Gelombang bunyi – frekuensi (tinggi nada) dan amplitudo (kuat bunyi)

IPA TerpaduCahaya dan bunyiUsia 12–13

Gunakan di kelas saya

Membran pengeras suara bergetar sehingga partikel udara di dalam tabung merapat dan merenggang; lapisan rapatan dan regangan ini merambat sebagai gelombang bunyi, sedangkan setiap partikel hanya bergetar di sekitar posisi setimbangnya. Seret penggeser frekuensi dan amplitudo: frekuensi lebih tinggi membuat membran bergetar lebih cepat sehingga nadanya lebih tinggi, sedangkan amplitudo lebih besar membuat partikel bergetar lebih kuat sehingga bunyinya lebih keras. Grafik simpangan terhadap waktu menunjukkan periode T = 1/f; pilih medium (udara, air, baja, vakum) untuk melihat perbedaan cepat rambat bunyi dan bahwa bunyi tidak dapat merambat melalui vakum.

Pelajaran: Gelombang bunyi; kuat bunyi dan tinggi nada

Yang ditunjukkan

Bunyi adalah gelombang longitudinal: sumber yang bergetar merapatkan partikel medium (rapatan) dan merenggangkannya (regangan), dan pola ini merambat sementara setiap partikel hanya bergetar di sekitar posisi setimbangnya. Frekuensi, banyaknya getaran per detik, menentukan tinggi nada, dan periodenya T = 1/f. Amplitudo menentukan kuat bunyi. Panjang gelombang λ = v/f bergantung pada sumber dan medium: di antara medium yang tersedia, bunyi paling cepat di baja dan paling lambat di udara, serta tidak dapat merambat di ruang hampa.

Cara menggunakan

Dengan Medium Udara, ubah hanya Frekuensi: amati kecepatan getar membran pengeras suara, periode yang memendek pada grafik simpangan terhadap waktu, dan rapatan yang makin berdekatan. Lalu tetapkan frekuensi dan ubah Amplitudo getaran. Gunakan Faktor gerak lambat untuk mengikuti satu partikel dan memastikan partikel itu tidak ikut merambat bersama gelombang. Terakhir, ubah Medium ke Air, Baja, dan Vakum, lalu bandingkan kecepatan dan jarak antarrapatan.

Parameter yang dapat diubah

  • Frekuensi 100–1000 Hz
  • Amplitudo getaran 1–10 mm
  • Medium Udara (343 m/s), Air (1.500 m/s), Baja (6.100 m/s), Vakum (tidak merambat)
  • Faktor gerak lambat 50–500 ×
  • Tampilkan grafik simpangan terhadap waktu

Pertanyaan untuk dijelajahi

  1. Berapa periode bunyi 500 Hz, dan bagaimana grafik membuktikannya?
  2. Jika amplitudo dilipatduakan tanpa mengubah frekuensi, apa yang berubah pada bunyi dan apa yang tetap?
  3. Mengapa astronaut di Bulan tidak dapat mendengar satu sama lain berbicara tanpa radio?