MATERI 3 (INTENSITAS, TARAF INTENSITAS DAN EFEK DOPPLER)

 *TUJUAN PEMBELAJARAN*

*  Mengidentifikasi konsep intensitas dan taraf intensitas

* Menganalisis Konsep Efek Doppler

* Melakukan Percobaan mengenai konsep Efek Doppler dalam kehidupan sehari-hari menggunakan         alat sederhana  

*MATERI*

~ yuk simak pembelajaran dengan selalu bersemangat dan terus merasa ingin tahu ~

*Intensitas dan Taraf Intensitas*

Ketika bel tanda masuk sekolah berdering, pernahkah Anda tidak mendengarnya dengan jelas? Kira-kira kenapa hal itu bisa terjadi? Anda sudah pasti bisa menduga bahwa Anda tidak bisa mendengar dengan jelas karena posisi Anda yang agak jauh dari bel sebagai sumber bunyinya. Sebaliknya jika Anda berada dekat dengan sumber bunyi, tentu terdengar dengan jelas bahkan kadang sampai memekakkan telinga. Inilah yang dinamakan dnegan Intensitas Bunyi.

a. Intensitas Bunyi

Intensitas adalah besaran untuk mengukur kenyaringan bunyi. Intensitas bunyi yaitu energi bunyi yang tiap detik (daya bunyi) yang menembus bidang setiap satuan luas permukaan secara tegak lurus.

Rumus intensitas bunyi di suatu titik oleh beberapa sumber bunyi

Keterangan :

I : Intensitas bunyi (W/m2)

P : Energi tiap waktu atau daya (W)

A : Luas (m2)

Dapat diketahui intensitas gelombang bunyi pada suatu titik berbading terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sumber bunyi, maka perbandingan intensitas bunyi di dua tempat yang berbeda jaraknya terhadap satu sumber bunyi adalah :

Ternyata kuat bunyi yang terdengar oleh telinga tidak berbanding lurus dengan besarnya intensitas bunyi. Misalnya, jika intensitas awal 10-5 Wm-2 dan dinaikkan menjadi 2 x 10-5 Wm-, ternyata telinga kita tidak mendengar bunyi dua kali lebih kuat, bahkan telinga merasa mendengar bunyi yang hampir sama kuatnya. Oleh karena jangkauan intesitas bunyi yang dapat didengar manusia sangat besar maka dibuatlah suatu besaran yang menyatakan intensitas dalam bilangan yang lebih kecil. Besaran ini dinamakan taraf intensitas bunyi disingkat TI.

b. Taraf Intensitas Bunyi

Yang dimaksud dengan taraf intensitas bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran

keterangan:

TI = taraf intensitas bunyi (dB decibel)

I = intensitas bunyi (watt/m2)

Io = intensitas ambang pendengaran (Io= 10-12 Watt/m2)

Jika terdapat beberapa sumber bunyi yang identik maka taraf intensitasnya menjadi :

keterangan:

n = jumlah sumber bunyi

simak video berikut ini yuukk, agar lebih memahami mengenai intensitas dan taraf intensitas bunyi!

https://youtu.be/oX9mqwgXFXA

Contoh Soal

1. Intensitas gelombang bunyi pada jarak 5 m dari sumber bunyi adalah 2×10-4 watt/m². Pada jarak 10 m dari sumber bunyi intensitasnya adalah ...

*Efek Doppler*

Efek Dopler adalah perubahan frekuensi atau panjang gelombang yang diterima oleh pengamat, jika sumber suara/gelombang bergerak relatif terhadap pengamat/pendengar. Ketika sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati maka pengamat akan mendengar frekuensi yang lebih tinggi daripada frekuensi bunyi yang dipancarkan sumber bunyi tanpa adanya gerak relatif. Begitupun ketika sumber bunyi dan pengamat saling menjauh maka frekuennsi yang didengar oleh pengamat akan terdengar lebih rendah daripada frekuensi sumber bunyi tanpa adanya gerak relatif.  

Contoh efek Dopler dapat dilihat pada gambar dibawah. 

Pada saat sumber suara diam, kedua penerima mendengar besar frekuensi yang sama. Saat sumber suara bergerak, salah satu penerima mendengar frekuensi yang lebih besar dari sebelumnya dan penerima lain mendengar frekuensi yang lebih kecil dari sebelumnya. Persamaan Efek Doppler adalah :

Keterangan :

fp = frekuensi pendengar (Hz)

fs = frekuensi sumber bunyi (Hz)

vp = kecepatan pendengar (m/s)

vs = kecepatan sumber bunyi (m/s)

v = cepat rambat udara (340 m/s)

Analogi kereta sebagai gelombang

Sumber : http://profmikra.org/?p=298)

Perhatikan gambar kereta api di atas. Analogikan kecepatan kereta identik dengan kecepatan rambat gelombang. Panjang gerbong kereta api sekitar 12,5 meter. Jika kereta bergerak dengan kecepatan 72 km/jam = 20 m/s maka kita dapat identikkan dengan gelombang sebagai berikut :

λ = 12,5 m

v= 20 m/s

Maka frekuensi gelombang adalah

f = v . λ = 20 . 12,5 = 1,6 Hz.

Atau periode gelombang adalah

T = 1/f = 0,625 s.

Ini artinya, tiap gerbong akan melewati kita yang sedang berdiri setiap 0,625 detik.

Sekarang, bagaimana jika berjalan ke arah datangnya kereta? Kalau ini dilakukan maka Anda akan melihat datangnya gerbong lebih cepat. Gerbong berikutnya akan mencapai kita lebih cepat. daripada kalau kita berdiri. Ini berarti periode tibanya gerbong yang kita ukur lebih kecil atau frekuensi yang kita ukur lebih besar.

Sebaliknya, pada saat bersamaan kita bergerak searah gerak kereta, maka gerbong berikutnya akan mencapai kita lebih lambat. Periode tibanya gerbong yang kita deteksi menjadi lebih panjang. Atau frekuensi yang kita ukur menjadi lebih kecil. Jadi frekuensi tibanya gerbong yang kita ukur sangat bergantung pada keadaan kita. Diam, bergerak ke arah datangnya kereta, atau bergerak searah gerak kereta akan menghasilkan catatan frekuensi yang berbeda. Hal serupa bergantung pada gelombang. Dan fenomena ini dinamakah efek Doppler.

Yukk simak video berikut untuk penjelasan lebih lanjut mengenai Efek Dopper!

https://youtu.be/PhHKk2hM_Qk

Contoh Soal 

1. Setelah kamu mengetahui rumus efek Doppler di atas, sekarang kita kerjakan contoh soal ini yuk! 1. Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 72 km/jam mendekati stasiun sambil membunyikan peluit yang berfrekuensi 940 Hz. Kecepatan bunyi di udara 340 m/s. Bunyi yang didengar oleh orang yang beada di stasiun berfrekuensi…

2. Sumber bunyi memancarkan bunyi dengan frekuensi 500 Hz saling mendekat dengan pendengar. Kecepatan sumber bunyi 40 m/s dan kecepatan pendengar 50 m/s. Jika kecepatan bunyi di udara adalah 340 m/s, frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar adalah…