Pengertian Cepat Rambat Bunyi
Bunyi ialah hasil getaran sebuah benda. Bunyi merupakan gelombang longitudinal karena perambatannya berbentuk rapatan dan juga renggangan dari molekul-molekul udara yang terus bergerak maju dan mundur. Bunyi disalurkan melalui medium zat padat, cair, dan juga gas.
Suara ini tersalurkan melalui udara dengan kecepatan tertentu sehingga membutuhkan waktu agar dapat sampai ke pendengar. Pergerakan bunyi ke udara ialah berjalannya gelombang yang diikuti dengan laju tertentu.
Cepat rambat bunyi ialah jarak yang dapat ditempuh oleh bunyi tiap satuan waktu yang mempunyairumus cepat rambat bunyi sebagai berikut:
V = s : t .
Keterangan:
- v = cepat rambat bunyi (m/s)
- S = jarak yang ditempuh
- T = waktu tempuh (s)
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Rumus Volume Balok
Rumus Cepat Rambat Bunyi
- v = cepat rambat bunyi (m/s)
- s = jarak tempuh (m)
- t = waktu (s)
- B = modulus Bulk (kg/ms2)
- r = kerapatan medium (kg/m3)
- g = tetapan laplace = rasio kapasitas–panas
- R = tetapan gas umum (8,314 J/mol.K)
- T = suhu mutlak (K)
- M = massa molar gas (gram/mol)
Jika bunyi melalui batang padat dan panjang, maka laju bunyi sebesar :
E = modulus Young (kg/ms2) Rumus Cepat Rambat Bunyi
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Hukum Newton beserta Rumus dan Contohnya
Klasifikasi Cepat Rambat Bunyi
Cepat Rambat Bunyi Zat Gas (Udara)
Di udara, cepat rambat bunyi bergantung pada jenis partikel yang membentuk udara tersebut. Persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
- y = Konstanta Laplace
- R = tetapan umum gas (8,31 J/mol K)
- Y = suhu mutlak gas (kelvin)
- M = massa molekul gas (gram/mol)
Cepat Rambat Bunyi Zat Padat
Cepat rambat bunyi dalam zat padat ditentukan oleh modulus Young dan massa jenis zat tersebut. Persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
- E = modulus Young zat padat (N/m2)
- q = massa jenis zat padat (kg/m3)
Cepat Rambat Bunyi Zat Cair
Di dalam zat cair, cepat rambat bunyi ditentukan oleh modulus Bulk dan kerapatan (massa jenis) cairan tersebut. Persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:
Keterangan:
- B = modulus Bulk (N/m2)
- q = massa jenis zat cair (kg/m3)
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Pengertian Hukum Hooke beserta Teori dan Rumusnya
Faktor Mempengaruhi Cepat Rambat Bunyi
Faktor-faktor Mempengaruhi Cepat Rambat Bunyi, antara lain sebagai berikut:
- Kerapatan partikel medium yang dilalui bunyi. Semakin rapat susunan partikel medium maka semakin cepat bunyi merambat, sehingga bunyi merambat paling cepat pada zat padat.
- Suhu mediumnya, dimana semakin panas suhu medium yang dilalui maka semakin cepat bunyi merambat.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Rumus & Cara Menghitung Skala Peta Dengan Baik Dan Benar | Ayoksinau.com
Manfaat Cepat rambat bunyi di kehidupan
- Cepat rambat gelombang bunyi juga dimanfaatkan oleh para nelayan untuk mengetahui siang dan malam.
- Pada malam hari kita mendengar suara lebih jelas daripada siang hari karena kerapatan udara pada malam hari lebih rapat dibandingkan dengan siang hari.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Macam Macam Bangun Ruang, Bentuk & Rumusnya | Ayoksinau.com
Cara Kerja Cepat Rambat Bunyi
Ketika melihat ada kilatan cahaya halilintar, Anda mungkin akan langsung mendengar adanya bunyi selang beberapa saat kemudian. Bunyi yang muncul setelah ada cahaya halilintar ini bisa terjadi karena adanya gelombang cepat rambat yang resonansinya lebih kecil dibandingkan kecepatan rambatan cahaya. Bunyi yang merambat lewat medium perpindahan energi inilah yang menyebabkan kemunculan dari suara halilintar tersebut.
Yang pasti, dalam medium yang tidak sama, bunyi punya cepat rambat yang tidak sama juga. Misalnya saja, seperti medium gas, cair, dan padat, maka di antara ketiga medium tersebut yang paling cepat rambatannya adalah dari zat padat. Itu karena jarak di antara molekul dari zat padat ini jauh lebih rapat dibandingkan zat yang lainnya. kibatnya, perpindahan bunyi ke setiap molekulnya menjadi lebih cepat.
Perhitungan Cepat Rambat Bunyi
Suhu udara yang panas atau terlalu dingin bisa mempengaruhi kecepatan bunyi yang terjadi di udara. Makin rendah suhu udaranya, hal ini bisa membuat kecepatan rambat bunyi menjadi makin cepat. Hal ini dikarenakan partikel udaranya menjadi lebih banyak. Misalnya saja, seperti bunyi arloji yang terdengar cukup keras jika memakai kayu dibandingkan tidak menggunakan kayu. Bunyi tidak bisa terdengar di area ruang hampa udara. Itu karena untuk menghasilkan suara bunyi itu membutuhkan bantuan dari zat perantara sebagai alat untuk menghantarkan bunyi.
Entah itu dengan bantuan zat cair, padat, dan zat gasnya. Bunyi yang telah merambat lewat bantuan medium bisa mengalami pemantulan, interfensi, pembiasaan, dan juga difraksi. Kejadian ini membuktikan bahwa bunyi yang telah merambat merupakan gelombang mekanik. Sehingga, hal ini menyebabkan hukum yang tidak bisa diabaikan seputar bunyi. Yaitu, karena bunyi merupakan gelombang mekanik, sehingga hal ini menghasilkan hukum yang bermakna bahwa bunyi hanya bisa merambat lewat medium saja. Yaitu, dari padat, gas, dan cair. Jadi, cepat rambat bunyi ini tidak akan terjadi bila berada di ruangan yang hampa udara. Umumnya, proses ini hanya terjadi paling besar pada zat padat, barulah kemudian bisa terjadi di zat cair dan zat gas.
Baca Juga Artikel Yang Mungkin Berhubungan : Kumpulan Rumus Fisika Smp Lengkap Dengan Keterangannya
Contoh Soal cepat rambat bunyi
Ledakan sebuah bom terdengar 2 sekon setelah terlihat kepulan asap. Berapakah laju rambat bunyi di udara saat itu jika jarak antar petasan dengan pengamat 4,2 km? (laju rambat cahaya di udara diabaikan).
Diketahui:
- t = 2 s
- s = 4,2 km
ditanya : v = ….?
dijawab :
- V = s : t
- = 4.200 m : 2 s = 1.200 m/s
Rumus cepat rambat bunyi diteliti oleh Moll dan Van Beek dengan cara mengukur jarak meriam ke pengamat dan membaginya dengan selang waktu api menyala dari mulut meriam hingga bunyi tersebut dapat di dengar. Dari kegiatan percobaan inilah diperoleh data:
- Semakin jauh jarak si pengamat dari sumber bunyi, maka diperlukan waktu yang lama untuk bisa dirasakan oleh pendengar.
- Apabila suhu rendah, maka kecepatan bunyi akan bertambah. Namun jika bunyi berada pada temperatur tinggi maka ia akan melambat.
- Rendahnya tekanan udara berpengaruh pada kegesitan bunyi dalam bergerak. Lain halnya jika udara meninggi maka bunyi pun merambat dengan pelan.
Sedangkan untuk frekuensinya, bunyi dikategorikan menjadi 3 yaitu:
- Infrasonik (di bawah 20 Hz)
- Audiosonik, yaitu frekuensi pendengaran manusia antara 20 Hz – 20.000 Hz
- Ultrasonik dengan kemampuan lebih dari 20.000 Hz
Kuat lemah bunyi atau intensitas ditentukan oleh empat faktor:
- Amplitudo : simpangan getaran dari titik keseimbangan
- Jarak antara sumber bunyi dan pendengar
- Resonansi, yaitu peristiwa ikut bergetarnya suatu benda apabila benda ain digetarkan
- Bidang pemantul atau reflektor
Dalam rumus cepat rambat bunyi juga dikenal istilah resonansi yang tak lain adalah kondisi ikut bergetarnya suatu benda akibat getaran benda lain didekatnya. Sedangkan untuk pemantulan bunyi metode pengukurannya memakai kedalaman kolam, danau, atau laut.
