Resonansi dan Bunyi Pantul

 

Gambar gamelan

Sumber : google.com

            Resonansi merupakan peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena getaran benda lain. Peristiwa ini dapat kita lihat pada kehidupan sehari-hari, seperti bergetarnya kaca jendela ketika ada pesawat terbang yang melintas, bergetarnya kaca jendela ketika ada gemuruh petir, bergetarnya kaca jendela ketika kereta api melintas dan lain sebagainya. Bahkan dalam diri kita (manusia) pun terdapat suatu resonansi. Salah satu contoh resonansi tersebut adalah bergetarnya gendang telinga supaya kita dapat mendengar.

            Untuk melihat gejala resonansi, kita dapat melakukan percobaan sederhana sebagai berikut  :

Gambar percobaan resonansi

Sumber : fisikazone.com

            Jika Anda melihat gambar awal pada materi ini, kalian akan menemukan gambar seperangkat alat musik gamelan. Alat musik seperti halnya gamelan pun juga menggunakan prinsip resonansi. Contohnya gong yang dibuat dengan cekungan bertujuan agar ketika gong tersebut dipukul, udara yang berada di dalam cekungan ikut bergetar. Lalu pada saron, di bawah lempengan-lempengan logam tersebut terdapat ruang kosong, di mana terisi udara, sehingga ketika logam tersebut dipukul, udara di dalam ruang kosong akan ikut bergetar (beresonansi).

            Namun, perlu diingat bahwa untuk terjadi resonansi diperlukan persyaratan sebagai berikut :

• Frekuensi suatu benda sama dengan frekuensi sumber getar.
• Untuk kolom udara, tingginya harus kelipatan ganjil dari seperempat panjang gelombangsumber bunyi (1/4, 3/4, 5/4, 7/4, 9/4 dan seterusnya).
• Selaput tipis mudah bergetar.

Fakta unik pada saron adalah adanya timbre (warna bunyi). Hal tersebut disebabkan karena adanya nada-nada tambahan. Walaupun begitu, kita masih dapat membedakan timbre yang dihasilkan oleh saron dan kenong. 

Gambar Saron

Sumber : wikimedia.org

Gambar Kenong

Sumber : orgs.usd.edu

Bunyi pantul adalah bunyi yang memantul. Ya, hampir seperti halnya cahaya, dalam bunyi pantul ini dikenal suatu garis normal. Akan tetapi dalam bunyi bukannya cahaya datang dan cahaya pantul, melainkan bunyi datang dan bunyi pantul. :he”’ Bunyi pantul dapat diperkeras jika jarak antara sumber bunyi dan pemantul tidak terlalu jauh. Ini seperti halnya ketika kita memutar mp3 player pada HP. Maka ketika kita mendekatkan speaker HP ke arah meja dan kita dekatkan (hingga beberapa milimeter), maka suaranya akan terdengar diperkeras. 

Gambar orang berteriak ke arah tebing

Sumber : fisikazone.com

Bunyi pantul dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gaung/ kerdam dan gema. Gaung/ kerdam adalah bunyi pantul yang terdengar bersamaan bunyi asli. Oleh karena itu bunyi asli akan terganggu. Gaung tersebut terjadi karena jarak antara sumber bunyi dan pemantul tidak sangat jauh. Lalu gema adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli. Oleh karena itu, semua bunyi yang dipantulkan dapat didengar secara keseluruhan. Gema terjadi karena jarak antara sumber bunyi dan pemantul sangat jauh. Contohnya ketika kita berteriak di atas bukit, di antara pegunungan dan jurang-jurang. Dalam kehidupan sehari-hari, gema dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalam laut.

Gambar pengukuran kedalaman laut

Sumber : fisikazone.com

Daftar Pustaka

Getaran, Bunyi, dan Gelombang

Gambar Gitar

Sumber : imgarcade.com

          Getaran merupakan gerakan berulang-ulang secara periodik (teratur). Untuk membuktikan/ paling tidak mengetahui mengenai gerakan bolak-balik tersebut, kita dapat melihatnya pada penggaris plastik yang kita letakkan di atas meja, di mana salah satu ujung ditekan menggunakan tangan kiri, kemudian ujung lain yang tidak bersentuhan langsung dengan permukaan meja kita tekan ke bawah dengan menggunakan tangan kanan “Hati-hati, jangan terlalu kuat agar  penggaris tidak patah!” Kemudian kita lepaskan tekanan tangan kanan kita dengan segera. Maka kita akan melihat gerakan penggaris plastik yang naik-turun (bergetar). 

            Dalam getaran akan terdapat frekuensi getar, yaitu banyaknya getaran yang dihasilkan oleh suatu objek selama satu satuan waktu (dalam satu detik). Ada pula periode getar, yaitu waktu yang dibutuhkan oleh suatu objek untuk menghasilkan satu getaran. Dalam getaran akan dijumpai simpang getar terjauh, atau biasa disebut dengan amplitudo (simpangan dari titik diam).

           Lantas, apakah gelombang itu? Apakah gelombang adalah getaran? Samakah gelombang dengan getaran? Ya, jelas berbeda antara gelombang dan getaran. Gelombang merupakan getaran yang merambat, di mana zat antara yang dilalui gelombang tersebut tidak ikut merambat. Berdasarkan perambatannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang tranversal dan gelombang longitudinal. 

Sumber Gambar : Ikasulistiana

            Gelombang tranversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Dalam gelombang ini akan ditemukan puncak dan dasar gelombang atau biasa dianalogikan sebagai bukit dan lembah. Contoh dari gelombang tranversal adalah gelombang tali, gelombang air, dan gelombang elektromagnetik. Lalu gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah rambatnya berhimpit dengan arah getarnya. Dalam gelombang longitudinal akan dijumpai rapatan dan renggangan. Satu gelombang longitudinal terdiri dari satu rapatan dan dua renggangan atau satu ranggangan dan dua rapatan. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi.

            Dalam gelombang akan terdapaat panjang gelombang (jarak satu gelombang). Berikut merupakan rumus untuk menghitung panjang gelombang :   

λ = S/ n atau λ = X/n atau λ = v/f

Keterangan :

 

S atau X          = jarak gelombang

n                      = banyak gelombang

f                       = frekuensi

v                      = cepat rambat gelombang

λ                      = panjang gelombang

“Bunyi??? Apakah yang dimaksud bunyi itu?”

Bunyi adalah “sesuatu” yang dihasilkan oleh benda yang bergetar. Adapun syarat-syarat terdengarnya bunyi adalah adanya sumber bunyi (objek yang menghasilkan bunyi), ada zat antara, dan ada pandengar.

Berdasarkan frekuensi getarnya, bunyi dibagi menjadi tiga, yaitu :

1.      Nada (bunyi dengan frekuensi teratur). Contoh : orang bernyanyi dan bunyi alat musik gitar.

2.      Desah (bunyi dengan frekuensi tidak teratur). Contoh : bunyi ombak, angin, gelas pecah, air terjun, dan drum.

3.      Dentum (desah yang sangat keras). Contoh : bunyi petasan, bom, meriam, dan halilintar. 

Daftar Pustaka

Mempercepat Penguapan

         

Sumber gambar : http://instantpot.com

          Pernahkah teman-teman menjemur kain/ pakaian? Pernah bukan? Lalu, apa yang kalian lakukan pada pakaian tersebut ketika dijemur? Apakah kalian merentangkannya? Kapan kalian menjemur pakaian tersebut? Ketika mendung, ketika hujan, atau ketika panas? Ya, kapanpun kalian menjemur kain/ pakaian tersebut tidak menjadi masalah. Akan tetapi, kalian pasti akan lebih memilih menjemur pakaian di bawah terik sinar Matahari daripada di tempat yang teduh bukan?

            Nha, dalam kehidupan sehari-hari, seperti halnya menjemur pakaian, banyak sekali peristiwa penguapan yang dapat kita jumpai. Contoh lain peristiwa penguapan tersebut adalah air yang tumpah di atas meja lama kelamaan kering, lantai yang dipel dengan kain basah kering dengan sendirinya, air yang ada di permukaan kulit kita setelah mencuci tangan akan kering dengan sendirinya tanpa diusapkan pada kain dan masih banyak lagi.

            Lalu, mengapa peristiwa penguapan tersebut dapat terjadi? Berdasarkan teori partikel, air terdiri dari molekul-molekul cair yang bergerak (dengan tidak sangat bebas; pada zat padat molekul hanya dapat bervibrasi). Apabila zat cair, katakanlah air, mendapatkan kalor, maka, air tersebut akan mendapatkan energi. “Ingat bahwa kalor merupakan energi”. Karena air memperoleh energi, maka molekul-molekul zat cair (air) tersebut akan bergerak lebih cepat dan semakin cepat (energi kinetik). “Ingat bahwa energi dapat dikonversi ke dalam bentuk energi lain” (Bagian Hukum Termodinamika I) Jadi sangat mungkin apabila energi kalor/ panas diubah menjadi energi gerak (kinetik).

            Ingatlah kembali perubahan-perubahan energi yang terjadi pada beberapa peralatan rumah! Pada kipas angin, akan terjadi perubahan energi dari listrik menjadi gerak. Lalu pada setrika listrik akan terjadi perubahan energi dari listrik menjadi panas.

            #“Kembali lagi pada molekul-molekul air.”#

            Apabila molekul-molekul air yang bergerak lebih cepat berada di permukaan, maka molekul tersebut dapat meninggalkan zat cair. Hal tersebutlah yang disebut dengan penguapan (air, zat cair, menjadi uap). Oleh karena hal tersebut, kita sering menuliskan rumus kimia dari uap air (gas) sama dengan rumus kimia dengan air (cair/ liquid) sebagai H2O.

            Lantas, apakah pada zat cair harus memerlukan suhu sebesar seratus derajad celcius untuk menguap? Bagaimana tanggapan kalian? Em,... tentu saja tidak ya,... Coba kalian perhatikan atau lakukan penetesan alkohol pada kulit. Bukannya suhu badan (di kulit kalian) tidak mencapai seratus derajad celcius? Akan tetapi, buktinya alkohol tersebut dapat lenyap (menguap) jadi terasa dingin pula kulitnya. :he””

            “Kembali ke kain/ pakaian yang dijemur” 

            Mengapa kita menjemur pakaian dengan cara dierentangkan? Ya,... tepat sekali. Tentu saja untuk mempercepat penguapan. Seperti yang telah kita ketahui bahwa untuk menguap, molekul suatu zat cair harus meninggalkan permukaan zat cair tersebut. Nha, ketika permukaannya semakin luas, bukankah permukaan zat tersebut juga semakin luas dan semakin cepat meninggalkan permukaan karena tidak terperangkap lagi oleh kain yang tertumpuk. Dengan kata lain, dalam satu waktu molekul yang meninggalkan permukaan semakin banyak.

“Masih kurang yakin?”

Cobalah menuangkan air panas bertemperatur sama ke dalam piring yang permukaannya lebar dan pada gelas yang permukaannya lebih kecil. Setelah beberapa menit, cobalah mengukur suhu air pada kedua wadah tersebut. Nanti kalian akan mendapati bahwa air yang berada di dalam gelas akan lebih panas (memiliki temperatur yang lebih tinggi) dibandingkan dengan air yang berada pada piring. Ingat! Mengukur temperaturnya pada saat yang bersamaan ya,... :)

Lantas, apa lagi yang dapat kita lakukan untuk mempercepat penguapan?

Masih ingat ketika kalian hendak meminum susu, teh, kopi, atau minuman panas lainnya? Apa yang kalian lakukan? Bukankah kalian mencoba mendinginkannya dengan cara meniup-niup air tersebut? Nha, peristiwa tersebut juga merupakan usaha untuk mempercepat penguapan. Mengapa demikian? Karena ketika kita meniupkan udara di permukaan zat panas, maka panas tersebut akan cepat hilang atau bayangkanlah bergeser dan terbawa udara atmosfer, sehingga memperbolehkan panas lain yang dibawa oleh molekul zat yang menguap tersebut tidak mengantre, sehingga dengan segera juga langsung dapat tertiup dan hilang ke udara atmosfer.

“Menurut kalian, apakah masih ada cara untuk mempercepat penguapan?”

Pernahkah kalian membuka tutup botol alkohol? Apakah setelah beberapa jam alkohol dalam botol tersebut terlihat berkurang? Ya, tentu saja. Lalu ke mana alkohol tersebut menghilang? Padahal tidak dituang ke mana-mana dan tidak tumpah. Tentu saja alkohol tersebut menguap. Lalu pada alkohol dalam botol yang tertutup rapat, apakah dalam beberapa jam akan terlihat berkurang? Tidak bukan? Nha, hal tersebut membuktikan bahwa dengan mengurangi tekanan permukaan, maka akan lebih cepat terjadi penguapan.

“Masihkah ada hal yang lain yang dapat kita lakukan untuk mempercepat penguapan selain dengan hal-hal yang sudah disebutkan di atas?”

Ayo, cobalah mengingat-ingat! :hi””

Jangan lupa dengan satu hal ini yang mungkin setiap hari selalu dilakukan di rumah kalian. Apakah itu? “Memasak” Ya, dalam memasak tentu saja kita akan memerlukan yang namanya kalor. Pernah merebus air? Atau pernahkah kalian melihat/ mengamati orang merebus air? Hus,... bukan orangnya yang dilihat, tetapi air yang direbus. Nha, dalam merebus air tersebut, kita juga dapat mengamati suatu cara untuk mempercepat penguapan. Sediakanlah termometer untuk mengukur air yang direbus mulai dari awal. Lama kelamaan temperatur yang tercatat pada termometer akan naik sampai suhu tidak melebihi seratus derajad celcius. Ketika temperatur air semakin tinggi, maka air tersebut akan cepat menguap. Iyakan? Coba lihat ketika air tersebut mendidih pada temperatur tinggi! Terlihat uap air bukan? Nha, karena itu terbukti bahwa dengan memanaskan suatu zat dapat mempercepat penguapan.  

Kesimpulan : Untuk mempercepat penguapan, dapat dilakukan dengan cara memperluas permukaan, meniupkan udara permukaan, mengurangi tekanan permukaan, dan melalui pemanasan (penambahan kalor).

Perpindahan Kalor

 

Sumber gambar : http://img.docstoccdn.com/thumb/orig/154508760.png

 Sumber gambar : http://schoolworkhelper.net

          Kalor dapat berpindah dengan tiga cara, yaitu secara konduksi, konveksi, dan radiasi. Konduksi adalah perpindahan panas dari molekul ke molekul tanpa molekul itu ikut berpindah. Dengan kata lain tanpa disertai perpindahan partikel. Lalu konveksi adalah perpindahan panas disertai perpindahan molekul. Sedangkan radiasi merupakan perpindahan panas yang dipancarkan oleh suatu benda tanpa melalui zat antara.

Contoh dari konduksi adalah ketika kita memegang satu ujung besi, kemudian kita memanaskan ujung yang lain pada nyala api, sehingga panas akan merambat yang mana menimbulkan tangan kita yang memegang ujung besi terasa panas. Lalu, contoh dari konveksi adalah ketika kita memanaskan air panas maka semakin mendekati sumber panas, maka temperaturnya akan semakin tinggi. Contoh lain adalah ketika kita mamanaskan kertas berpilin di atas api, maka akan terlihat pergerakan. Sedangkan contoh dari radiasi sendiri adalah ketika kita berjemur di terik matahari. Matahari tidak berpindah untuk menyalurkan panasnya, melainkan hanya dengan memancarkan sinarnya. Contoh lain ketika kita berada di sekitar nyala api unggun, maka akan terasa panas.  

Gambar perpindahan panas secara konduksi

Sumber : http://www.solusipintar.info/wp-content/uploads/2014/05/konduksi.jpg

Gambar perpindahan panas secara konveksi

Sumber : http://www.googleusercontent.com 

Gambar perpindahan panas secara radiasi

Sumber : http://www.googleusercontent.com

“Termasuk konduktor/ isolatorkah udara dan air itu?”

Ketika kita mendekatkan jerami kering beberapa centimeter dari nyala api, jerami tersebut tidak terbakar. Hal tersebut membuktikan bahwa udara menghalangi perpindahan panas dari api ke jerami. Oleh karena itu, udara merupakan penghantar panas yang buruk/ isolator. Lalu, ketika kita memanaskan air pada tabung reaksi di bagian atas, maka hanya akan timbul gelembung di bagian atas tabung yang dipanaskan itu, sedangkan bagian bawah tabung tidak terdapat gelembung. Oleh karena itu dapat dipastikan bahwa bagian atas lebih panas daripada bagian bawah, sehingga hal tersebut membuktikan bahwa air merupakan penghantar kalor yang buruk/ isolator.

Pada perpindahan konveksi pasti akan ada aliran. Aliran konveksi tersebut bisa berupa aliran konveksi air maupun udara. Hal tersebut berkaitan dengan pemuaian (pertambahan volume suatu zat), massa zat, dan massa jenis zat. “Ingat .” Jika dipanaskan volume zat besar, sehingga massa jenis kecil. Zat yang dekat dengan sumber panas akan naik ke atas karena massa jenisnya lebih kecil, sedangkan kalor akan merambat dari temperatur yang lebih tinggi ke temperatur yang lebih rendah.

Kata kunci : konduksi perpindahan kalor tanpa perpindahan partikel (pada zat padat), konveksi perpindahan kalor disertai perpindahan partikel (pada zat cair dan gas), sedangkan radiasi adalah perpindahan kalor tanpa melalui zat antara.

Sumber gambar : http://www.quia.com