Fisika Sekolah Dasar dan Menengah Pertama · Grades 1–9
19Bunyi di Sekitar Kita
Dendangkan lagu kesukaanmu — dan selagi mendendang, letakkan dua jari pelan-pelan di depan tenggorokanmu. Terasa getarnya? Kamu baru saja menyentuh bunyi di tempat kelahirannya. Setiap suara, setiap gendang, setiap pintu yang berderit membuat bunyinya dengan cara yang persis sama, dan bab ini pergi memburu tipuannya.
19.1 Tempat bunyi lahir
Definisi 19.1 (Getaran)
Sebuah getaran adalah gemetar yang sangat cepat — gerakan bolak-balik yang berulang berkali-kali tiap sekon, sering terlalu cepat untuk diikuti mata. Senar gitar yang dipetik bergetar: kamu hanya melihat bayangan kabur, tetapi ujung jarimu merasakan dengungnya.
Definisi 19.2 (Bunyi)
Sebuah bunyi adalah apa yang kita dengar ketika sesuatu bergetar dan getarannya merambat melalui udara sampai ke telinga kita. Benda yang bergetar itu adalah sumber bunyinya — senar, kulit gendang, lonceng, atau tenggorokanmu sendiri.
Metode 19.3 (Membuat beras menari)
Untuk melihat sebuah bunyi lahir:
- taburkan beberapa butir beras di atas kulit gendang (atau di atas tutup plastik sebuah kaleng, atau kulit balon yang diregangkan);
- ketuk kulitnya dekat butiran itu — bum: butirannya melompat!
- sekarang cukup berteriaklah ke arah kulitnya dari jarak sangat dekat: butirannya bergetar lagi, tanpa disentuh.
Kulit itu bergetar setiap kali ia berbunyi — dan bahkan bunyi yang datang dari mulutmu pun membuatnya bergetar.
Proposisi 19.4 (Tanpa getaran, tanpa bunyi)
Setiap bunyi datang dari sebuah getaran — dan ketika getarannya berhenti, bunyinya pun berhenti seketika. Pukullah simbal dan biarkan ia berdenting; lalu genggam erat-erat dengan kedua tangan: senyap, begitu genggamanmu menghentikan getarnya.
Contoh 19.5 (Sumber bunyi di mana-mana)
Buruhlah getaran di balik tiap bunyi: gitar — senar yang dipetik bergetar; gendang — kulit yang dipukul bergetar; suaramu — dua lipatan kecil di tenggorokanmu bergetar ketika udara dari paru-parumu menyembur melewatinya (itulah dengung yang tadi dirasakan jarimu); lalat yang berdengung — sayapnya bergetar ratusan kali tiap sekon; pintu yang dibanting — seluruh daun pintu dan kusennya bergidik sesaat.
19.2 Keras dan lirih, tinggi dan rendah
Contoh 19.6 (Keras berarti getaran yang lebar)
Petiklah karet gelang yang teregang pelan-pelan: kabur yang kecil, denting yang lirih. Petiklah kuat-kuat: kabur yang lebar, denting yang keras. Makin kuat sumbernya bergetar — makin lebar gerak bolak-baliknya — makin keras bunyinya. Amati butiran berasnya juga: ketukan yang lembut membuatnya bergidik, dentuman yang perkasa melemparkannya ke udara.
Contoh 19.7 (Tinggi dan rendah)
Regangkan karet gelang di atas kotak terbuka lalu petiklah; kemudian jepit karetnya di tengah dan petiklah separuhnya yang pendek: dentingnya menjadi lebih tinggi, seperti cicit burung. Benda yang pendek, tegang, dan tipis bergetar lebih cepat dan bernyanyi tinggi; yang panjang, kendur, dan tebal bergetar lebih lambat dan bernyanyi rendah. Itulah sebabnya seruling kecil mencicit dan tuba besar menggeram — dan mengapa senar gitar yang paling tipis bernyanyi paling tinggi.
Catatan 19.8 (Jagalah gendang kecil di telingamu)
Jauh di dalam telingamu, selaput mungil — lebih tipis daripada kertas — bergetar bersama setiap bunyi yang datang, persis seperti gendang berbutir beras tadi. Bunyi yang terlalu keras mengguncangnya terlalu kuat: musik yang sangat keras, mesin, dan kembang api dapat merusaknya untuk selamanya, dan selaput itu tidak tumbuh kembali. Tutuplah telingamu di dekat kebisingan, dan jangan pernah berteriak ke telinga siapa pun — telinga tidak punya kelopak.
19.3 Dari sumber sampai ke telinga
Contoh 19.9 (Perjalanan sebuah tepukan)
Seorang teman bertepuk di seberang halaman bermain. Tepukan itu membuat udara bergetar; getarannya menyebar melalui udara ke segala arah, seperti riak di sekeliling kerikil yang dijatuhkan ke kolam; sebagian getarannya sampai ke telingamu dan membuat selaput kecil di telingamu bergetar — dan kamu mendengar tepukan itu. Sumber, perjalanan, telinga: setiap bunyi yang pernah kamu dengar menempuh perjalanan ini. Seberapa cepat perjalanannya, dan lewat apa saja ia dapat merambat? Bab bunyi tahun depan mengambil persis kedua pertanyaan itu.
19.4 Latihan
Latihan 19.1 ★
Apa itu getaran? Sebutkan bagian yang bergetar pada: gitar; gendang; suaramu; lalat yang berdengung.
Solusi
Solusi Latihan 19.1.
Gemetar bolak-balik yang sangat cepat. Gitar: senar yang dipetik. Gendang: kulit yang dipukul. Suara: dua lipatan kecil di tenggorokan. Lalat: sayapnya yang mengepak.
Latihan 19.2 ★
Pada percobaan beras, apa yang dibuktikan oleh butiran yang melompat tentang kulit gendang yang sedang berbunyi?
Solusi
Solusi Latihan 19.2.
Bahwa kulit yang berbunyi adalah kulit yang bergetar: butirannya melompat karena kulit di bawahnya bergerak cepat naik-turun — bahkan ketika hanya teriakan, bukan sentuhan, yang memulainya.
Latihan 19.3 ★
Mengapa menggenggam simbal yang sedang berdenting membuatnya senyap seketika? Hukum mana dalam bab ini yang sedang bekerja?
Latihan 19.4 ★
Untuk membuat denting karet gelang lebih keras, apa yang kamu ubah pada petikanmu? Seperti apa kabur karetnya waktu itu?
Latihan 19.5 ★
Mana yang bernyanyi lebih tinggi: karet pendek yang dijepit atau karet yang utuh? Seruling kecil atau tuba besar? Senar gitar yang paling tipis atau yang paling tebal?
Solusi
Solusi Latihan 19.5.
Karet pendek yang dijepit; seruling kecil; senar yang paling tipis. Benda yang pendek, kecil, dan tipis bergetar lebih cepat dan bernyanyi lebih tinggi.
Latihan 19.6 ★
Berdendanglah dengan jarimu di tenggorokan, lalu berhentilah mendendang. Apa yang dirasakan jarimu, dan tepat kapan rasa itu berhenti?
Latihan 19.7 ★
Ceritakan perjalanan sebuah tepukan dari tangan temanmu sampai ke telingamu, dalam tiga langkah.
Solusi
Solusi Latihan 19.7.
Tangan yang bertepuk membuat udara bergetar; getarannya menyebar melalui udara seperti riak di kolam; getaran itu sampai ke telinga dan membuat selaput kecil di telinga bergetar — dan tepukannya pun terdengar.
Latihan 19.8 ★
Mengapa bunyi yang sangat keras harus dijauhkan dari telinga? Benda mungil apa di dalam telinga yang terancam, dan ia mirip apa dalam bab ini?
Solusi
Solusi Latihan 19.8.
Bunyi yang sangat keras mengguncang selaput mungil di telinga — gendang berbutir beras milik telinga itu sendiri, lebih tipis daripada kertas — cukup kuat untuk merusaknya selamanya; selaput itu tidak pernah tumbuh kembali.
Latihan 19.9 ★
Sisir sebuah kotak musik punya gigi dengan panjang berbeda-beda. Gigi yang mana yang memainkan nada tinggi dan yang mana nada rendah? Jawablah dengan aturan pada Contoh 19.7.
Solusi
Solusi Latihan 19.9.
Gigi yang pendek memainkan nada tinggi, gigi yang panjang nada rendah: benda yang pendek bergetar lebih cepat dan bernyanyi lebih tinggi.
Latihan 19.10 ★★
Tuangkan air ke dalam botol kaca lalu tiuplah melintasi mulutnya: terdengar suitan! Tambahkan air lalu tiup lagi: suitannya menjadi lebih tinggi. Apa yang bergetar sehingga terdengar suitan itu — kacanya, airnya, atau udara di dalamnya? Pakailah aturan pendek-bernyanyi-tinggi untuk membela jawabanmu.
Solusi
Solusi Latihan 19.10.
Udara di dalam botollah yang bergetar — embusan napasmu membuatnya bergidik. Menambah air menyisakan kolom udara yang lebih pendek di atas airnya, dan yang pendek bernyanyi tinggi: itulah sebabnya suitannya naik. Kalau kacanya sendiri yang bernyanyi, menambah air hampir tidak akan mengubah nadanya.
Latihan 19.11 ★★
Maya berkata: “Ketika televisi dibisukan, gambarnya tetap bergerak — jadi gerakan saja pasti menghasilkan bunyi.” Pakailah Definisi 19.2 dan percobaan beras untuk menjelaskan gerakan macam apa yang menghasilkan bunyi, dan mengapa gambar di layar tidak menghasilkan bunyi sama sekali.
Solusi
Solusi Latihan 19.11.
Bunyi memerlukan getaran: gemetar bolak-balik yang cukup cepat untuk mengguncang udara, seperti kulit gendang yang membuat beras menari. Gambar pada layar yang dibisukan memang berubah, tetapi tidak ada apa pun di sana yang menggetarkan udara — warna yang berganti tidak mengguncang apa pun, jadi tidak ada yang dapat ditangkap telinga.