Upload
vodan
View
275
Download
12
Embed Size (px)
Citation preview
IPAKESEHATAN:Fisika
Dr. Zaroh Irayani, M.Si.
OUTLINE
11. Gelombang Bunyi & Mekanisme Pendengaran
12. Kebisingan: Intensitas Bunyi; Efek Doppler
13. Optik: Aspek Fisis Penglihatan
14. Radioaktivitas: Diagnosis & Terapi
GELOMBANG BUNYIPERTEMUAN 11
29/30 NOVEMBER 2017
Gelombang longitudinal: suara
1. Getaran: pengantar gelombang
2. Gelombang bunyi: laju bunyi dalammedium
3. Telinga & responnya
Getaran: pengantar
▪ AP Physics Chttp://www.jca.umbc.edu/~george/html/courses/phys224/2006spg/lectures/
FENOMENA ALAM,
MODEL GETARAN SELARAS SEDERHANA
DESKRIPSI FISIS
GETARAN(vibrate)(oscilation)
(PAF 15113)
WIHANTORO
(GERAK SELARAS)
FENOMENA ALAM: getaran teratur & acak
Contoh fenomena alam
dengan sifat gerak
berulang yang teratur
dan memenuhi definisi
gerak selaras sederhana
Bila berlangsung pelan, fenomena
gerak ini dapat memenuhi kriteria
selaras sederhana, namun
kenyataannya tidaklah selalu
sederhana
Ilustrasi manakah (kiri / kanan) yang sesuai dengan definisi
gerak bolak-balik (getaran) sesuasi dengan definisi…?
*EFEK (TERLIHAT) FENOMENA ALAM GETARAN: Gempa Vulkanik
Proses erupsi yang didahului
dengan gempa vulkanik
merupakan hasil dari getaran
hebat dapur magma yang dapat
dirasakan di sekitar area gunung
getaran hebat dapur magma yang
dapat dirasakan hingga permukaan
“ditangkap” dengan seismograp.
Berakibat munculnya rekahan di
permukaan dan/atau di bawah
permukaan
*EFEK (TERLIHAT) FENOMENA GETARAN: Getaran Kaca Rumah
Getaran akibat kendaraan
besar
Getaran akibat suara sound system
We use natural oscillations to
measure time
1.pendulum
2.quartz crystals
Currently, we define “1 second”
based on oscillations inside a
Cesium atom:
1 second = 9,192,631,770
oscillations
(303) 499-7111: http://tf.nist.gov/
CC
: BY
-SA
tacoekkel (flic
kr) http://creativ
ecom
mons.org/lic
enses/by-sa/2.0/deed.en
*GETARAN ALAMI
GETARAN: definisi
Gerak (tidak menjalar) denganpola ke-berulang-an di sekitartitik setimbang
yang ditinjau
Obyek Besaran Fisis
Gerak
benda masif
(berukuran
besar/kasat
mata) yang
mengalami
gerak bolak-
balik
disekitar titik
setimbang
posisi (x) (?)
Persamaan
gerak bolak-
balik
kecepatan (v)
percepatan (a)
energi (E)
Pola ke-
berulang-an
frekuensi (f) periode (T)
periodik: sinus/cosinus
tidak periodik (tidak dibahas)
GETARAN: terminologi (per-istilah-an)
osilasi (oscillation)
getaran (vibrate)
GERAK SELARAS SEDERHANA
(simple harmonic motion)
keberulangan gerak dengan
amplitudo kecil
Ilustrasi pola gerak getaran selaras
(harmonik) sederhana.
Karena alasan penjabaran (deksripsi)
matematis, dua ilustrasi bagian atas
tidak dibahas.
Hanya gerak dengan pola sinusoidal (sin
atau cos) saja yang dibahas
*apa perbedaan pola getaran
secara sinus dan cosinus?
(Gerak teratur)
GETARAN: POLA HARMONIK
GERAK BOLAK-BALIK: MENGHASILKAN POLA
http://demo.webassign.net/ebooks
/cj6demo/pc/c10/read/main/c10x
10_4.htm
http://demo.webassign.net/ebooks/cj6de
mo/pc/c10/read/main/c10x10_2.htm
http://demo.webassign.net/ebooks/cj6
demo/pc/c10/read/main/c10x10_1.ht
m
Getaran Molekul karena pemanasan Detak jantung
Getaran
vs
GELOMBANG
Gelombang Air:
- puncak gelombang (ombak)- Difraksi
- inteferensi
FENOMENA ALAM GELOMBANG
Hukum Buys-Ballot
(pembelokan arah angin di sekitar
equator akibat perbedaan suhu >>
tekanan udara)
FENOMENA ALAM GELOMBANG
gelombang massive>> badai
The Nature of Waves
Water waves have two features
common to all waves:
A wave carries energy from place to place.
A wave is a traveling disturbance.
FENOMENA ALAM GELOMBANG: SEDERHANA
(Periodic Waves)
Representasi gelombang: matematis
JENIS GELOMBANG:
CARA PENJALARAN
JENIS GELOMBANG:
MEDIUM PENJALARAN
DESKRIPSI MATEMATIS GELOMBANG
Sebuah gelombang berjalan pada
arah sumbu-x positif dengan
deskripsi seperti gambar, tentukan
amplitudo, dan panjang gelombang,
DESKRIPSI MATEMATIS GELOMBANG
gangguan/usikan yang
merambat
SUMBER BUNYI
*
gangguan/usikan
dapat juga
TIDAK
menghasilkan
bunyi
BUNYI sebagai
penyederhanaan “kasus”
http://www.npr.org/2014/04/09/300563606/what-does-sound-look-like
menyebar ke segala arah
Kompresi longitudinal
Interaksi antara molekul
Medium: padat cair gas
LAJU BUNYI
Ultrasonik f > 20.000 Hz
f=20-20.000 Hz
infrasonic f < 20 Hz
Video Mekanisme Pendengaran Manusia
Mekanisme Pendengaran manusia
BESARAN GELOMBANG
BUNYI FREKUENSI, f
Range of Audio Frequency
*acoustic classroom
*acoustic classroom
*free-noise environment
LAJU BUNYI DALAM MEDIUM
𝑣 =𝛾𝑅𝑇
𝑀
GAS IDEAL
𝑣 =𝐵
𝜌
B: modulus : massa jenis
= rasio panas spesifik, cp/cv; =1.67 untuk gas monoatom (He, Ne, Ar); =1.40 untuk gas diatom (N2, O2, H2)R= konstanta gas =8,314 J/mol.KM=massa molar gas=massa 1 mol gas. Untuk udara M=2910-3kg/mol;T=temperature mutlak (K)=tc+273;
Laju gelombang bunyi bergantung sifat medium: elastisitas dan rapat massa
Bv
B = modulus Bulk
= rapat medium
Gelombang yang menjalar pada batang
Yv
Y = modulus Young
= rapat medium
Laju gelombang bunyi bergantung sifat medium: temperatur
M
RTv
= cp/cv = rasio kapasitas panas
[udara=1,4]
R = 8,314 J/mol.K=konstanta gas
universal
T = temperature mutlak (K)
M = massa molar gas= massa 1 mol gas
[Mudara=29 x 10-3 kg/mol]
LAJU BUNYI di UDARA
𝑣 =𝛾𝑅𝑇
𝑀
𝑣1𝑣2
=𝑇1
𝑇2
Kecepatan bunyi dalam medium [m/s]
Tentukan laju bunyi dalam air, yang memiliki
modulus bulk 2,1 x 109 N/m2 dan densitas 1,00 x 103
kg/m3.
Hitung laju bunyi di udara
pada:
(a) 0oC
(b) 20oC