BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Binatang menggunakan gelombang bunyi/suara untuk

Transkripsi

1 BAB TNJAUAN PUSTAKA Pengertan Gelombang Buny (Akustk) [ 3, 4, -S, 6, 7, S] Gelombang buny adalah gelombang yang drarnbatkan sebaga gelombang mekank longtudnal yang dapat berjalan dalam medum padat, car dan gas. Gelombang buny n merupakan varas/getaran molekul-molekul zat dan salng beradu satu sama lan namum demkan zat tersebuterkoordnas rnenghaslkan gelombang serta mentrasms energ bahkan tdak pernah terjad perpndahan partkel. Bnatang menggunakan gelombang buny/suara untuk memperoleh perubahan nformas dan untuk mendeteks lokas dar suatu objek. Msalnya tkus menggunakan gelombang buny untuk mengemucl dan menentukan lokas makanan. Pengertan Gelombang Ultrasonk Karakterstk gelombang ultrasonk yang rnelalu medum mengakbatkan getaran partkel dengan medum ampltudo sejajar dengan arah rambat secara loneudnal sehngga menyebahkan partkel medum membentuk rapatan (stran) dan tegangan (s/rcss). Propses kontnyu yang menyebabkan terjadnya rapatan dan regangan d dalam medum dsebabkan oleh getaran pertkel secara perodk selama gelombang ultrasonk melalunya. Fnerg dan ntenstas Gelombang Ultrasonk Jka gelombang ultrasonk merambat dalam suatu medum, ma.ka partkel medum mengalam perpndahan energ. Besarnya energ gelombang ultrasonk yang dmlk partkel medum adalah: E=Ep+Ek. (2.1)

2 Ep = energ Potensal (Joule) Ek: energ knetk (Joule) tlntrt menghtung tenstas gelombang ultrasonk perlu dketahu energ yang dbawa oleh gelombang ultrasonk. lntenstas gelombang ultrasonk (f adalah r:: nergyong melewat luas permukaan medum 1 m2ls atau watt/m2' untuk sebuah ;rpermukaan, ntenstas gelombang ultrasonk (D dberkan dalam bentuk = 2 pva' (zof)' = 2z(A' a' (22) : massa jens medum/jarngan (Kg/*') V,+.ltAecepatan gelo mbang ultrason k (m/ s' ) '. ' ' ' A =;ampltudo maksmum (m) =',p y = mpedans akustk (kg/m2.s) --?d = frekuens sudut (rad/s),f:frekuens(hz), V: volume (m') Gelombang Ultrasonk dhubungkan dengan Ampltudo dan ultrasonk merambat membawa energ dar satu medum ke medum,lnerg yang dpndahkan sebaga energ getaran dar pertkel ke partkel m tersebut. Besarnya energ yang dbawa partkel tersebut adalah: E=,1,12kA2 """(2'3) k: konstanta= 4tm ltz = 412mf2 T: perode (s) A = ampltudo gerakannya (m) M = massa pertkel pada medum (kg) u E =2frmf 'A' (24).fr= pv = ps = psvt = massa (kg) l''y ='vslurne = luas.tabel = S (m') l:'t, ::,

3 s - luas permukaan penampang lntang yang cllalu gelombang (m2) = v t: jarak yang dtempuh gelombang dalam waktu t (m) t = waktu (s) E =D] psvtf'a'. (2.5) persamaan 2.5 dperoleh hasl bahwa energ yang akan dbawa oleh ultrasonk sebandng dengan kuadrat ampltudo. Besarnya daya yang flbawa gelombang ultrasonk (p) adalah: F = a7t ASt,f, A,.. t -'. ru'r..... (2.6) gelombang ultrasonk adalah daya yang dbawa melalu luas permukaan tegak lurus terhadap alran energ, maka: p 1=; =2A'Ntf = (2.7) 2.7 menyatakan hubungan secara eksplst bahwa ntenstas gelombang sebandng dengan kuadrat ampltudo (A) dan dengan kuadrat frekuens t$ngtas Gelombang ultrasonk dhubungkan dengan Jarak ultrasonk yang keluar dar sumber transduser mengalr keluar ke arah dalam arah tga dmens. Gelombang ultrasonk merambat keluar. yang dbawanya terbesar ke permukaan yang makn lama makn luas, tngrambat dalam arah tga dmens, maka luas permukaan merupakan luas bola dengan radus r adalah 4m"2. Berart ntenstas selombans lkeluaran daya P dar sumber konstan, maka ntenstas berkurang sebaga bdlkan dar kuadrat jarak dar sumber: (2 e) :,:

4 jka kta ambl dua ttk dengan jarak 11 clan 12 dar sumber, maka, = p 4m",, dan, = P /4tr', _ f,' tr r z rz (2 10) dengan demkan, jka jarak dgunakan msalnya (r/r2:2). maka ntenstas menjad Y+ dar nla mula-mula (l.llt;=(l/2).=114. Jka ampltudo gelombang ultrasonk berkurang terhadap jarak, maka ampltudo gelombang ultrasonk mengecl sebesar 1/r. karena ntenstas sebanclng dengan ampltudo maka akan sebandng dengan,, kebalkan dar kuadrat jarak, sehngga: (211),jka kta ambl dua jarak yang berbeda dar sumber transduser, rr dan rz maka "1 A '2 r (2.12) ketka gelombang ultrasonk dua kal lpar lebh dar sumber transduser. maka,ampltudo akan menjad setengahnya. GeJombang Buny pada Sstem Pendengaran ;Pendengaran adalah tanggapan terhadap rangsangan vabras mekank. Tdak :se*lnlla rangsangan menghaslkan perasaan pendengaran. Agar dapat cldengar, suahl buy harus cukup keras dan cukup tngg ntenstasnya sesua daerah perdengaran. Keadaan n secara fska dkatakan bahwa gerakan buny tu harus ber da d dalam daerah frekuens yang dapat ddengar.,fada frekuens yang terlalu rendah untuk ddengar, getaran tu dapat drasakan n alat peraba, dperlukan ampltudo yang jauh lebh besar agar dapat draba yang dperlukan untuk pendengaran. Getaran dengan lrekuens yang lff tngg dar daerah pendengaran tdak dapat drasakan karena energnya H,,dhuun besar sehngga menyebabkan pemanasan lokal dan rasa sakt. 9 t-._

5 semua vertebrata mempunya alat pendengaran yang mrp dengan telnga sstem buny/akustk pada kan dan amfba tdak hanya dapat member,terhadap buny tetap juga terhadap rangsangan kma, gerakan fluda. beberapa hal terdapat rangsangan medan lstrk. Sstem pendengaran!{a reptla dan keluarga burung lebh_ dekat pada telngan manusa. Banyak.lan, msalnya tkus peka terhadap energ vabras yang berada pada yang cukup tngg sesu dengan frekuens pendengarannya. Jad banyak,ant sensor yang peka terhadap energ vabras mekank. : : L \ ;f: tl) ;.:: Frekuens Gelombang Buny perbedaan frekuens yang dmlk manusa dengan bnatang, memlk rentang kepekaan akustk yang lebh pendek dan batas,atas yang relatf rendah yatu sektar z0 KHz. Dengan menggunakan kta akan menggunakan stlah ultrasonk untuk menyatakan pada frekuens d atas Z0 Klz.,: l; 1. l,:r,:: rt..,... ; 1.1 l r.5.l r.rr Fre*rrsrs t&l;t l.rl tt ll sr l.:l :rl ll:, ll 2. 1 Ketergantungan Frekuens pendengaran untuk Bermacam-macam bnatang [6] 1n \-' k v b n4' P L r, F ' t! $. F1, E 8.. #,., E--

6 t.f f! J; 't- pta gelap merunjukkan rentang kepekaan terbesar. Gars vertkal 2nrcnz menunjukkan batas frekuens tngg bag manusa. Skala frekuens logartma. Skala logartma dar frekuenstu dtunjukkan sepert Lp.,,,Skala 2.t. t. ; ' gambar 2.1 tersebut menunjukkan bahwa tkus mempunya kepekaan d rentang ultrasonk. Penggunaan snyal-snyal oleh tkus n sebenarnya 'dapat drekam dengan menggunakan rangkaan lstrk dengan memaka m'prant elektronk.