Sebagaimana gelombang transversal, laju gelombang longitudinal juga dipengaruhi sifat medium yang dilaluinya. Gelombang bunyi termasuk gelombang longitudinal… mengenai hal ini sudah dijelaskan dalam pembahasan mengenai pengertian dan jenis-jenis gelombang. Persamaan yang menyatakan laju gelombang bunyi sudah diturunkan dalam pembahasan mengenai laju gelombang. Kali ini gurumuda langsung menulis persamaan laju gelombang bunyi.
Laju gelombang bunyi pada fluida
Laju gelombang bunyi ketika merambat melalui fluida dinyatakan melalui persamaan berikut :
Dari persamaan di atas tampak bahwa laju gelombang bunyi sebanding dengan modulus limbak alias modulus bulk. Semakin besar modulus bulk suatu fluida maka laju gelombang bunyi yang merambat melalui fluida tersebut juga semakin besar. Sebaliknya, semakin kecil modulus bulk suatu fluida maka semakin kecil juga laju gelombang bunyi yang melewati fluida tersebut. Berdasarkan persamaan di atas, tampak bahwa laju gelombang bunyi berbanding terbalik dengan massa jenis fluida. Ini berarti semakin besar massa jenis fluida maka laju gelombang bunyi yang merambat melalui fluida tersebut semakin kecil. Sebaliknya semakin kecil massa jenis fluida maka laju gelombang bunyi yang merambat melalui fluida tersebut semakin besar.
Laju gelombang bunyi pada batang padat
Persamaannya mirip dengan persamaan sebelumnya. Kita hanya perlu mengganti modulus limbak dengan modulus young :
Dari persamaan di atas tampak bahwa laju gelombang bunyi sebanding dengan modulus young. Semakin besar modulus young suatu batang padat maka laju gelombang bunyi yang merambat melalui batang padat tersebut juga semakin besar. Sebaliknya, semakin kecil modulus young suatu batang padat maka semakin kecil juga laju gelombang bunyi yang melewati batang padat tersebut. Berdasarkan persamaan di atas, tampak bahwa laju gelombang bunyi berbanding terbalik dengan massa jenis batang padat. Ini berarti semakin besar massa jenis suatu batang padat maka laju gelombang bunyi yang merambat melalui batang padat tersebut semakin kecil. Sebaliknya semakin kecil massa jenis batang padat maka laju gelombang bunyi yang merambat melalui batang padat tersebut semakin besar.
Berikut data laju gelombang bunyi pada beberapa medium :
| Medium | Laju bunyi (m/s) | Medium | Laju bunyi (m/s) | Medium | Laju bunyi (m/s) |
| Gas | Cair | Padat | |||
| Udara (0 oC) | 331,3 | Air (0 oC) | 1.402 | Aluminium (20 oC) | 5.100 |
| Udara (20 oC) | 344 | Air (20 oC) | 1.482 | Timah (20 oC) | 1.230 |
| Hidrogen (0 oC) | 1.286 | Air (100 oC) | 1.543 | Besi dan baja (20 oC) | 5.130 |
| Hidrogen (20 oC) | 1.330 | Helium cair (4 K) | 211 | Kaca (20 oC) | 4.500 |
| Oksigen (0 oC) | 317,2 | Air raksa (20 oC) | 1.451 | Kayu keras (20 oC) | 4.000 |
| Helium (20 oC) | 999 | Air laut (20 oC) | 1.560 | Tembaga (20 oC) | 3.560 |
Laju bunyi dipengaruhi juga oleh temperatur. Sebagaimana telah dijelaskan sebelumnya, laju bunyi bergantung juga pada kerapatan alias massa jenis medium. Massa jenis suat medium dipengerahui juga oleh temperatur. Jika temperatur berubah maka massa jenis juga ikut2an berubah. Misalnya kita tinjau udara dalam balon… Jika suhu meningkat maka volume udara dalam balon bertambah. Hal ini ditandai dengan bertambahnya volume balon. Karena volume udara dalam balon bertambah maka massa jenis alias kerapatan udara dalam balon berubah (massa jenis = massa/volume).
Referensi
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Tidak ada komentar:
Posting Komentar