunyi yang dipindahkan setiap satuan luas.Karena energi tiap satuan waktu kita ketahui sebagai pengertian daya, maka intensitas bisa ditentukan dengan persamaan :

Energi bunyi dipancarkan oleh sumbernya ke segala arah dengan sama besar, sehingga luas yang dijangkau sama denganluas permukaan bola,sehingga persamaan di atas dapat dituliskan :

Intensitas bunyi yang terdengar di suatu tempat berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dan sebanding dengan dayanya.

Intensitas ambang pendengaran (I0) merupakan Intensitas bunyi paling rendah yang masih terdengar oleh telinga manusia.Besar  intensitas ambang pendengaran 10-12 W/m2. sedangkan intensitas ambang perasaan adalah intensitas bunyi yang masih didengar oleh telinga manusia tanpa menyebabkan sakit  telinga. Besarnya  intensitas ambang perasaan yang besarnya 10-4 W m-2 .

Contoh soal
Suatu petasan meledak dengan dengan daya sebesar 200 П watt, hitunglah :
a. Intensitas Bunyi ;
b. taraf intensitas bunyi pada jarak 4 meter dari lokasi meledaknya petasan
Diketahui :
P = 200 П W
r = 40 meter
Ditanya :
I . . . ?
TI . . . ?

jawab :
a. I = P/ A
I = P / 4Пr2
= 200 П W / 4 )2
I = 3,125 W / m2
b. TI = 10 log I/I0
= 10 log 3,125 / 10-12
= 10 ( log 3,125- log 10-12 )
= 10 ( 0,49 + 12 )
= 124,9 dB

B. Taraf Intensitas Bunyi (TI)
Alexander Graham Bell adalah ilmuwan yang menemukan Taraf Intensitas bunyi. Yaitu logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran manusia. Contoh peristiwa intensitas bunyi yang sering kita jumpai adalah suara klakson yang dibunyikan bersama oleh beberapa pengemudi mobil pada saat terjadi kemacetan. Taraf intensias bunyi dirumuskan :


dimana :

TI = taraf intesitas bunyi (desi Bell = dB)
I = intensitas bunyi (W/m2)
I0 = Intensitas ambang (10-12 W/m2)

Jika sumber bunyi lebih dari satu, dengan asumsi sumber bunyi identik. Maka intensitas dari n sumber bunyi sebesar :

Contoh soal :
Taraf intensitas sebuah mesin 25dB, jika ada 100 buah mesin yang berbunyi bersama. Tentukan taraf intensitas dari 100 buah mesin tersebut !
Diketahui :
TI1 = 25dB
n= 20
ditanya
TI2 . . . ?
Jawab :
TI2 = TI1 + 10 log n
TI2 = 25 + 10 log 100
TI2 = 25 + 10 (2)
TI2 = 25 + 20
TI2 = 45 dB

Apabila jarak pendengar terhadap sumber bunyi berbeda, misalnya pendengar bergerak mendekati atau menjauhi sumber atau asal bunyi. Maka taraf intensitasnya dirumuskan

Contoh soal :
Taraf intensitas mesin pabrik suatu sumber bunyi pada jarak 100 m adalah 110dB. tentukan taraf intensitas bunyi tapabila pendengar berada 1000 m dari pabrik.
Diketahui :
TI1 = 110 dB, r1 = 100m, r2 = 1000m
Ditanya :
TI2 . . . ?
Jawab :
TI2 = TI1 – 10 log  10002-1002
TI2 = 110 – 10 log  1000000-10000
TI2 = 110 – 10 log 100
TI2 = 110 – 10(2)
TI2 = 110 – 20
TI2 = 90dB

Perubahan Materi Zat

Pada saat listrik mati, seringkali kita menggunakan lilin sebagai penerang di malam hari. Jika kita perhatikan sumbu pada lilin yang awalnya berwarna putih akan berubah menjadi arang yang berwarna hitam. Sedangkan batang lilin akan meleleh atau mencair.
Untuk mengetahui perbedaan perubahan materi pada lilin yang menyala, perhatikan uraian berikut !

Sebelum membahas perubahan fisika ataupun perubahan kimia, kita harus memahami sifat fisika dan sifat kimia suatu materi. Sifat fisika antara lain wujud warna, wujud, titik leleh dan titik didih, serta kelarutan zat . Sedangkan Sifat kimia suatu materi didasarkan pada kemampuan materi dalam melakukan perubahan kimia

1. Perubahan Fisika
Perubahan fisika ialah perubahan suatu materi yang tidak dihasilkan zat jenis baru.
Contohnya beras ditumbuk menjadi tepung beras, batu besar yang berubah menjadi kerikil, es batu yang berubah menjadi air.
Beras sudah berubah menjadi tepung, hanya menunjukkan ukuran dan bentuk molekulnya yang berubah, sedangkan sifat molekul zat pada beras dan tepung tetap sama.
Peristiwa perubahan wujud zat, antara lain : membeku, mengembun, mengkrsital, mencair, menyublim,dan menguap merupakan perubahan fisika.
ciri- ciri pada perubahan fisika :
1. tidak dihasilkan zat jenis baru,
2. zat yang dihasilkan dapat kembali ke bentuk semula (reversible)
3. hanya diikuti perubahan sifat fisika zat

Perubahan fisika seperti perubahan bentuk, perubahan ukuran, maupun perubahan warna. Pada perubahan fisika, memungkinkan kita untuk mendapatkan kembali materi zat semula, tetapi tidak dalam bentuk yang sama seperti awalnya. Misalnya, gelas yang jatuh dari atas meja akan pecah. Pada peristiwa ini terjadi perubahan fisika, karena hanya terjadi perubahan bentuk (awalnya berbentuk gelas akan berubah menjadi pecahan-pecahan gelas) tetapi sifat dasar gelas dan pecahan gelas masih tetap sama, yaitu sama-sama seperti kaca..

2. Perubahan Kimia
Perubahan kimia adalah perubahan materi yang menghasilkan zat jenis baru. Misalnya pada kayu yang di bakar akan menjadi arang lalu menjadi abu. Kayu, arang dan abu pastilah memiliki sifat yang berbeda. Perubahan kimia seringkali disertai dengan reaksi kimia.
Ciri-ciri perubahan kimia suatu zat :
1. terbentuk zat jenis baru,
2. zat yang dihasilkan tidak dapat kembali ke bentuk semula (irreversible)
3. diikuti oleh perubahan sifat kimia melalui reaksi kimia.

Ciri-ciri yang menunjukkan suatu zat mengalami perubahan kimia adalah adanya perubahan warna, perubahan bau, pembentukan gas, timbulnya cahaya, pembentukan endapan baru, dan perubahan pH.
Contoh perubahan kimia : mangga yang membusuk, kertas yang dibakar menjadi abu, peristiwa fotosintesis, besi yang berkarat, nasi basi

Dari uaraian diatas, dapat kita simpulkan perubahan pada sumbu lilin yang berubah menjadi arang adalah perubahan kimia. Sedangkan perubahan yang terjadi pada batang lilin yang mencair adalah perubahan fisika.

Jenis-jenis Cacat Mata

Cacat Mata

Ada beberapa cacat mata yang sering dialami manusia, seperti :

1 .Miopi (Rabun Jauh)

Miopi adalah cacat mata dimana penderitanya tidak dapat melihat benda-benda yang letaknya jauh dengan jelas. Titik jauh (punctum remotum = pr) penderita miopi lebih dekat dari titik jauh mata normal dan titik dekat (punctum proximum = pp) penderita miopi kurang dari 25 cm. Miopi disebabkan karena lensa mata tidak dapat memipih seperti mata normal. Pada penderita miopi bayangan benda jatuh di depan retina. Agar dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh penderita miopi dapat menggunakan kaca mata yang berlensa cekung (negatif). Miopi disebabkan mata sering melihat benda yang letaknya dekat. Miopi sering dialami oleh tukang service jam, penjahit.

2. Hipermetropi (Rabun Dekat)
Hipermetropi adalah cacat mata dimana penderitanya tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya dekat. Titik dekat (punctum proximum = pp) penderita hipermetropi lebih jauh dari titik dekat mata normal. Hipermetropi disebabkan lensa mata memipih atau sulit mencembung seperti mata normal. Pada penderita hipemetropi bayangan benda jatuh di belakang retina. Agar dapat melihat dengn jelas benda-benda yang letaknya dekat penderita hipermetropidapat menggunakan kaca mata berlensa cembung (positif).
Hipermetropi disebabkan mata sering melihat benda-benda yangletaknya jauh. hipermetropi sering dialami oleh pelaut, masinis, supir, pilot

3. Presbiopi ( Cacat Mata Tua)
Presbiopi adalah cacat mata dimana penderitanya tidak dapat melihat dengan jelas benda-benda yang letaknya jauh maupun benda-benda yang letaknya dekat. Titik dekat (punctum proximum = pp) penderita presbiopi lebih jauh daripada titik dekat mata normal dan titik jauh (punctum remotum = pr) penderita presbiopi lebih dekat daripada titik jauh mata normal. Agar dapat melihat dengan jelas benda jauh maupun benda dekat penderita presbiopi dapat menggunakan kacamata berlensa rangkap. Jenis kacamata yang berfungsi rangkap inidisebut kacamata bifokal.

4.  Astigmatisma
Astigmatisma adalah cacat mata dimana penderitanya tidak dapat membedakan garis mendatar dan garis tegak seara bersamaan. Astigmatisme disebabakan kelengkungan selaput bening tidak merata. Hal ini menyebabkan berkas sinar yang datang dan mengenai mata tidak terpusat sempurna. Agar dapat membedakan garis tegak dan garis mendatar secara bersamaan penderita astigmatisme dapat menggunakan kaca mata berlensa silinder.

5.  Katarak dan Glaukoma
Cacat mata juga dapat disebabkan oleh penyakit. Seseorang yang berumur panjang suatu jetika dalam hidupnya akan mengalami pembentukan katarak. Pembentukan katarak akan membuat lensa matanya secara parsial atau secara total buram (tak tembus cahaya). Pengobatan katarak dengan operasi pembersihan lensa. Penyakit lainnya adalah glaukoma. Glaukoma disebabkan kerena tekanan fluida di dalam mata meningkat. Meningkatnya tekanan fluida ini akan menyebabkan suplai darah ke retina menjadi berkurang, sehingga pada akhirnya penderita glaukoma akan mengalami kebutaan. Apabila gejala glaukoma diketahui lebih awal, penderita glaukoma dapat disembuhkan dengan obat atau pembedahan.

Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung

Pemantulan Cahaya pada Cermin Cekung

Cermin cekung ialah cermin yang berbentuk lengkung seperti bagian tengah bola yang dibelah menjadi dua bagian. Cermin cekung bersifat mengumpulkan cahaya (konvergen), artinya jika berkas cahaya sejajar melalui suatu permukan cermin cekung, berkas cahaya tersebut akan dipantulkan melalui satu titik yang sama. Cermin cekung juga disebut cermin positif.

Dalam kehidupan sehari-hari, cermin cekung dimanfaatkan untuk :
1. Pemantul pada sorot lampu royektor
2. Pemantul pada lampu senter maupun lampu mobil
3. Antena parabola untuk menerima sinyal radio maupun sinyal televisi
4. Sebagai pengumpul energi atau sinar matahari yang digunakan untuk keperluan tertentu.

a. Sinar-sinar istimewa pada cermin cekung

sinar istimewa pada cermin cekung

Pedoman pembentukan bayangan dan sifat bayangan pada cermin cekung :

1. jika benda berada di ruang 1 maka bayangan berada di ruang IV dan bersifat Maya, tegak, diperbesar
2. jika benda berada di ruang II maka bayangan berada di ruang III dan bersifat  Nyata, terbalik, Diperbesar
3. jika benda berada di ruang III maka bayangan berada di ruang I dan bersifat Nyata, terbalik, diperkecil
4. jika benda berada di kelengkungan cermin maka bayangan juga berada di pusat kelengkungan cermin dan bersifat Nyata, terbalik, sama besar.

Hubungan antara jarak benda (s), jarak fokus (f) dan jarak bayangan (s’) pada cermin cekung dapat ditentukan dengan persamaan :

1 / f  =  1/s + 1/s'

Seperti telah diuraikan di atas bahwa jarak fokus sama dengan separuh jarak pusat kelengkungan cermin f = ½ R, sehingga persamaan cermin cekung dapat juga dituliskan dalam bentuk
2/ R = 1/s + 1/s'

Perbesaran bayangan adalah perbandingan ukuran bayangan dengan ukuran bendanya. Dalam bentuk persamaan,
M = h'/h = s'/s
dimana :
M = perbesaran bayangan
h = tinggi benda (m)
h` = tinggi bayangan (m)
s = jarak benda (m)
s` = jarak bayangan (m)

contoh soal:
Sebuah benda terletak 5 cm di depan sebuah cermin cekung yang berjari-jari 20 cm. Tentukan : (a) sifat-sifat bayangan (b) jarak bayangan (c) Perbesaran bayangan!
Diketahui :

 s = 5 cm, R = 20 cm jadi f = 10 cm
Ditanya :
a. sifat-sifat bayangan b. s` c. M
Jawab :
a. Dari data soal diketahui s < f  dapat ditentukan bahwa benda berada di ruang 1 dan bayangannya di ruang 4 sehingga sifat bayangan pastilah maya, tegak diperbesar.

b. 1/f = 1/s+1/s' = 1/10 – 1/5 = 1/10 – 2/10 = - 10 cm
Jadi jarak bayangan = 10 cm. Tanda negatif bermakna bahwa benda di belakang cermin dan bersifat maya.
c. Perbesaran bayangan 

 M = s'/s = 10/5 = 2
jadi ukuran bayangan 2 kali lebih besar dari ukuran bendanya.