Intensitas dan taraf Intensitas bunyi1. Intensitas Bunyi

Intensitas Bunyi adalah banyaknya energy bunyi per sekon per satuan luas bidang per sekon.energi per sekon adalah daya (P). jadi intensitas bunyi adalah daya per satuan luas bidang. Secara matematis intensitas bunyi (I) yang menembus luasan A dapat dinyatakan dengan:

I = P/A

Satuan SI untuk intensitas bunyi adalah W/m2

Jika sumber bunyi berupa titik, kedudukan titik – titik yang mengalami intensitas yang sama berua kulit bola. Intensitas bunyi pada jarak R sumber bunyi titik yang memiliki daya P dirumuskan dengan:

I = P/A = P/4ΠR2

Ket:

I = Intensitas Bunyi

P = Daya gelombang (watt)

A = Luas penampang(m2) Jika energy menyebar ke segala arah(sferis), maka A = 4πR2

R = jarak tempat ke sumber

I2 = P/4π2r2 atau I2 = 1r2

I1 P/4π1r2 I1 2r2

Persamaan tersebut menyatakan bahwa makin jauh dari sumber, intensitas gelombang (I) mengecil secara berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya dari sumber (1/r2). Sewaktu gelobang berjarak dua kali dari sumber, intensitas gelombang tinggal seperempatnya.

2. Taraf Intensitas Bunyi

Telinga manusia adalah suatu detector (pengenal) bunyi yang sangat peka, mampu mendengar bunyi dalam selang intensitas yang sangat lebar. Telinga Manusia dapat mendengar rentang bunyi mulai dari intensitas 10-12 W m-2 sampai dengan 1 W m-2

atau dalam rentang 1012 W m-2. Intensitas Bunyi di bawah 10-12 W m-2 tidak terdengar, sedang di atas 1 W m-2 akan terasa sakit di telinga. Intensitas bunyi terkecil yang masih dapat didengar oleh telinga manusia, yaitu 10-12 W m-2 dinamakan intensitas ambang pendengaran. Intensitas bunyi terbesar yang masih dapat di dengar oleh telinga manusia tanpa rasa sakit, yaitu 1 W m-2 dinamakan intensitas ambang perasaan.

Oleh karena selang intensitas antara ambang pendegaran dan ambang rasa sakit sangat lebar (1012 W/m2), dibuatlah ukuran yang lebih praktis untuk melukiskan intensitas bunyi. Ukuran yang lebig praktis itu disebut taraf intensitas bunyi.

TI = 10log I

I0

Ket:

TI = Taraf Intensitas Bunyi (dB)

I = Intensitas Bunyi (W m-2)

I0 = Intensitas ambang pendengaran (10-12 W m-2)

Taraf intensitas bunyi diukur dalam satuan decibel (dB) sebagai penghormatan terhadap Alexander Graham Bell.

*Taraf Intensitas berbagai sumber Bunyi

Sumber Bunyi Intensitas x 10-12 W m-2 Tingkat Intensitas bunyi (dB)

Pesawat Jet 1012 120Disco 1011 110Guntur 1010 – 109 100 – 90Kereta Api 108 – 107 80 – 70Tabrakan 106 – 105 60 – 50Berbicara 104 40Berbisik 102 20Bernafas 10 – 1 10 – 0

Efek DopplerChristian Johann Doppler (1803 – 1855) berpendapat bahwa sumber bunyi (mobil)

dan pengamat saling bergerak relative satu terhadap lainnya (menjauhi atau mendekati), frekuensi yang diterima pengamat tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber.

Efek Doppler merupakan fenomena pergeseran frekuensi hail pengamatan yang terjadi akibat adanya gerak relative antara sumber gelombang pengamat.

Secara umum, efek Doppler dialami ketika da suatu gerak relative antara sumber gelombang dan pengamat. Ketika sumber bunyi dan pengamat bergerak saling mendekati, pengamat mendengar frekuensi bunyi yang lebih tinggi daripada frekuensi bunyi yang dipancarkan sumber tanpa adanya gerak relative. Ketika sumber bunyi dan pengamat bergerak saling menjauhi, pengamat mendengar frekuensi bunyi yang lebih rendah daripada frekuensi sumber bunyi tanpa adanya gerak relative.

Persamaan:

fp = v + vp fs

v + vs

Ket :

fs = Frekuensi sumber bunyi

fp = frekuesi yang teramati oleh pengamat

vs = cepat rambat bunyi di udara

vp = kecepatan gerak pengamat

vs positif jika sumber bergerak menjauhi pengamat, dan bernilai negative jika sumber bergerak mendekati pengamat,

vp positif jika pengamat bergerak mendekati sumber, dan bernilai negative jika pengamat bergerak menjauhi sumber,

vp = 0 jika pengamat diam di tempatnya, vs = 0 jika sumber diam di tempatnya. Jika vs = 0 dan vp = 0, maka fp = fs.

Persamaan tersebut menunjukkan bahwa:

Jika salah satu atau kedua pihak mendekat, frekuensi yang diterima pengamat akan lebih tinggi daripada frekuensi sumber, fp > fs.

Jika salah satu atau kedua pihak menjauh, frekuensi yang diterima pengamat akan lebih rendah daripada frekuensi sumber, fp < fs.

Muatan Listrik dan Hukum Coulomb1. Muatan Listrik

Ada dua jenis muatan, yaitu muatan positif dan muatan negative. Muatan sejenis akan saling menolak, sedangkan muatan yang berbeda jenis akan saling menarik.

a. Elektron, Proton, dan Neutron.

Muatan Listrik merupakan karakteristik dasar yang dimiliki partikel – partikel penyusun atom. Secara umum, atom teriri atas proton dan neutron. Electron bermuatan negative, proton beruatan positif, sedangkan neutron tidak bermuatan.

Massa dan besar muatan

Partikel Massa Muatan

Electron 9,11 x 10-31 kg 1,6 x 10-19 C (-e)Proton 1,672 x 10-27 kg +1,6 x 10-19 C (+e)Neutron 1,674 x 10-27 kg 0

2. Hukum Coulomb

a. Formulasi Hukum CoulombCharles Augustin de Coulomb (1736 – 1806) tertarik untuk meneliti gaya antara dua muatan. Dengan menggunakan neraca puntir, Coulomb berhasil merumuskan besar gaya antara dua muatan listrik. Berdasarkan eksperimennya, Coulomb memperoleh kesimpulan bahwa:Besar gaya listrik (F) antara dua partikel bermuatan q1 dan q2 yang terpisah sejauh r adalah sebanding dengan hasil kali kedua muatan itu dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara keduanya.

Pernyataan di atas dikenal sebagai Hukum Coulomb, dengan persamaan :

F = k |q1||q2| r2

Ket:k = 1/4πε0 adalah konstanta kesebandingan = 9 x 109 N.m2/C2

ε0 = permitivitas ruang hampa = 8,85 x 10-12 C2/N.m2.

3. Medan Listrik

Gaya listrik merupakan gaya tak sentuh. Suatu sumber gaya tak sentuh beraksi dengan membentuk medan gaya sehingga benda atau partikel lain di sekitarnya akan terpengaruh gaya itu.

Sebuah muatan listrik q akan mempengaruhi muatan – muatan lain di sekitarnya sehingga muatan – muatan lain itu akan mengalami gaya listrik. Muatan q itu membentuk medan gaya listrik. Medan gaya listrik ini sering disingkat sebagai medan listrik.

Persamaan:

E = k |q|

r2

Ket:

E = Kuat medan Listrik

q = muatan sumber

r = jarak muatan

k = ketetapan (9 x 109 N.m2/C2)

Satuan SI untuk kuat medan listrik adalah N/C.