Ringkasan Buku Sekolah
Kelas 8 (SMP/MTS)
IPA
Bab 10 Getaran dan Gelombang dalam Kehidupan Sehari-hari
Latihan Soal dan JawabanUSG adalah salah satu peralatan medis yang dapat digunakan untuk mendeteksi keadaan janin dalam kandungan.
Alat ini bekerja dengan cara memanfaatkan pantulan gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke rahim ibu hamil.
A. Getaran, Gelombang, dan Bunyi
1. Getaran
Semua benda akan bergetar apabila diberi gangguan. Benda yang bergetar ada yang dapat terlihat secara kasat mata karena simpangan yang diberikan besar, ada pula yang tidak dapat dilihat karena simpangannya kecil. Benda dapat dikatakan bergetar jika benda bergerak bolak-balik secara teratur melalui titik kesetimbangan.
Gambar 1.Bandul Sederhana
Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran disebut periode (T)
Jumlah getaran yang terjadi dalam satu sekon disebut frekuensi (f)
2. Gelombang
Berdasarkan energinya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang mekanis dan gelombang elektromagnetik. Perambatan gelombang mekanis memerlukan medium (perantara), misal gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi. Perambatan gelombang elektromagnetik tidak memerlukan medium, misal gelombang cahaya.
a. Gelombang Transversal
Berdasarkan arah rambat dan arah getarannya, gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
Ketika 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.
Gambar 2.Grafik Simpangan terhadap Arah Rambat
b. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal memiliki arah rambat yang sejajar dengan arah getarnya.
Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi. Satu gelombang longitudinal terdiri atas satu rapatan dan satu regangan.
Gambar 3.Rapatan dan Renggangan pada Gelombang Longitudinal
c. Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang
Karena gelombang menempuh jarak satu panjang gelombang (λ) dalam waktu satu periode gelombang (T), maka kecepatan gelombang dapat ditulis
Karena T = 1/ f , maka cepat rambat gelombang dapat juga dinyatakan sebagai berikut.
d. Pemantulan Gelombang
Pemantulan gelombang adalah peristiwa membaliknya gelombang setelah mengenai penghalang.
3. Bunyi
Bunyi merupakan gelombang longitudinal yang merambatkan energi gelombang di udara sampai terdengar oleh reseptor pendengar.
Gambar 4.Gelombang Bunyi yang Merambat Menuju Telinga
Bunyi dapat terdengar bila ada
1) sumber bunyi, 2) medium/zat perantara, dan 3) alat penerima/ pendengar.
Tabel 1.Cepat Rambat Bunyi pada Berbagai Medium
a. Frekuensi Bunyi
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.
b. Karakteristik Bunyi
1) Tinggi Rendah dan Kuat Lemah Bunyi
2) Nada
Bunyi musik akan lebih enak didengarkan karena bunyi musik memiliki frekuensi getaran teratur yang disebut nada, sebaliknya bunyi yang memiliki frekuensi yang tidak teratur disebut desah. Berikut ini merupakan beberapa deret nada yang berlaku standar.
3) Warna atau Kualitas Bunyi
Setiap alat musik akan mengeluarkan suara yang khas. Suara yang khas ini disebut kualitas bunyi atau yang sering disebut timbre.
4) Resonansi
Ikut bergetarnya udara yang ada di dalam kentongan setelah dipukul mengakibatkan bunyi kentongan terdengar semakin keras. Hal inilah yang disebut resonansi. Resonansi dapat terjadi pada kolom udara.
Bunyi akan terdengar kuat ketika panjang kolom udara mencapai kelipatan ganjil dari 1 4 panjang gelombang (λ) bunyi. Resonansi kolom udara ternyata telah dimanfaatkan oleh manusia dalam berbagai alat musik, antara lain pada gamelan, alat musik pukul, alat musik tiup, dan alat musik petik atau gesek.
5) Pemantulan Bunyi
a) Bunyi Pantul yang Memperkuat Bunyi Asli
Apabila kita berbicara di dalam ruangan kecil, suara yang terdengar akan lebih keras dibandingkan dengan berbicara di ruang terbuka, misalnya di lapangan.
b) Gaung atau Kerdam
gaung atau kerdam adalah bunyi pantul yang sebagian terdengar bersama-sama dengan bunyi asli sehingga bunyi asli terdengar tidak jelas.
c) Gema
gema adalah bunyi pantul yang terdengar sesudah bunyi asli.
B. Mekanisme Mendengar pada Manusia dan Hewan
1. Mekanisme Pendengaran Manusia
Telinga dibagi menjadi tiga bagian, yaitu telinga luar, telinga tengah, dan telinga dalam.
Gambar 5.Anatomi Telinga Manusia
Tabel 2.Struktur dan Fungsi Bagian pada Telinga
Gelombang suara yang masuk ke dalam lubang telinga akan menggetarkan gendang telinga (yang disebut membran timpani). Getaran membran timpani ditransmisikan melintasi telinga tengah melalui tiga tulang kecil, yang terdiri atas tulang martil, landasan, dan sanggurdi. Telinga tengah dihubungkan ke faring oleh tabung eustachius. Getaran dari tulang sanggurdi ditransmisikan ke telinga dalam melalui membran jendela oval ke koklea. Koklea merupakan suatu tabung yang bergulung seperti rumah siput. Koklea berisi cairan limfa.
Getaran dari jendela oval ditransmisikan ke dalam cairan limfa dalam ruangan koklea. Di bagian dalam ruangan koklea terdapat organ korti. Organ korti berisi cairan sel-sel rambut yang sangat peka. Inilah reseptor getaran yang sebenarnya. Sel-sel rambut ini akan bergerak ketika ada getaran di dalam koklea, sehingga menstimulasi getaran yang diteruskan oleh saraf auditori ke otak.
Gambar 6.Proses Mendengar pada Manusia
2. Pendengaran pada Hewan
a. Kelelawar
Kelelawar dapat mengeluarkan dan menerima gelombang ultrasonik dengan frekuensi di atas 20.000 Hz pada saat ia terbang. Gelombang yang dikeluarkan akan dipantulkan kembali oleh objek yang akan dilewatinya dan diterima oleh receiver (alat penerima) yang berada di tubuh kelelawar. Kemampuan kelelawar untuk menentukan lokasi ini disebut dengan ekolokasi.
b. Lumba-Lumba
Sekalipun hidup di kedalaman lautan, lumba-lumba mempunyai sistem yang memungkinkan untuk berkomunikasi dan menerima rangsangan, yaitu sistem sonar. Sama seperti pada kelelawar, sistem ini berguna untuk mengindrai benda-benda di lautan, mencari makan, dan berkomunikasi.
C. Aplikasi Getaran dan Gelombang dalam Teknologi
1. Ultrasonografi (USG)
Ultrasonografi (USG) merupakan teknik pencitraan untuk diagnosis dengan menggunakan gelombang ultrasonik. Frekuensi yang digunakan berkisar antara 1-8 MHz. USG dapat digunakan untuk melihat struktur internal dalam tubuh, seperti tendon, otot, sendi, pembuluh darah, bayi yang berada dalam kandungan, dan berbagai jenis penyakit, seperti kanker.
2. Sonar
onar (Sound Navigation and Ranging) dapat digunakan untuk menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air.
Data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut dapat digunakan untuk menghitung jarak kedalaman laut dengan menggunakan persamaan:
3. Terapi Ultrasonik
Terapi ultrasonik merupakan terapi yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk keperluan medis. Metode yang digunakan yaitu dengan memancarkan gelombang dengan frekuensi tinggi (800- 2.000 kHz) pada jaringan tubuh.
4. Pembersih Ultrasonik
Pembersih ultrasonik merupakan alat yang menggunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi antara 20-400 KHz dan cairan pembersih tertentu (dapat juga menggunakan air biasa), untuk membersihkan suatu benda.
5. Sonifikasi
Sonifikasi (sonification) adalah proses pemberian energi gelombang ultrasonik pada suatu bahan (larutan atau campuran), sehingga bahan tersebut dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil.
6. Pengujian Ultrasonik
Pengujian ultrasonik (ultrasonic testing) merupakan teknik pengujian yang berdasarkan pada penyaluran gelombang ultrasonik pada objek atau material yang diuji.
Kalau kamu suka membaca dan ingin mendapatkan buku sekolah di smartphone, kamu bisa download aplikasi android Buku Sekolah Gratis di playstore dari CTF Studio. Dengan menggunakan aplikasi ini kamu bisa membaca bukunya secara offline juga bila telah mendownloadnya atau secara online bila tidak mau menyimpan banyak data di smartphone. Bila berganti buku dan kamu ingin melanjutkan membacanya, kamu tidak perlu mencari halaman yang sebelumnya, jadi tinggal melanjutkan bacaannya saja.
MATERI-MATERI LAINNYA :
Untuk melihat barang-barang bagus dan murah silahkan cek:
Komentar
Posting Komentar