A. Getaran
A. Pengertian / Arti Definisi Getaran
Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada di sekitar titik keseimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu kali gerak bolak-balik penuh.
sebuah bandul bertali yang terikat pada statif ketika di tarik ke kanan sehingga membuat simpangan kemudian di lepaskan akan bergerak kekiri dan kekanan berulang-ulang.
Sebelum bandul di tarik, bandul dalam keadaan setimbang (diam) setelah bandul di tarik dan dilepas,akan bergerak ke kanan dan kekiri melalui titik kesetimbangannya (A). Bandul bergerak dari titik A ketitik C kemudian ke titik A dan ke titik B, selanjutnya kembali ke titik A lagi, demikian seterusnya.
Dengan kata lain, gerak bandul mula-mula dari titik
A ->C->A->B->A dan seterunya. Titik A adalah titik kesetimbangan. Jadi, bandul tersebut bergerak bolak-balik melalui titik keseimbangan. Benda di katakana melakukan satu getaran apabila benda tersebut bergerak dari titk kesetimbangan bolak-balik satu kali. Satu getaran meliputi gerak dari A->C->A->B dan kembali ke A lagi.
1. Amplitudo
Amplitudo adalah simpangan terjauh dari tidak kesetimbangan suatu benda yang bergetar. Besar amplitudo akan memepengaruhi kekuatan getaran. Makin besar amplitudo makin kuat getaran yang di hasilkan dan makin keras bunyi yang di hasilkan.
2. Periode dan frekuensi
Periode getaran di definisikan sebagai selang waktu yang di perlukan untuk melakukan satu getaran.
Dengan demikian frekuensi dan periode merupakan satu kejadian dalam getaran yang selalu berkaitan erat.
Secara sistematis hubungan antara f dan t dapat di tulis:
Keterangan:
F: frekuensi, dalam satuan hertz (Hz)
T: periode dalam satuan sekon
B. Gelombang
Gelombang adalah usikan yang merambat dengan energy tertentu dari satu tempat ke tempat lain. Dalam rambatan gelombang, zat antara (medium) yang di lalui tidak ikut merambat misalnya gelombang laut merambatkan energy melalui air.
Gelombang pada dasarnya dibedakan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang melambat menggunakan zat perantara. Contoh; gelombang pada tali, gelombang laut, dan gelombang bunyi.
Gelombang elektromanegtik adalah gelombang yang ditimbulkan oleh getaran listrik atau medan magnet yang dapat merambat tanpa zat perantara. Kecepatan rambat gelombang-gelombang elektromagnetik selalu konstan, yaitu 3 x 108 m/s dan tidak dapat dibelokan oleh medan listrik ataupun magnet. Contoh gelombang radio, gelombang televise, cahaya dan sinar x.
Berdasarkan arh rambatannya, ada dua jenis gelombang, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
1. Gelombang Transversal
gelombang transversal adalahbgelombang yang arah rambatnya tegak lurus arah getarannya.
Bagian-bagian dari gelombang tranversal:
A-B-C atau E-F-G = bukit gelombangC-D-E atau G-H-I= bukit gelombang B’ D’ F’ H’
Titik B,F, dan J = puncak gelombang
Titik D dan H= lembah / dasar gelombang
A-B-C-D-E = satu panjang gelombang
= satu gelombang
Titik A-C-E-G-I-K = simpul gelombang
Contoh gelombang transverselar adlah gelombang pada tali, gelombang pada permukaan air, gelombang cahaya, dan gelombang radio.
2. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal terdiri atas deret rapatan dan renggangan. Satu gelombang penuh longitudinal, yaitu jarak antara dua pusat rapatanyang berturutan atau antara dua pusat renggangan yang berturutan.
Jadi, gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya berimpit atau sejajar dengan arah rambatan gelombang. Contoh gelombang longitudinal, yaitu gelombang suara, gelombang didalam zat cair, dan gelombang pada spiral yang digerakkan maju-mundur berulang-ulang.
3. Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, dan Kecepatan Rambat Gelombang.
Kalian telah mengetahui gelombang. Gelombang terjadi karena adanya getaran, sedangkan getaran timbul karena adanya energi. Jika suatu benda bergetar dengan satu getaran maka energinya telah merambat satu gelombang. Kecepatan rambat gelombang di tentukan oleh frekuensi dan panjang gelombang yang terjadi. Untuk lebih memudahkan kalian dalam mempelajari hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat gelombang, perlu kalian pahami beberapa pengertian dasar yang berkaitan dengan gelombang, antara lain sebagai berikut;
a. 
Panjang gelombang( ) adalah jarak gelombang yang di tempuh dalam satu periode. b. Periode gelombang (T) adalah waktu yang di perlukan untuk terjadinya satu gelombang.
c. Frekuensi gelombang (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu satu sekon.
d. Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang di tempuh gelombang dalam waktu satu sekon
Hubungan antara panjang gelombang( )dan frekuensi (f) dapat di tuliskan sebagai berikut: Keterangan:
V= cepat rambat gelombang ( m/s)
= panjan g gelombang (m)f= frekuensi (hertz)
C. Gelombang Bunyi
Dalam kehidupan sehari-hari kalian selalu mengeluarkan bunyi. Suara musik, kendaraan bermotor ataupun suara yang kalian keluarkan sewaktu berkomunikasi dengan orang lain adalah contoh bunyi. Bunyi yang terdengar ada yang kuat (keras), ada yang lemah, dan ada pula yang merdu. Karena pendengaran manusia terbatas maka ada bunyi yang dapat kita dengar, ada pula yang tidak dapat kalian dengar. Alat-alat musik menghasilkan bunyi dengan irama tertentu sehingga menghasilkan suara yang merdu.
Bunyi mempuynyai karakter (sifat) sebagai berikut, berasal dari benda yang bergetar; merambat di udara berbentuk gelombang longitudinal; membutuhkan medium untuk merambat; memantul jika mengenai dinding penghalang. Bunyi merupakan hasil dari benda yan g bergetar.
Bunyi adalah hasil dari benda yang bergetar. Benda bergetar yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Sebagai gelombang mekanik, buinyi hanya dapata merambat jika melalui zat perantara (medium). Dengan medium apakah kalian dapat mendengar bunyi loncen yang di pukul ?
Ketika benda dipukul, akan bergetar dan menimbulkan bunyi. Bunyi di hantarkan ke telinga melalui partikel-partikel udara. Pada waktu keluar dari sumber bunyi, bunyi akan menumbuk molekul udara. Molekul udara menumbuk molekul-molekul udara yang terdapat di sebelahnya sehingga terjadi rapatan dan renggangan, demikian seterusnya sampai ke telinga. Jadi, bunyi merambat di udara dalam bentuk rapatan dan renggangan. Dengan demikian, berdasarkan rambartannya, gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal.
1. Syarat-syarat terdengarnya bunyi
bunyi dapat terdengar apbila terdapat tiga faktor, yaitu sumber bunyi, zat antara (medium), dan pendengar. Sumber bunyi adalah segala sesuatu yang dapat mengahsilkan bunyi. Kuat lemahn ya bunyi tergantung pada amplitudo, getaranj, serta jarak antara sumber bunyi dan pendengar.
Bagaimanakah pengaruh amplitudo terhadap bunyi ? petiklah dengan kuat senar pada gitar, bagaimnana dengan bunyi yang kalian dengar ? selajutnya, petiklah dengan lemah, senar pada gitar yang sama. Bagaimanakah sifat bunyi yang kalian dengar ?
Petikan senart yang kuat akan menyebabkan simpang gitar (amplitudo) yang lebih besar di bandingkan petikan yang lemah. Dengan demikian, makim besar amplitudo, makin kertas bunyi terdengar.
Gelombang bunyi dapat didengar apabila terdapat zat antara untuk perambatan bunyi dari sumber bunyi ke pendengar. Bunyi dapat merambat melalui zat antara berupa zat padat, zat cair maupun gas. Bunyi yang kalian dengar pada umumnya berasal dari syumber bunyi yang merambat melalui udara. Dalam ruangan hampa gelombang bunyi tidak dapat merambat sehingga bunyi yang di hasilkan tidak terdengar.
2. Cepat Rambat Bunyi.
Berapa kecepatan bunyi di udara ? Dua orang ilmuwan Belanda, yaitu,Moll dan Van Beck telah melakukan percobaan dengan teliti. Percobaan yang mereka lakukan adalah dengan menembakkan meriam ke udara dari puncak bukti yang berjarak 17km. Keduanya saling menembakan meriam dan mencatat selisih waktu antara nyala meriam dan saat bunyi terdengar. Setelah percobaan di lakukan berulang kali dan di catat dengan teliti diperoleh hasil sebagai berikut. Pada udara yang bersuhu 0 0C kecepatan bunyi adalah 332 m/s. Suhu 15 oC kecepatannya 340 m/s dan pada suhu 25 0C kecepatannya 347 m/s.
Dari kegiatan di atas dapat diketahui bahwa melalui udara yang berbeda suhunya ternyata mempunyai kecepatan rambat yang berbeda. Bagaimana dengan medium yang lain ? berikut ini table cepat rambat bunyi dari berbagai zat perantara.
No | Nama Zat | Kecepatan Bunyi (m/s) |
1. | Gas karbon (C) | 267 |
2. | Udara pada suhu 0 0C | 332 |
| Udara pada suhu 15 0C | 340 |
| Udara pada suhu 25 0C | 347 |
3. | Gabus | 500 |
4. | Alkohol | 1213 |
5. | Hidrogen (H) pada suhu 0 0C | 1261 |
6. | Timbal | 1300 |
7. | Air pada suhu 15 0C | 1440 |
8. | Emas | 2030 |
9. | Aluminium | 5000 |
10. | Baja | 5100 |
11. | Besi | 5120 |
Cepat rambat bunyi dapat dihitung sebagai berikut.
Kecepatan rambat bunyi =
Jika cepat rambat bunyi = v, jarak tempuh = s, dan waktu tempuh = t maka: 
3. Batas Pendengaran Manusia
Semua benda yang bergetar dapat menghasilkan bunyi.Namun,tidak semua bunyi yang di hasilkan oleh benda bergetar dapat di terima oleh indra manusia. Adapun syarat-syarat bunyi yang dapat di dengar oleh manusia adalah sebagai berikut.
1. Bunyi terjadi jika adanya getaran dari sumber bunyi dengan frekuensi terrendah 20 getaran per sekon dan tertinggi 20.000 per sekon (20 Hz – 20 kHz)
2. Terdapat zat perantara yang dapat menghantarkan gelombang bunyi dari sumbernya sampai ketelinga. Pada umumnya,zat perantara bunyi,yaitu udara,tetapi dapat pula logam atau air.
3. Diterima oleh telinga sehat dan dalam keadaan sadar.telinga adalah sekedar alat untuk menerima rangsangan getaran,sedangkan yang menerima dan menghayati bunyi tersebut ialah otak sebagai pusat kesadaran.
Gelombang bunyi yang dapat di tangkap oleh telinga kita dadalahyang mempunyai frekuensi anatara 20 -20.000Hz. frekuensi itu merupakan batas pandengar manusia sehingga di sebut frekuensi audio atau audiosonik.
Terdapat banyak factor mempengaruhi pendengaran. Walaupun getaran bunyi berada pada daerah frekuensi audio,kadang-kadang manusia tidak dapat mendengar bunyi yang masuk ke telinga.misalnya,pada orang-orang lanjut usia,orang sakit,telinga rusak,setengah sadar,tertidur lelap,melamun atau saat tidak memerhatikan.
Getaran bunyi yang frekuensinya di bawah 20 getaran per sekon disebut infrasonik (infra=bawah dan sono=suara),sedangkan getaran di atas 20.000 gateran per sekon disebut ultrasonik (ultra=atas).ada beberapa jenis hewan yang dapat menangkap infrasonik dan ultrasonic,misalnya jangkrik,anjing,dan kelelawar. Apa keistimewaan jangkrikmitu? Dangan indra pendengarannya yang terletak pada kedua sungut depan,jangkrik dapat menangkap grtaran infrasonic. Oleh karena itu,suara lemah pun dapat di dengar untuk menjagandiri dari bahaya yang mengancamnya. Selain jangkrik,anjing juga bisa menangkap infrasonic. Mengapa anjingnmelolong pada malam hari yang sepi? Barangkali anjing mendengar suara infrasonik yang mencurigakan yang tidak dapat di dangar manusia.
Saat ini,ultrasonic telah di terapkan dalam berbagai bidang,antara lain sebagai berikut.
1.Bidang Industri Modern
Penggunaan ultrasonik dalam industri modern antara lain untuk meratakan campuran susu agar menjadi homogeny,meratakan campuran besi dan timah dalam industri logam,dan mematikan kuman-kuman pada industri pengawet makanan kaleng.
2.Bidang Kesehatan
Fungai ultrasonik dalam bidang keaehatan hampir sama dengan fungai sinar –X. Penggunaan ultrasonik dalam bidang kesehatan dinamakan USG (ultrasonografi), yaitu untuk melihat organ-organ tubuh bagian dalam yang tidak boleh di lihat menggunakan sinar –X,misalnya janin dalam rahim.
3.Bidang Pertahanan dan Keamanan
Penggunaan ultrasonik dalam bidang pertahanan dan keamanan anatara lain sebagai alat detector dalam air. Misalnya,untuk mengetahui kedudukan kapal dari dasar laut atau untuk mengetahui posisi kapal selam lain.
4.Bidang Perikanan
Gelombang ultrasonik digunakan pada sonar (Sound Navigation and Rangaing),yaitu metode penggunaan gelombang ultrasonik untuk menaksir ukuran,bentuk,dan kedalaman benda-benda di dalam laut.Penerapan metode sonar ini antatara lain untuk menentukan letak kawanan ikan di dalam laut.
