Mengapa cepat rambat bunyi berbeda untuk suhu yang berbeda?

Cari soal sekolah lainnya

KOMPAS.com - Kita bisa mendengar bunyi, karena bunyi merambat melalui media di sekitar kita, seperti udara, zat cair, hingga zat padat.

Untuk kecepatannya, bergantung pada media yang digunakan. Namun, umumnya zat padat memiliki kecepatan rambat lebih tinggi dibanding zat lainnya.

Menurut Yul Ifda Tanjung dalam buku Kajian Pengetahuan Konseptual (Teori & Soal) (2020), bunyi merupakan salah satu jenis gelombang longitudinal (gelombang yang arah rambatnya sejajar) yang dihasilkan dari getaran benda.

Agar bisa didengar, gelombang bunyi membutuhkan media perantara. Bunyi lebih cepat merambat melalui benda padat. Selain itu media perantara lainnya bisa berupa zat cair ataupun gas. 

Maka tidak mengherankan jika di ruang hampa, seperti di luar angkasa, kita tidak bisa mendengar suara atau bunyi.

Baca juga: Jenis-Jenis Bunyi

Gelombang bunyi mempunyai tingkat kecepatan rambat yang terbatas. Kecepatannya bisa meningkat sesuai dengan suhu mediumnya.

Hal ini berarti jika kecepatan rambat bunyi tidak hanya dipengaruhi oleh jenis mediumnya saja, melainkan juga suhu mediumnya.

Dilansir dari situs Lumen Learning, berikut besaran rambat bunyi sesuai mediumnya:

Medium perantara Besaran cepat rambat bunyi (m/s)
Udara (0ºC) 331
Oksigen (0ºC) 316
Hidrogen (0ºC) 1290
Air (20ºC) 1480
Air laut (20ºC) 1540
Etanol (20ºC) 1160
Air raksa (20ºC) 1450
Aluminium (15ºC) 5000
Besi (15ºC) 5120
Marmer (15ºC) 3810

Perhitungan cepat rambat bunyi

Mengutip dari Buku Pintar Fisika (2008) karya Efrizon Umar, cepat rambat bunyi adalah jarak sumber bunyi dengan pendengar, yang dibagi dengan kebutuhan waktu gelombang bunyi agar bisa sampai ke pendengarnya.

Berikut rumusnya:

Agar lebih mudah memahaminya, mari kita simak contoh soal di bawah ini:

Contoh soal:

Ledakan petasan terdengar 10 detik setelah percikan api terlihat. Berapakah cepat rambat bunyinya, jika jarak petasan dengan pendengarnya sejauh 1,5 kilometer?

Diketahui:

t = 10 detik
s = 1,5 kilometer (diubah jadi meter = 1.500 meter).

Jadi, cepat rambat bunyi saat ledakan terjadi adalah 150 m/s.

Baca juga: Macam-Macam Bunyi Pantul

Dapatkan update berita pilihan dan breaking news setiap hari dari Kompas.com. Mari bergabung di Grup Telegram "Kompas.com News Update", caranya klik link https://t.me/kompascomupdate, kemudian join. Anda harus install aplikasi Telegram terlebih dulu di ponsel.

Cari soal sekolah lainnya

Cepat Rambat Bunyi dan Perbedaan Kecepatan Perambatan Pada Medium

Amongguru.com. Cepat rambat bunyi merupakan jarak yang ditempuh gelombang bunyi tiap satu satuan waktu.

Bunyi yang terdengar, tergantung pada jarak antara sumber bunyi dan pendengar serta waktu untuk perambatannya. Secara matematis, cepat rambat bunyi dapat dirumuskan sebagai berikut.

Mengapa cepat rambat bunyi berbeda untuk suhu yang berbeda?

Dengan :

  • v = cepat rambat bunyi (m/s)
  • s = jarak tempuh (m)
  • t = waktu tempuh (s)

Untuk mengukur cepat rambat bunyi di udara, maka dapat dilakukan dengan menggunakan teknik resonansi.

Mengapa cepat rambat bunyi berbeda untuk suhu yang berbeda?

Gelombang bunyi yang dihasilkan dari garputala yang dipukul akan merambat pada kolom udara dalam tabung dan mengenai permukaan air dalam tabung, selanjutnya dipantulkan kembali ke atas, sehingga berinterfensi.

Jika kedua geloombang bertemu di fase yang sama, maka akan terjadi interferensi yang saling memperkuat dan saat itu frekuensi getaran udara sama dengan  frekuensi garputala. Peristiwa tersebut dinamakan resonansi.

Resonansi pertama terjadi apabila panjang kolom udara sebesar , resonansi kedua terjadi jika panjang kolom udara , ketiga jika  dan seterusnya.

Melalui mengukur panjang kolom udara pada saat terjadi resonansi, maka cepat rambat bunyi di udara dapat dihitung dengan rumus sebagai berikut.

v = f × λ

dengan :

  • v = cepat rambat bunyi (m/s)
  • λ = panjang gelombang bunyi (m)
  • f = frekuensi garputala (Hz)

Pengaruh Jenis Medium Terhadap Cepat Rambat Bunyi

Bunyi hanya dapat merambat jika ada zat perantara atau medium. Medium ini dapat berupa zat padat, zat cair, atau gas.

Cepat rambat bunyi pada masing-masing medium tersebut berbeda-beda. Sebuah eksperimen membuktikan bahwa sebuah bunyi nyaring membutukan waktu lima sekon untuk sampai ke telinga manusia melalui udara.

Jika bunyi tersebut merambat melalui air, ternyata  lebih cepat dan hanya membutuhkan waktu empat sekon.

Apabila bunyi tersebut melalui besi, ternyata hanya ,membutuhkan waktu tiga sekon lebih cepat daripada dalam zat cair.

Sehingga urutan cepat rambat bunyi pada medium dari terbesar ke terkecil adalah dari zat padat, zar cair, dan zat gas.

Zat padat merambatkan bunyi lebih cepat daripada zat cair dan zat cair lebih cepat merambatkan bunyi daripada gas.

Selain jenis medium, cepat rambat bunyi juga dipengaruhi oleh besarnya suhu. Semakin tinggi suhu suatu ruangan, maka cepat rambat bunyi juga semakin besar.

Berikut ini tabel cepat rambat bunyi beberapa material pada suhu 20°C dan tekanan 1 atm.

Mengapa cepat rambat bunyi berbeda untuk suhu yang berbeda?

Pada malam hari, suara kereta api akan terdengar lebih jelas daripada siang hari. Hal ini disebabkan pada malam hari, suhu permukaan bumi lebih kecil daripada suhu di udara.

Bunyi merambat lebih lambat pada suhu rendah, sehingga pada malam hari suara kereta api tidak menyebar ke atas, tetapi menyebar ke permukaan bumi.

Contoh Soal :

Soal 1

Setelah terjadi kilat, 10 sekon kemudian terdengar bunyi petir. Jika kecepatan bunyi di tempat tersebut 340 m/s, hitunglah jarak pendengar dengan sumber bunyi petir!

Penyelesaian :

Diketahui :

t = 10 sekon, v = 340 m/s

Ditanyakan : jarak pendengar ke sumber bunyi (s)

Jawab :

s = v x t

s = (340 m/s) (10 s)

s = 3.400 meter

Jadi jarak pendengar ke sumber bunyi adalah 3.400 meter.

Soal 2

Gelombang bunyi merambat di udara dengan kecepatan 300 ms/s. Apabila panjang gelombangnya 25 cm, maka berapakah frekuensi gelombang tersebut?

Penyelesaian :

Diketahui :

v = 300 m/s, λ = 25 cm = 0,25 m

Ditanyakan : frekuensi gelombang (f)

Jawab :

f = v/λ

f = (300 m/s)/0,25 m

f = 1.200 Hz

Jadi frekuensi gelombang tersebut adalah 1.200 Hz.

Baca juga :

Demikian ulasan mengenai cepat rambat bunyi dan perbedaan kecepatan perambatan pada medium. Semoga bermanfaat.


Pernahkah kamu melihat halilintar? Kilatan halilintar dan suaranya tampak tidak terjadi dalam satu waktu. Sebenarnya, kilatan halilintar dan suaranya terjadi bersamaan. Mengapa kita melihat kilatan halilintar lebih dahulu, kemudian disusul suaranya? Hal ini berkaitan dengan cepat rambat gelombang. Halilintar terdiri atas dua gelombang, yaitu gelombang cahaya yang berupa kilatannya dan gelombang bunyi yang berupa suaranya. Karena kedua gelombang ini mempunyai cepat rambat gelombang yang berbeda, dua gelombang ini tampak terjadi beriringan. Ternyata cepat rambat gelombang cahaya lebih besar dari cepat rambat gelombang bunyi. Oleh karena itu, kilatan cahaya akan lebih dahulu kita lihat, kemudian disusul suaranya.

Hal serupa juga terjadi ketika kamu mendengar bunyi pesawat di atas kamu, ternyata pesawat terlihat sudah jauh berada di depan. Hal ini disebabkan cepat rambat cahaya lebih besar daripada cepat rambat bunyi. Kecepatan perambatan gelombang bunyi bergantung pada medium tempat gelombang bunyi tersebut dirambatkan. Selain itu, kecepatan rambat bunyi juga bergantung pada suhu me-dium tersebut. Kecepatan perambatan gelombang bunyi di udara bersuhu 0° C akan berbeda jika bunyi merambat di udara yang bersuhu 25° C. Bagaimana menentukan kecepatan perambatan gelombang bunyi?

Kecepatan gelombang bunyi dapat dirumuskan sebagai berikut.

v = cepat rambat bunyi (m/s)

Δs = jarak sumber bunyi dengan pengamat (m)

 atau dapat juga dicari dengan menggunakan persamaan panjang gelombang (λ), dengan persamaan:

          v = cepat rambat gelombang bunyi

          λ = panjang gelombang (dibaca: lamda)



Perlu diingat bahwa kecepatan merambatnya bunyi dalam suatu medium tidak hanya bergantung pada jenis medium, tetapi bergantung juga pada suhu medium tersebut. Cepat rambat gelombang bunyi di udara pada suhu 20° C akan berbeda dengan cepat rambat gelombang bunyi di udara pada suhu 50° C.

Kecepatan bunyi pada beberapa medium pada suhu yang sama (20 °C) ditunjukkan pada Tabel di bawah ini.

Mengapa cepat rambat bunyi berbeda untuk suhu yang berbeda?

Pada Tabel di atas terlihat bahwa untuk medium yang berbeda, kecepatan perambatan gelombang bunyinya berbeda pula. Jika dilihat dari kepadatan medium-medium pada Tabel di atas ternyata pada medium yang mempunyai kerapatan paling kecil yaitu udara, gelombang bunyi merambat paling lambat dan sebaliknya. Jadi bunyi merambat paling baik dalam medium zat padat dan paling buruk dalam medium udara (gas).

Perbedaan cepat rambat bunyi dalam ketiga medium (padat, cair, dan gas) karena perbedaan jarak antarpartikel dalam ketiga wujud zat tersebut. Jarak antarpartikel pada zat padat sangat berdekatan sehingga energi yang dibawa oleh getaran mudah untuk dipindahkan dari partikel satu ke partikel lainnya tanpa partikel tersebut berpindah. Begitu sebaliknya pada zat gas yang memiliki jarak antarpartikel yang berjauhan. Selain bergantung pada medium perambatannya, cepat rambat gelombang bunyi juga bergantung pada suhu medium tempat gelombang bunyi tersebut merambat.

Tabel di bawah ini memperlihatkan kecepatan perambatan bunyi di udara pada suhu yang berbeda.

Mengapa cepat rambat bunyi berbeda untuk suhu yang berbeda?

Pada Tabel di atas terlihat bahwa pada medium yang sama yaitu udara, gelombang bunyi merambat dengan kecepatan berbedabeda. Jadi, semakin tinggi suhu udara, semakin besar cepat rambat bunyinya atau semakin rendah suhu udara, semakin kecil cepat rambat bunyinya.

Contoh Soal tentang cepat rambat bunyi

Sebuah sumber bunyi mengeluarkan bunyi. Bunyi tersebut terdengar oleh pengamat 1,5 sekon kemudian. Jarak antara sumber bunyi dan pengamat adalah 510 m. Hitunglah kecepatan gelombang tersebut!

Jadi, cepat rambat gelombang bunyi tersebut adalah 340 m/s.

TOLONG DIBAGIKAN YA :