7 mengajarkan anak tentang suara
DESCRIPTION
bagaimana si mengajarkan anak tentang suara?Nah berikut adalah caranyasemoga membantu.....thanksTRANSCRIPT
CHAPTER 7
MENGAJARKAN ANAK TENTANG SUARA
APA ITU SUARA? (PERCOBAAN 7-A HINGGA 7-D)
Percobaan yang berbeda dan penyelidikan murid
Percobaan 7-A. Percikan Besar. Pukulkanlah garpu tala pada tumit sepatu
Anda, atau pukul dengan palu karet. Letakkan ujung garpu tala (kedua ujungnya
yang bergetar) ke dalam gelas berisi air. Apa yang kamu lihat? Apakah percobaan
ini menunjukkan kepada kita tentang suara? (Lihat Gambar. 7-1)
Gambar 7-1. Apa yang terjadi ketika garpu tala dicelupkan ke dalam air?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mengamati percikan air yang keluar dari gelas ketika garpu tala menyentuh
air
2. Bereksperimen dengan garpu tala dengan ukuran yang berbeda
3. Menyimpulkan (tidak benar) bahwa semakin besar ukuran garpu tala,
semakin besar percikannya
4. Menyimpulkan (tidak benar) bahwa semakin tinggi frekuensi, semakin besar
percikannya (sebenarnya, kesimpulan ini benar sampai dengan batas tertentu,
tapi kemudian percikan berkurang dengan meningkatnya frekuensi)
5. Menggeneralisasi bahwa di mana ada suara di situ terdapat getaran
1
Percobaan 7-B. Pantulan Bola Ping-Pong. Pukullah garpu tala dan
tempelkan bagian giginya (bagian ujungnya) pada bola Ping-Pong yang
digantung. Apa yang terjadi pada bola ketika tersentuh oleh garpu tala? (Lihat
Gambar. 7-2)
Gambar 7-2. Apa yang terjadi dengan bola Ping-Pong ketika tersentuh dengan
garpu tala yang bergetar?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mengamati bahwa bola Ping-Pong terpental ketika menyentuh garpu tala
2. Bereksperimen dengan garpu tala dengan ukuran yang berbeda
3. Membentuk sebuah teori bahwa garpu tala mempunyai energi yang
dipindahkan ke bola
4. Menyimpulkan bahwa garpu tala bergetar
Kegiatan 7-C. Penunggang Gelang Karet. Ikatlah gelang karet di antara dua
paku dan gantungkan beberapa kertas "sebagai penunggang" pada untaian karet
tersebut. Petik gelang karet itu, kemudian amati.
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mengamati bahwa kertas tersebut memantul dan terombang-ambing
2. Mengamati bahwa karet tersebut bergetar
2
3. Membandingkan kegiatan ini dengan kegiatan lainnya yang menggunakan
garpu tala
4. Menggeneralisasikan bahwa suara disebabkan oleh getaran
Kegiatan 7-D. Getaran Suara. Mintalah siswa untuk menahan satu
tangannya pada leher tepat di atas jakun pada saat berbicara atau bergumam. Apa
yang mereka rasakan? Kesimpulan apa yang dapat dibuat tentang suara dan
getaran?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Merasa getaran ketika berbicara atau bergumam
2. Menyimpulkan bahwa getaran menyebabkan terjadinya suara
3. Membandingkan getaran tersebut dengan getaran yang dihasilkan pada
percobaan lainnya
Percobaan 7-A hingga 7-D dijelaskan dalam konteks (Apa itu suara?)
Bagian ini dimaksudkan untuk membuktikan fakta bahwa suara adalah
suatu bentuk energi yang dihasilkan oleh getaran materi atau, lebih
sederhananya, bahwa suara dihasilkan oleh getaran.
Terdapat banyak sekali percobaan yang bisa dilakukan untuk menemukan
prinsip ini. Misalnya pada percobaan 7-A. Percikan Besar, sebuah getaran dari
garpu tala dapat menyebabkan percikan air. Bila garpu tala dipukul, gigi garpu
tala bergerak bolak-balik (atau bergetar) dengan cepat.
Ketika garpu tala dicelupkan ke dalam air, getaran yang cukup kuat
menyebabkan sebuah percikan. Murid akan mengetahui bahwa garpu tala besar
sekitar 126 getaran per detik, memiliki gerakan yang besar sehingga dapat dilihat
dengan mudah dan akan menghasilkan percikan yang baik.
Garpu tala yang lebih dengan getaran 256 dan 512 getaran per detik dapat
menyebabkan percikan yang lebih besar, walaupun gerak getaran garpu tala
tersebut jauh lebih pendek dan sulit untuk dilihat. Percikan tersebut menjadi lebih
besar karena ujungnya bergerak lebih cepat.
Tetapi, garpu tala dengan ukuran yang lebih kecil tidak dapat bekerja dengan
baik. Gerak getaran menjadi sangat kecil sehingga getaran untuk mengguncang air
3
tersebut menjadi semakin berkurang. Pada saat menggunakan garpu tala 2000 dan
3000 getaran per detik, maka tidak akan menimbulkan percikan sama sekali.
Percobaan 7-B. Pantulan Bola Ping-Pong menunjukkan efek getaran juga.
Jika garpu tala benar-benar bergetar, maka kemungkinan gerakan yang cepat
tersebut akan menyebabkan sesuatu pada bola Ping-Pong. Bola yang digantung
dengan benang dan menyentuhkannya dengan ujung garpu tala yang bergetar.
Bola akan terpental jauh dengan tenaga yang mengejutkan. Hasil terbaik yang
diperoleh dengan garpu tala berkisar 256-512 getaran per detik.
Percobaan sederhana lainnya yang menunjukkan hasil yang sama adalah
memegang ujung selembar kertas ringan pada garpu tala yang bergetar. Suara
getaran gigi garpu tala yang mengenai kertas akan mudah untuk didengar.
Ketika getaran garpu tala sering kali sulit untuk dilihat, getaran gelang karet
biasanya lebih terlihat. Bukti nyata dari pergerakan masih bisa meningkat dengan
menempatkan lipatan kertas pada karet seperti yang disarankan dalam Percobaan
7-C. Penunggang Gelang Karet.
Jangan lupa untuk menghubungkan percobaan ini dengan percobaan
sebelumnya. Dalam setiap pemasalahan getaran benda (garpu tala dan gelang
karet) akan menghasilkan respons yang terlihat ketika beberapa objek
menyentuhnya. Setiap percobaan memberikan bukti bahwa sebuah benda
menghasilkan suara jika benda tersebut benar-benar bergetar.
Murid mungkin bertanya apakah suara dari berbicara, menyanyi, dan
bergumam juga dihasilkan oleh materi yang bergetar. Percobaan 7-D. Getaran
Suara harus menjadi pusat perhatian oleh mereka. Jika murid menahan tangannya
di leher, getaran yang berasal dari laring (kotak suara) akan dirasakan.
Dalam semua percobaan terdapat bukti bahwa suara dihasilkan oleh getaran.
Percobaan ini memperjelas bahwa getaran benar-benar ada.
BAGAIMANA SUARA MERAMBAT? (PERCOBAAN 7-E HINGGA 7-K)
Percobaan yang berbeda dan penyelidikan murid
Percobaan 7-E. Meja Pesan. Tahan telinga Anda pada permukaan meja
sementara seseorang menekan dan menggores pada ujung meja. Apa yang
4
didengar? Bagaimana membandingkan suara yang datang melalui meja dengan
suara yang datang melalui udara?
Penyelidikan Murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mendengarkan suara yang datang melalui permukaan meja
2. Mengendalikan variabel dengan memastikan bahwa suara itu datang hanya
melalui meja (tutuplah telinga Anda)
3. Membandingkan suara yang datang melalui meja dengan suara yang datang
(dari sumber yang sama) melalui udara
4. Menyimpulkan bahwa suara merambat melalui benda padat
Percobaan 7-F. Gigi: Detektor Suara. Siapa pun dapat mendengarkan bunyi
jam dengan menempelkan jam tersebut pada telinganya. Cari tahu apakah Anda
dapat mendengar bunyi jam dengan gigi Anda. Dapatkah Anda mendengar jam itu
dengan telinga tertutup? (Pada percobaan ini, anda perlu sebuah jam analog
karena jam digital tidak akan dapat difungsikan).
Penyelidikan Murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Bereksperimen dengan menahan jam menggunakan bibir dan kemudian
dengan menggunakan gigi dengan hati-hati
2. Mengendalikan variabel untuk memastikan bahwa tidak ada suara yang
datang melalui telinga (tutup telinga)
3. Menyimpulkan bahwa suara merambat melalui benda padat (dari kepala)
agar dapat dideteksi
Percobaan 7-G. Lonceng Sendok. Ikatlah sendok dengan dua potong tali.
Lilitkan salah satu tali di sekitar jari pada salah satu tangan Anda dan tali lainnya
di sekitar jari pada tangan yang lainnya. Kemudian tutup kedua telinga dengan jari
tersebut. Condonglah ke depan sehingga sendok itu mengenai bangku atau meja.
Apa yang Anda dengar? (Lihat Gambar 7-3).
5
Gambar 7-3. Apakah Anda pernah mendengarkan sendok? Bandingkan suara
seperti yang terdengar melalui tali dengan suara yang terdengar
melalui udara!
Penyelidikan Murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Membandingkan suara yang didengar melalui tali dengan suara yang didengar
melalui udara
2. Bereksperimen dengan sendok dengan ukuran yang berbeda dan dengan
benda lain
3. Menyimpulkan bahwa suara merambat melalui tali
Percobaan 7-H. Telepon Kaleng. Buat lubang kecil pada dasar kaleng. Tarik
tali melalui lubang tersebut dan buatlah ikatan sebagai pengancing di dalam
kaleng (Pengancing berguna untuk menjaga agar tali tidak lepas ketika kaleng
ditarik). Lakukan hal yang sama pada ujung tali dan kaleng kedua. Panjang tali
tersebut paling tidak sepanjang ruang kelas.
Mintalah seorang murid untuk memegang kaleng di setiap ujung tali.
Pastikan bahwa mereka menarik tali dengan kencang. Kemudian mintalah salah
satu murid untuk berbicara ke dalam kaleng sementara murid yang lainnya
mendengarkan. Apa yang didengar? Bagaimana telepon kaleng meneruskan
suara?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
6
1. Menemukan bahwa kadang-kadang suara dapat didengar cukup baik tapi di
lain waktu tidak ada suara sama sekali
2. Bereksperimen untuk mengetahui bagaimana telepon harus dipegang agar
menghasilkan hasil yang terbaik
3. Menguji dengan menggunakan panjang dan ketebalan tali yang berbeda
4. Menyimpulkan bahwa perjalanan suara melalui tali
Percobaan 7-1. Garam menari. Rentangkan membran karet (dari balon) pada
seluruh bagian ujung kaleng yang terbuka kemudian taburkan garam di atas karet
tersebut. Pukullah garpu tala lalu tahan sekitar 1 sentimeter di atas karet tersebut.
Apa yang dapat Anda perhatikan? Apakah percobaan ini menunjukkan kepada
kita tentang suara? (Lihat Gambar. 7-4)
Gambar 7-4. Garpu tala yang bergetar menyebabkan garam "menari" di karet
yang terbentang.
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mengamati bahwa garam “menari” jika garpu tala dipegang dengan cara
tertentu
2. Bereksperimen dengan berbagai cara untuk memegang garpu tala
3. Membandingkan garpu tala dengan ukuran yang berbeda
4. Merumuskan aturan untuk menjelaskan mengapa garpu tala dapat
menyebabkan garam “menari”
Percobaan 7-J. Pipa Dengar. Pasang selang karet pada corong seperti yang
ditunjukkan pada Gambar. 7-5. Dekatkan corong tersebut pada jam yang berdetik.
Dapatkah Anda mendengar suara yang datang melalui pipa? Apakah suara
7
tersebut lebih keras atau lebih lembut daripada suara yang datang melalui udara?
Gunakan perangkat ini untuk mendengarkan suara jantung Anda.
Gambar 7-5. Suara detik jam melalui pipa terdengar lebih keras dari pada
melalui udara.
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Membandingkan suara yang didengar melalui pipa dengan suara yang datang
melalui udara
2. Bereksperimen dengan berbagai panjang dan ukuran pipa
3. Membentuk teori untuk menjelaskan mengapa suara yang datang melalui pipa
terdengar lebih keras
Percobaan 7-K. Suara Dalam Air. Isi mangkuk besar atau akuarium dengan
air. Kemudian tempatkan telinga Anda pada salah satu sisi akuarium sedangkan
jam yang berdetik di letakkan pada bagian sisi lainnya. Tutup telinga Anda
dengan jari sehingga Anda hanya bisa mendengarkan dengan menggunakan
telinga yang dihadapkan pada akuarium. Percobaan ini umumnya disarankan
untuk menunjukkan bahwa suara merambat melalui air. Apakah yang salah
dengan hal itu? (Lihat Gambar. 7-6).
8
Gambar 7-6. Dapatkah Anda mendengar suara jam melalui air? Cobalah dengan
akuarium kosong. Dapatkah Anda masih mendengar jam?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mendengarkan suara jam yang berdetik menjangkau telinga
2. Menyimpulkan (tidak benar) bahwa percobaan ini membuktikan suara
merambat melalui air
3. Bereksperimen untuk mengetahui apakah suara dapat didengar dengan
menggunakan akuarium kosong
4. Memikirkan sebuah cara untuk membuktikan bahwa suara merambat melalui
air
Percobaan 7-E hingga 7-K dijelaskan dalam Konteks (Bagaimana suara
merambat?)
SUARA MERAMBAT DALAM GELOMBANG. Untuk memahami
bagaimana suara merambat, kita perlu memiliki beberapa informasi dasar tentang
gelombang. Suara yang diteruskan dari suatu tempat ke tempat lain dalam bentuk
gelombang.
Ada dua jenis gelombang: (1) transversal dan (2) longitudinal. Gelombang
transversal secara umum mirip seperti gelombang air jika dilihat dari samping ke
samping. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki bentuk
renggangan dan rapatan yang dapat mengirimkan suara.
Gelombang transversal dengan mudah dapat ditunjukkan dengan memasang
salah satu ujung tali ke sebuah pegangan pintu atau benda lain lalu mengibaskan
dari ujung lainnya. Gelombang seperti ular bergerak dengan cepat dari tangan
menuju ujung tali. Gelombang juga dapat ditunjukkan dengan slinki (pegas).
Rentangkan slinki pada meja dan mintalah dua orang murid untuk memegang
pada setiap ujungnya. Kemudian mintalah salah satu murid untuk menggerakkan
slinki tersebut dengan kuat ke arah samping (mengibaskannya ke samping).
Gelombang seperti ular akan bergerak di meja. (Lihat gambar. 7-7)
9
Gambar 7-7. Gelombang transversal dan longitudinal keduanya dapat
ditunjukkan dengan pegas (slinki)
Gelombang longitudinal juga dapat ditunjukkan dengan slinki. Yaitu,
dengan cara menggantikan gerakan slinki ke arah samping, dengan membuat
gerakan dorong-tarik yang kuat. Gelombang dengan mudah terlihat bergerak di
sepanjang kawat.
SUARA MERAMBAT MELALUI BENDA PADAT. Pada zaman Old
West. Suku Indian sering mendeteksi keberadaan kereta gerobak atau kawanan
kerbau dengan mendengarkan suaranya. Mereka tidak mendengarkannya melalui
udara, melainkan mendengarkannya melalui benda padat. Dengan menahan
telinga pada batu atau tanah yang keras, orang-orang suku Indian bisa mendeteksi
suara dari jarak yang lebih jauh daripada mendeteksinya melalui udara.
Saat ini para buruh kereta api melakukan sedikit hal yang sama ketika
mereka akan mendengarkan suara kereta api. Mereka akan menahan telinganya
pada rel kereta. Jika kereta terdengar, mereka akan mengetahui bahwa saat itu
tidak aman untuk memperbaiki rel kereta. Mereka akan menunggu hingga benar-
benar tidak ada kereta yang didengar sebelum mereka mengganti rel.
Versi lain dari kegiatan ini biasa dilakukan oleh mekanik mobil. Mereka
menempelkan salah satu ujung tongkat terhadap bagian mesin mobil sambil
menahan telinga pada ujung tongkat yang lainnya. Jika bearing (bantalan/laker)
tidak berfungsi dengan baik, bunyi putaran dapat terdengar melalui tongkat. Hal
ini jauh lebih baik daripada mendengarkannya melalui udara.
10
Masing-masing contoh sebelumnya berhubungan dengan salah satu prinsip
dasar suara: suara merambat melalui benda padat. Bahkan, sebagian besar suara
yang merambat melalui benda padat jauh lebih baik daripada melalui udara.
Banyak kegiatan kelas yang menunjukkan bahwa suara merambat melalui
zat padat. Percobaan 7-E. Pesan meja adalah contoh miniatur dari kegiatan
mendeteksi suara kawanan kerbau yang telah dijelaskan sebelumnya. Meskipun
demikian, bukan berarti mendeteksi suara yang merambat dari beberapa
kilometer, tapi suara yang hanya berasal dari beberapa meter saja di atas meja.
Murid akan menyadari bahwa suara terdengar cukup keras ketika didengar
melalui meja.
Pada percobaan 7-F. Gigi: Detektor Suara. Jam tangan yang berdetik dapat
terdengar cukup baik jika ditahan di antara gigi dan jika telinga ditutup dengan
jari. Bunyi detik jam akan memiliki nada yang lebih dalam daripada ketika jam
tersebut ditempelkan langsung pada telinga. Suara tersebut merambat melalui
tulang kepala menuju ke pusat pendengaran, Hal ini menunjukkan lagi bahwa
suara merambat melalui benda padat. (Gunakan jam tangan analog saja, jam
tangan digital tidak akan mengeluarkan suara.)
Kegiatan ini juga dapat dilakukan dengan menahan pensil di antara gigi dan
menekan pensil tersebut dengan menggunakan gigi. (Hati-hati: pensil harus
ditekan dengan pelan, atau gigi bisa saja menjadi rusak). Suara penekanan dapat
terdengar dengan jelas bahkan jika telinga ditutup, karena tulang kepala
menghantarkan suara. Namun, jika pensil ditahan dengan hanya menggunakan
bibir, suara terdengar lebih lemah. Karena jaringan lunak pada kulit dan bibir
merupakan penghantar suara yang lemah.
Percobaan 7-G. Lonceng Sendok menunjukkan bagaimana suara merambat
melalui benda padat. Percobaan ini memegang beberapa kejutan bagi siswa.
Pertama, sebagian besar akan kagum pada keindahan suara yang didengarnya.
Suara sendok akan mengetuk "nyaring" ketika didengar melalui udara, tapi seperti
berdentang ketika didengar melalui tali.
Kejutan lain yang sering diamati ketika tali dihubungkan sebagai benda
padat. Dalam hal ini "zat padat" tidak digunakan untuk merujuk pada sesuatu
11
seperti batu atau meja, “tapi zat padat” seperti dalam zat "padat, cair, atau gas."
Sudah jelas bahwa tali tersebut bukanlah cairan atau gas.
Umumnya, tali adalah sebuah penghantar yang sangat buruk. Namun, ketika
tali ditarik kencang oleh berat sendok, tali tersebut akan menjadi konduktor yang
sangat baik. Anda juga dapat memberikan penekanan bahwa sejak siswa menutup
telinga mereka, itu adalah bukti bahwa tidak ada suara yang bisa menjangkau
mereka melalui udara. Suara yang mereka dengar pasti datang melalui sebuah tali.
Anda dapat menggunakan banyak benda lainnya seperti garpu, pisau, dan
gantungan mantel sebagai pengganti sendok. Masing-masing dari benda tersebut
akan memberikan suara yang mengejutkan ketika didengar melalui tali.
Percobaan 7-H. Telepon Kaleng juga memperlihatkan bahwa tali dapat
menghantarkan suara. Jika dilakukan dengan benar, suara dapat didengar hingga
jarak 50 meter atau lebih. Agar dapat berfungsi tali harus kencang. Sebaliknya
jika tidak maka tidak akan ada suara yang dihantarkan. Hal ini juga penting bahwa
murid harus meletakkan tangan mereka di sisi kaleng bukan di dasar kaleng.
Memegangnya pada dasar kaleng cenderung akan menghambat getaran yang
dikirim.
SUARA MERAMBAT MELALUI UDARA. Fakta bahwa kita dapat
mendengar orang berbicara merupakan bukti nyata bahwa suara merambat melalui
udara. Namun, ada suatu percobaan yang dapat menunjukkan karakteristik dari
suara dengan cara yang tidak biasa. Pada percobaan 7-I : Garam “Menari”,
getaran dari garpu tala menyebabkan garam menari dan melambung. Berhubung
garpu ala tidak menyentuh garam, membran, ataupun kaleng, hal ini jelas bahwa
suara merambat melalui udara. (Percobaan ini juga bagus untuk menunjukkan
bahwa suara berhubungan dengan getaran, seperti yang ditunjukkan sebelumnya
dalam percobaan 7-A sampai 7-D)
Garam tidak akan “menari” jika berada di permukaan lain karena
kebanyakan permukaan terlalu sulit untuk dipengaruhi oleh gelombang suara.
Akan tetapi, membran karet tipis yang sangat ringan membuat percobaan dapat
berhasil. Energi dari garpu tala cukup kuat untuk menyebabkan membran
bergetar, sehingga pada akhirnya dapat membuat garam tersebut “menari”.
12
Energi suara menjadi tidak terlalu besar dan semakin kehilangan
kekuatannya dengan cepat ketika jarak bertambah. Dengan demikian, garam akan
“menari”apabila garpu tala yang bergetar tersebut dipegang tidak lebih dari jarak
1 atau 2 sentimeter saja.
Meskipun suara melemah dengan cepat melalui udara bebas, namun suara
masih cukup keras jika terjebak di dalam pipa. Percobaan 7-J. Pipa Dengar
memberikan bukti tersebut. Detik jam terdengar jauh lebih keras melalui pipa
daripada melalui udara. Bahkan sangat mungkin untuk digunakan mendeteksi
detak jantung Anda dengan tabung selang karet tersebut selama tidak ada suara
bising yang mengganggu saat mendengarkan.
Sebuah penerapan yang menarik dari pipa dengar ditemukan pada kapal-
kapal besar. Tentu saja, terdapat telepon di kapal-kapal besar. Tapi bagaimana jika
listrik padam karena sebuah kecelakaan? Bagaimana bisa kapten berbicara ke
ruang mesin? Tentu saja dengan Pipa Dengar, pipa tersebut (disebut pipa
berbicara) digunakan sebagai jalur darurat komunikasi ke seluruh bagian penting
dari kapal.
SUARA MERAMBAT MELALUI ZAT CAIR. Bagaimana Anda dapat
menunjukkan bahwa suara merambat melalui air? Hal ini sangat tidak mudah.
Kegiatan 7-K. Suara Dalam Air kadang-kadang disarankan dalam beberapa buku.
Namun sangat disayangkan, karena terdapat kesalahan yang serius dalam
mempraktekkan seperti apa yang telah ditunjukkan. Kenapa? Walaupun
mencobanya dengan akuarium kosong (tidak berisi air). Akan tetapi, percobaan
tersebut masih bisa berhasil. Anda masih bisa mendengar suara dari detik jam.
Suara dapat merambat sangat baik melalui dinding kaca bak itu.
Percobaan ini bisa dimodifikasi sehingga setidaknya memiliki jumlah
keakuratan yang cukup. Cukup dengan mengetuk beberapa batu secara bersamaan
atau buka dan tutup gunting di bawah air. Bahkan, hal ini memungkinkan bahwa
suara bisa merambat naik sampai lengan dan menuju udara. Namun sebagian
besar suara yang didengar merambat melalui air untuk menjangkau Anda.
Mungkin akan lebih baik jika menanyakan kepada siswa apakah mereka
pernah mendengar suara saat berenang di dalam air. Banyak yang akan
13
membenarkan bahwa mereka pernah mendengar suara seperti suara motor dan
suara lainnya.
TIDAK ADA SUARA DI RUANG HAMPA. Kita telah melihat bahwa
suara berjalan melalui zat padat, cair, dan gas. Suara tidak dapat merambat
melalui ruang hampa. Hal ini membutuhkan beberapa jenis media atau zat
perantara yang digunakan suara untuk merambat. Selama ruang hampa tidak ada
materi/benda, maka tidak akan ada suara yang dapat dihantarkan.
Jika suara tidak dapat ditransmisikan melalui ruang hampa, bagaimana
astronot berkomunikasi satu sama lain di ruang hampa saat di bulan atau ruang
angkasa? Mereka melakukannya dengan sinyal visual atau radio. Mereka tidak
bisa mendengar seperti yang mereka lakukan ketika berada di bumi.
KECEPATAN SUARA (PERCOBAAN 7-L, 7-M, DAN 7-N)
Percobaan yang berbeda dan penyelidikan murid
Percobaan 7-L. Kecepatan Pendeteksi. Buatlah bandul yang memiliki
periode setengah detik. Memperpendek tali akan mempercepat bandul, sedangkan
memperpanjang tali akan memperlambatnya. Gantungkan bandul pada penyangga
dan minta seorang siswa untuk tetap mengayunkan.
Mintalah siswa lain memukul dua potong kayu secara bersamaan pada saat
yang tepat ketika pemberat bandul berada pada titik tertentu. Percobaan ini
bekerja dengan baik jika kayu dipukul hanya pada setiap ayunan kedua atau ketiga
saja. Tanyakan kepada siswa untuk menentukan bagaimana kecepatan suara dapat
diukur.
Penyelidikan Murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mengamati bahwa bergerak menjauhi suara akan menyebabkan
keterlambatan waktu antara waktu ketika Anda melihat potongan kayu
dipukul dan waktu ketika suara terdengar
2. Menyimpulkan bahwa suara merambat lebih lambat daripada cahaya
3. Mengukur jarak pendengar dengan sumber suara
4. Menghitung kecepatan suara dari data yang dikumpulkan dalam kegiatan
tersebut
14
Percobaan 7-M. Penghitung Kecepatan Gema. Anda dapat mendengar gema
jika Anda memukul dua tongkat kayu secara bersamaan di tempat terbuka di
depan sebuah permukaan datar yang luas seperti gedung atau bahkan barisan
pohon.
Mungkin gedung sekolah Anda adalah satu-satunya gedung di sekitar yang
memiliki permukaan tembok yang luas. Jika benar, berdirilah sekitar 80 sampai
90 meter dari gedung tersebut dan pukul tongkat bersamaan. Anda seharusnya
bisa mendengarkan gema.
Kemudian mulailah berjalan ke arah gedung, pukul tongkat saat Anda
berjalan. (Tidak perlu memukul tongkat dengan irama. Anda cukup sekedar
mendengarkan gema). Saat Anda mendekati gedung, gema akan lebih sulit untuk
dideteksi karena terdengar lebih dekat dengan suara aslinya. Bagaimana kecepatan
suara dihitung dengan mengikuti petunjuk? (Petunjuk: Telinga bisa mendengar
gema mengikuti suara asli sedikitnya sepersepuluh detik.)
Penyelidikan Murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mengukur jarak antara gedung dan titik di mana gema terakhir terdengar
2. Membentuk sebuah teori bahwa suara merambat dua kali menuju permukaan
pantulan karena suara melakukan perjalanan memutar dan kembali lagi
3. menghitung kecepatan suara dari informasi yang tersedia dalam kegiatan
tersebut
Percobaan 7-N. Jangkauan Penemu Gema. Berdiri di depan sebuah
permukaan datar besar seperti bangunan atau bahkan barisan pohon. Tepuk tangan
Anda berulang kali. Dapatkah Anda mendengar gema? Tepuklah tangan sehingga
tepukan kedua bersamaan dengan gema yang pertama.
Ketika Anda menyamakan tepukan dengan cara ini, hitunglah jumlah tepukan
tangan dalam periode waktu tertentu, seperti 10 detik. Bagaimana bisa jarak ke
permukaan diukur dengan menggunakan metode ini? (Petunjuk: untuk
mendapatkan jawabannya, Anda perlu tahu bahwa suara merambat sejauh 330
meter per detik.)
Penyelidikan Murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mencatat jumlah tepukan tangan dalam periode waktu tertentu
15
2. Menyimpulkan hubungan antara jumlah tepukan tangan, kecepatan suara, dan
jarak ke permukaan
3. Menghitung jarak terhadap obyek dengan informasi yang diperoleh dalam
percobaan
Percobaan 7-L, 7-M, dan 7-N Dijelaskan dalam Konteks (Kecepatan Suara)
KECEPATAN SUARA DI UDARA. Ilmuwan telah menemukan bahwa
suara merambat pada 330 meter per detik pada suhu 0 derajat celcius. Kecepatan
sedikit bertambah ketika suhu udara memanas dan sedikit menurun ketika suhu
udara semakin dingin.
Terdapat beberapa cara untuk mengukur kecepatan suara yang mungkin
cocok untuk digunakan pada kelas atas. Pada percobaan 7-L. Pendeteksi Suara,
siswa harus menggabungkan faktor waktu dan faktor jarak untuk menghitung
kecepatan suara.
Setelah pemberat bandul diatur dalam gerakan dan potongan kayu dipukul
sesuai dengan tempo ayunan bandul, murid mulai bergerak menjauhinya. Mereka
akan segera menyadari bahwa suara tidak lagi seirama. Artinya, apa yang
didengar tertinggal dengan apa yang dilihat.
Akhirnya, keterlambatan yang terjadi akan menjadi ½ detik dan kemudian
kembali persis sesuai dengan tempo ayunan bandul tersebut. Pada tahap ini yang
harus dilakukan adalah mengukur jarak. Jarak tersebut seharusnya sepanjang 165
meter. Dengan demikian, suara merambat 165 meter ½ detik. Atau senilai dengan
330 meter per detik, atau 1.200 kilometer per jam.
Jika tidak ada area kosong seluas 165 meter di/atau dekat halaman sekolah,
bandul itu dapat diatur dengan waktu yang lebih singkat. Namun, jika ayunan
bandul terlalu cepat maka akan menjadi sulit dalam menyesuaikan kecepatan
bandul tersebut dengan akurat.
Kecepatan suara juga dapat ditemukan dengan menggunakan metode yang
disarankan pada percobaan 7-M. Penghitung Kecepatan Gema. Murid seharusnya
mampu menentukan jarak dari gema terakhir yang terdengar ke dinding bangunan
dengan baik. Titik di mana gema tidak dapat lagi dideteksi harus memiliki jarak
sekitar 16 atau 17 meter dari permukaan pantul.
16
Ingat, bagaimanapun juga suara merambat mengelilingi dinding dan
kemudian kembali lagi, sehingga suara benar-benar merambat dengan panjang
total sekitar 33 meter. Ingatlah pada fakta bahwa telinga dapat membedakan gema
yang terdengar 1/10 detik setelah suara asli, hal tersebut memiliki arti bahwa
suara merambat sepanjang 33 meter dalam 1/10 detik. Sekali lagi, hal tersebut
berarti senilai dengan 330 meter per detik
Setelah kita tahu bahwa suara merambat sepanjang 330 meter per detik,
informasi tersebut dapat digunakan untuk mengukur jarak, sebagaimana yang
terdapat dalam percobaan 7-N. Penemu Jarak Gema. Jika Anda menepukkan
tangan bersamaan ketika gema terdengar, maka Anda dapat mengukur jarak ke
permukaan pantul.
Anggaplah saja Anda bertepuk tangan 15 kali dalam 10 detik dan setiap
tepukan bersamaan dengan tempo gema sebelumnya. Dengan demikian, tepukan
tunggal akan merambat ke permukaan dan kembali lagi pada 23
detik (23
detik x
15 = 10 detik). Suara merambat 220 meter dalam 23
detik. Karena suara merambat
ke permukaan dan kembali lagi, sehingga jarak ke permukaan adalah setengah
dari 220 meter, atau 110 meter.
Anda juga dapat menggunakan kecepatan suara untuk mengukur jarak kilatan
petir. Cukup dengan menghitung jumlah detik antara kilat dan guntur. Dengan
demikian, selisih 3 detik antara kilat dan guntur berarti menunjukkan bahwa petir
tersebut berjarak 1 kilometer.
KECEPATAN SUARA DALAM BERBAGAI MEDIA. Kecepatan suara
sebagian besar bergantung pada sifat kelenturan dari suatu zat. Mengejutkan,
bahwa pada tingkat molekul, air dan baja jauh lebih lentur daripada udara. Suara
merambat 1450 meter per detik dalam air dan 4800 meter per detik dalam baja
sedangkan hanya 330 meter per detik di udara.
Kepadatan suatu zat juga merupakan faktor yang dapat mempengaruhi
rambatan suara. Semakin padat suatu zat, maka akan semakin buruk dalam
mengirimkan suara. Contoh nyata pada zat padat dan penyerap suara. Meskipun
baja juga merupakan zat padat, tetapi baja jauh lebih lentur daripada
17
kepadatannya. Oleh karena itu, struktur bahan baja sangat bagus untuk digunakan
sebagai konduktor.
VOLUME (KENYARINGAN) (PERCOBAAN 7-0 HINGGA 7-T)
Percobaan yang berbeda dan Penyelidikan murid
Percobaan 7-O. Penguat Suara Garpu Tala. Pukullah garpu tala dengan palu
dan tekan bagian bawahnya terhadap meja atau permukaan lainnya. Apa yang
terjadi dengan suara? Jelaskan mengapa hal ini terjadi. (Perhatian: Pastikan Anda
menyentuhkan bagian dasar garpu tala ke permukaan, bukan bagian ujungnya.
Bagian ujungnya dapat merusak permukaan. Lihat Gambar 7-8)
Gambar 7-8. Tempatkan dasar garpu tala terhadap permukaan padat dan
dengarkan!
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mencermati bahwa suara menjadi lebih keras
2. Membentuk sebuah teori bahwa benda (meja dll) bertindak untuk
meningkatkan energi garpu tala.
3. Menyimpulkan bahwa garputala memaksa objek untuk bergetar.
4. Menggeneralisasikan bahwa terdapat berhubungan antara ukuran permukaan
yang bergetar dan kenyaringan suara.
18
Percobaan 7-P. Megafon Kotak Sampah. Angkatlah sebuah kotak sampah
kosong dan bicaralah ke muka corong tempat sampah tersebut. Terdengar seperti
apakah suara Anda? Tempatkan baterai beserta bel atau bel ke dalam keranjang
sampah kemudian dengarkan bel tersebut berdering. Apakah suara terdengar lebih
keras?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut) :
1. Mengamati bahwa suara menjadi lebih keras ketika berbicara ke keranjang
sampah
2. Membandingkan suara bel dalam dan di luar keranjang sampah
3. Menyimpulkan bahwa keranjang sampah mirip dengan megafon (pengeras
suara)
4. Menggeneralisasi bahwa ada hubungan antara ukuran permukaan yang
bergetar dan kenyaringan suara
Percobaan 7-Q. Membuat Raungan Singa. Tusuk lubang kecil di bagian
bawah dari kardus susu yang kosong, dan masukkan senar. Ikatlah senar sebagai
pengait sehingga senar tersebut tidak akan tertarik keluar (terlepas) dari lubang.
Pegang tali dengan erat dan pukul dengan kain basah atau paper towel (kitchen
towel). Suara Anda terdengar seperti apa? (Anda dapat mencoba kegiatan yang
sama dengan sebuah kaleng untuk membuat "Ayam Berkokok")
Penyelidikan murid (mungkin termasuk berikut):
1. Bereksperimen dengan peralatan untuk menentukan macam-macam suara
yang dapat dibuat
2. Mengamati bahwa suara disebabkan oleh gesekan yang sangat keras
3. Menyimpulkan hubungan antara ukuran permukaan yang bergetar dan
kenyaringan suara
Percobaan 7-R. Menggetarkan Udara. Pegang garpu tala yang bergetar
sekitar 520 getaran per detik pada 1 atau 2 cm di atas sebuah silinder yang
terbuka. Tegakkanlah silindernya dan turunkan perlahan-lahan ke dalam wadah
yang berisi air sehingga bagian silinder yang tetap berada di atas air hanya sekitar
12 sampai 14 cm saja. Kemudian gerakkan silinder ke atas dan ke bawah dengan
19
hati-hati pada ketinggian ini agar dapat menemukan titik efek terbesar. Apa yang
Anda dengar? (Lihat Gambar 7-9)
Gambar 7-9. Jika kolom udara tersebut dibuat untuk beresonansi, suara dari
garpu tala akan menjadi jauh lebih keras.
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mendengarkan suara dan memperkirakan peningkatan intensitas
2. Bereksperimen dengan garpu tala dengan frekuensi yang berbeda
3. Mengukur tinggi efek terbaik untuk setiap garpu tala
4. Menyimpulkan bahwa ada hubungan antara ukuran garpu tala dan panjang
kolom udara saat bergetar
Percobaan 7-S. Gelas Anggur Bernyanyi. Cuci tanganmu dengan sabun
dan air. Kemudian basahi jari dengan cuka, dan gosokkan lembut di tepi gelas
anggur. Terus lakukan ini meskipun tidak terjadi apa-apa dengan segera. (Hal ini
membutuhkan latihan, tetapi akan berhasil jika Anda tidak pantang menyerah).
Variasikan kecepatan dan dengan sedikit tekanan. Akhirnya, sebuah suara keras
yang jernih seharusnya dihasilkan. Bagaimana suara dibuat? (Lihat Gambar 7-10)
20
Gambar 7-10. Gosokkan jari dengan lembut di sepanjang tepi gelas (gelas
berbentuk piala). Dapatkah Anda membuatnya “bernyanyi”?
Penyelidikan Murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Bereksperimen untuk menghasilkan suara keras yang jernih.
2. Membandingkan suara dibuat dengan berbagai tingkat ketinggian air di
dalam gelas.
3. Membandingkan suara yang dibuat ketika gelas digosok dengan
menekannya menggunakan pena atau pensil.
4. Generalisasi bahwa suara merupakan getaran alami dari gelas.
Percobaan 7-T. Gusaran Angin Ribut! Apakah kita perlu tiupan “kekuatan
badai” untuk menerbangkan sebuah buku berat? Temukan cara untuk
memindahkan (menggerakkan) buku tanpa terlalu banyak tiupan. (Lihat gambar
7-11)
Gambar 7-11. Hal tersebut akan memerlukan “teriakan angin ribut” untuk
meniup sebuah buku berat bergerak sangat jauh, kecuali sebuah rahasia telah
diketahui.
21
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Mengamati bahwa buku yang berat akan sedikit berayun setelah ditiup
2. Mengamati bahwa ayunan buku memiliki ritme yang alami
3. Bereksperimen dengan waktu tiupan yang bersamaan atau serentak dengan
ayunan alami buku tersebut
4. Menyimpulkan hubungan antara ayunan buku dan kenyaringan suara
Percobaan 7-O hingga 7-T Dijelaskan dalam Konteks (Volume atau
Kekerasan Suara)
Ada beberapa faktor yang mempengaruhi kenyaringan suara. Sebagian
besar faktor ini disajikan dalam daftar berikut:
1. Energi yang dikeluarkan untuk menghasilkan suara. (Misalnya memukul gong
lebih keras, hal itu membuat terdengar lebih keras)
2. Jarak dari sumber suara sampai ke pendengar. Aturan kuadrat terbalik
berlaku: jika jarak bertambah sejauh 2 kali lipat, suara yang terdengar hanya
sebesar 14
dari semula. Jika jarak bertambah sejauh 3 kali lipat, suara yang
terdengar hanya 19
dari semula. Apa yang terjadi jika jarak bertambah sejauh 4
kali lipat?( 116 )
3. Permukaan bidang yang bergetar. Semakin luas bidang getarannya, maka
semakin keras suaranya. Ini merupakan faktor penting dalam pembahasan
mengenai tekanan getaran (vibrasi) untuk mengikuti bagian akhir bab ini.
4. Resonansi sebuah benda. Artinya, kemampuan suatu benda untuk bergetar
melalui penyerapan energi pada frekuensi alami yang dimilikinya.
Kerasnya suara diukur dalam satuan yang disebut desibel. Intensitas suara
pada umumnya ada dalam Tabel 7 -1
22
Tabel 7-1. Kenyaringan dari Suara
Tingkat suara Desibel
Ambang pendengaran 0
Berbisik 10-20
Kegiatan kelas 20-40
Percakapan 50-60
Lalu lintas padat 70-80
Guntur yang dahsyat 100-110
Ambang kesakitan/kepedihan 120
KEKUATAN GETARAN. Sebuah cara yang sangat umum untuk
menghasilkan suara lebih keras adalah dengan menggunakan kekuatan getaran.
Speaker radio atau televisi mengeluarkan suara karena speaker dibuat bergetar
dengan adanya sumber energi yang masuk. Kekuatan getaran dapat ditunjukkan
dengan percobaan 7-T. Penguat Suara Garpu Tala.
Pukul garpu tala dan tahan pada permukaan meja atau permukaan benda
padat yang lain. Saat Anda menyentuh permukaan, suara menjadi lebih keras.
Getaran dari garpu tala akan merambat ke permukaan yang lebih luas dan
menyebabkan permukaan tersebut bergetar. Semakin luas permukaan yang
bergetar, semakin keras suara yang dihasilkan.
Coba dengan permukaan yang bervariasi. Meja, papan tulis, dan jendela
semuanya akan bekerja cukup baik. (Tapi pastikan untuk menggunakan gagang,
atau dasar dari garpu tala, tidak pada ujungnya. Jika tidak maka akan merusak
jendela). Beberapa permukaan dinding juga akan bekerja dengan baik jika
dibangun dari beton atau batu bata. Beton dan bata menyerap energi, dan hanya
akan menghasilkan suara yang lemah atau bahkan tanpa suara..
Percobaan 7-P. Megafon Kotak Sampah adalah contoh lain bagaimana
getaran menghasilkan suara yang lebih keras. Ketika berbicara ke kotak sampah
yang kosong, suara Anda akan menyebabkan permukaan untuk bergetar. Semakin
luas permukaan akan menghasilkan suara yang lebih keras.
23
Contoh akhir dari kekuatan getaran adalah pada percobaan 7-Q. Membuat
Raungan Singa. Senar memiliki permukaan yang sangat kecil. Ketika Anda gosok
dengan kain basah atau kertas. Hal ini memberikan getaran yang lemah, suara
akan melengking (lemah). Ketika suara masuk pada karton susu, bagaimanapun
permukaan yang lebih luas diatur dalam gerakan, dan suara yang dihasilkan jauh
lebih keras. Karton tersebut akan menghasilkan raungan singa. Jika Anda
menggunakan sebuah kaleng, maka akan menghasilkan suara ayam berkokok.
RESONANSI GETARAN ALAMI. Seberapa banyak sebuah benda
bergetar per detik disebut sebagai frekuensi benda. Sebuah benda akan bergetar
dengan baik pada satu frekuensi, yaitu pada frekuensi alami. Anda dapat
mendengar suara alami dari setiap benda dengan memukulnya.
Ingat bahwa sumber energi dapat menyebabkan suatu benda bergetar
meskipun getaran tersebut tidak pada frekuensi alami bendanya. Apa yang terjadi
ketika benda bergetar pada frekuensi alaminya? Maka benda tersebut akan
beresonansi. Ketika sebuah benda beresonansi, hal itu akan menghasilkan suara
yang jauh lebih keras dari biasanya.
Misalnya, jika Anda bernyanyi dengan nada keras di depan piano, Anda
akan mendengar piano ''jawaban'' dengan nada yang sama. Hanya kawat dengan
tingkat getaran yang sama dengan nada nyanyian akan beresonansi. Kawat-kawat
itu akan bergetar cukup keras agar dapat didengar.
Resonansi dapat dihasilkan dalam kolom udara dengan melakukan
percobaan 7–R. Menggetarkan Udara. Dengan menaikkan dan menurunkan
silinder, kita pada dasarnya, mengubah panjang kolom udara di dalam silinder.
Dengan cara ini kita dapat menemukan ketinggian yang tepat dari kolom udara
yang akan beresonansi bersama bunyi garpu tala.
Sebagai contoh, sebuah garpu tala dengan tingkat getaran 520 getaran per
detik akan beresonansi dalam kolom udara sekitar 12 sampai 14 cm. Sebuah garpu
tala 260 getaran per detik akan memerlukan kolom udara yang tingginya dua kali
lipat.
Dalam Percobaan 7-S. Gelas Anggur Bernyanyi, suara yang dihasilkan
oleh gesekan antara tepi gelas dan jari. Sebenarnya, jari Anda tidak bergerak
lancar di sekitar tepi gelas. Melainkan, bergerak dengan gerakan yang tersendat-
24
sendat. Tergelincir, tersendat, tergelincir, tersendat, lagi dan lagi. Gerak ini begitu
cepat sehingga menghasilkan getaran.
Getaran itu tidak cukup keras untuk menghasilkan banyak suara sampai
frekuensi yang tepat tercapai. Ketika frekuensi alami dari kaca tercapai, gelas
akan beresonasi. Tuang air ke dalam gelas dan frekuensi alami akan berubah.
Perhatikan bahwa suara yang dibuat oleh jari pada tepi gelas identik dengan suara
yang dibuat oleh gelas bila diketuk.
Mungkin akan lebih mudah untuk memahami resonansi jika getaran
melambat. Sebagai contoh, kita dapat menggunakan seorang anak di atas ayunan.
Ayunan tersebut juga memiliki frekuensi alaminya, namun frekuensinya sangat
lambat. Jika seorang anak mencoba untuk “memompa” dengan sembarangan
(secara acak), ayunan tidak akan mengayun sangat tinggi. Melainkan hanya akan
bergerak atau mengayun dengan asal.
Ketika anak belajar untuk memompa bersamaan dengan tempo ayunan.
Kemudian, setiap pemompaan akan menambah pemompaan sebelumnya, dan
ayunan pun akan berayun semakin tinggi. Dengan demikian, energi yang sama
dari sebelumnya akan mengayunkan dengan hasil gerakan yang bagus.
Ayunan yang dalam pergerakan lambat ini sebenarnya menggambarkan
apa yang terjadi dengan resonansi. Masukan energi yang diperkuat tersebut
mengakibatkan pengaruh yang kumulatif. Percobaan 7-T. Gusaran Angin Badai!
Bekerja dengan cara yang serupa seperti pada contoh ayunan. Jika waktu
hembusan tepat dengan tempo pola ayunan alami, maka buku akan bergerak
mengayun semakin tinggi.
NADA (PERCOBAAN 7-U, 7-V, DAN 7-W)
Percobaan yang berbeda dan Penyelidikan murid
Percobaan 7-U. Paradoks Gelang Karet. Memperkenalkan percobaan
dengan mengarahkan perhatian pada hubungan antara ukuran alat musik dengan
nadanya. Sebuah alat musik yang besar memiliki suara yang rendah, sebaliknya
alat musik yang berukuran kecil memiliki suara yang tinggi. Sebagai contoh, Bass
biola memiliki suara yang jauh lebih rendah daripada Biola. Murid-murid akan
25
setuju bahwa semakin panjang senar pada alat musik, maka semakin rendah suara
yang dihasilkannya.
Gunakanlah gelang karet untuk menggantikan senar dengan panjang yang
berbeda-beda. Petiklah gelang karet saat sedikit diregangkan, kemudian
panjangkan dan petiklah lagi. Di manakah posisi gelang karet saat menghasilkan
suara yang tinggi? Apakah percobaan tersebut “sependapat” dengan alat musik?
(Lihat Gambar 7-12)
Gambar 7-12. Di manakah posisi gelang karet dengan nada tinggi? Nada
rendah?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Menguji untuk menemukan nada yang lebih tinggi dengan memanjang-
pendekkan karet
2. Mengamati bahwa terjadi sedikit perubahan dengan diameter karet saat
diregangkan
3. Menyimpulkan bahwa nada yang dihasilkan gelang karet bergantung pada
faktor-faktor selain panjang
Percobaan 7-V. Tegangan Senar. Siapkan sebuah papan dengan senar atau
kawat dengan ukuran yang berbeda seperti yang ditunjukkan pada gambar 7-13.
Sediakan pemberat yang berbeda-beda dan batang segitiga yang dapat
dipindahkan di bawah senar tersebut. Tanyakan kepada siswa, bagaimana cara
untuk mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi nada yang dihasilkan oleh
senar.
26
Gambar 7-13. Bagaimana ketebalan, ketegangan, dan panjang mempengaruhi
nada dari senar tersebut?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Bereksperimen dengan pemberat, diameter, dan panjang yang berbeda
2. Mencatat data pada sebuah tabel seperti tabel 7-2
3. Menggeneralisasi bahwa nada yang dihasilkan kawat bergantung pada
panjang, diameter, dan ketegangannya (kekencangannya)
Tabel 7-2. Faktor-faktor yang Mempengaruhi Nada Senar
Nada Tinggi Nada Sedang Nada Rendah
Kawat tipis
Kawat sedang
Kawat tebal
Percobaan 7-W. Botol yang Membingungkan. Siapkan dua buah botol
seperti yang ditunjukkan pada gambar 7-14. Ambil salah satu botol kemudian
isilah separuh atau sepertiga botol tersebut dengan air. Biarkan botol yang lainnya
tetap kosong. Tiuplah pada bagian ujung masing-masing botol dan perhatikan
suaranya. Botol pertama menghasilkan nada yang tinggi, sedangkan botol kedua
menghasilkan nada yang rendah. Kemudian ketuk botol-botol tersebut dengan
pensil atau pena dan dengarkan lagi suaranya. Sekarang, nada tersebut terdengar
terbalik. Apa yang menyebabkannya?
27
Gambar 7-14. Tiuplah pada ujung masing-masing botol lalu dengarkan
suaranya; kemudian ketuk botol dengan pensil dan bandingkan. Bagaimana suara
bisa berbeda?
Penyelidikan murid (mungkin termasuk proses berikut):
1. Membuktikan suara yang terdengar selama didemonstrasikan dengan
mengulang-ulang percobaan
2. Bereksperimen dengan variasi ukuran dan bentuk botol serta banyaknya air
yang digunakan.
3. Menyimpulkan (tidak benar) bahwa perbedaan disebabkan oleh faktor-faktor
yang tidak terkait dengan prinsip-prinsip nada
Percobaan 7-U, 7-V, dan 7-W Dijelaskan dalam Konteks (Nada)
APA YANG DISEBUT DENGAN NADA? Pengaruh frekuensi suara di
telinga disebut sebagai nada. Dengan kata lain, hal tersebut mengacu pada tinggi
atau rendahnya suara. Semakin tinggi frekuensi tersebut, maka semakin tinggi
nada yang dihasilkan.
Hal tersebut penting untuk disadari bahwa nada berbeda dengan volume.
Sebuah suara dapat memiliki nada rendah meskipun volumenya tinggi, demikian
pula sebaliknya, suara dapat memiliki nada tinggi meskipun volumenya rendah.
Misalnya, terompet menghasilkan nada yang rendah, tetapi dapat dimainkan
dengan keras (volume tinggi), dan seruling memiliki nada yang tinggi tetapi dapat
dimainkan dengan lembut (volume rendah).
28
Tidak semua frekuensi dapat didengar dengan telinga. Manusia dengan
pendengaran sempurna dapat mendengarkan suara dengan rentang antara 20
sampai 20.000 getaran per detik. Frekuensi di atas atau di bawahnya adalah
berada di luar jangkauan deteksi manusia. Sebuah percakapan normal berlangsung
dalam rentang frekuensi 500-3000 getaran per detik.
Dalam beberapa hal, anak-anak memiliki pengetahuan intuitif tentang nada.
Mereka nampaknya tahu bahwa benda besar menghasilkan suara lebih rendah bila
dibandingkan benda-benda yang lebih kecil. Sebagai contoh, mereka tahu bahwa
bass drum menghasilkan suara lebih rendah dari snare drum dan sebuah tuba
menghasilkan suara lebih rendah dari pada terompet. Dalam semua kasus, benda
yang lebih besar menghasilkan suara yang lebih rendah.
NADA DARI SENAR. Nada dari sebuah benda tergantung pada berbagai
faktor. Beberapa faktor yang mempengaruhi alat musik gesek adalah (1) panjang,
(2) diameter (atau ketebalan), dan (3) ketegangan (atau keketatan). Faktor-faktor
ini dapat ditunjukkan dengan percobaan 7- U. Paradoks Gelang Karet.
Pada awalnya, mungkin percobaan tersebut dapat membingungkan siswa.
Karena hal tersebut tampaknya bertentangan dengan prinsip panjang. Saat gelang
karet menjadi lebih panjang, nadanya akan menjadi lebih tinggi, bukan semakin
rendah. Hal ini justru berlawanan dengan apa yang diperkirakan. Dengan
pemeriksaan akan memberikan murid beberapa petunjuk. Mereka akan sering
menyadari bahwa terjadi sesuatu hal yang lain pada gelang karet ketika ditarik.
Tidak hanya gelang karet menjadi lebih panjang, tapi (1) juga menjadi lebih tipis
dan (2) lebih kencang.
Panjang itu sendiri akan menurunkan nada, namun dalam percobaan ini,
panjang tidak dengan sendirinya menurunkan nada. Meningkatnya ketegangan
(kekencangan) dan berkurangnya ukuran lebih dari pada mengimbangi pengaruh
panjang.
Percobaan ini akan menunjukkan pentingnya pengendalian faktor pada
sebuah percobaan. Jika terdapat lebih dari satu faktor, hal tersebut tidak akan
mungkin untuk mengetahui faktor mana yang mempengaruhi hasil dari sebuah
eksperimen. Percobaan 7-V. Tegangan Senar merupakan cara untuk menunjukkan
29
bagaimana senar dapat diuji dengan benar. Hanya satu faktor yang diuji pada satu
waktu.
NADA DARI BENDA LAIN. Percobaan 7-W. Botol yang Membingungkan
adalah percobaan lain yang mengejutkan ketika pertama kali ditunjukkan. Ketika
botol tersebut ditiup agar menghasilkan nada, botol dengan air menghasilkan
suara yang tinggi. Sedangkan, botol kosong menghasilkan suara yang rendah.
Ketika mengetuk botol-botol tersebut dengan stik atau pensil, suara yang yang
dihasilkan adalah sebaliknya!
Apakah prinsip yang mengatur suara? Apakah prinsip tersebut
bertentangan? Sama sekali tidak, ingatlah bahwa semakin banyak terdapat
sesuatu, maka suara menjadi lebih rendah, dan sebaliknya, semakin
berkurangnya sesuatu, maka suara menjadi lebih tinggi. Ketika meniup, udara
bergetar dan kolom udara yang besar (botol kosong) menghasilkan suara yang
rendah. Ketika mengetuk dengan pensil, botol beserta isinya bergetar dan masa
yang lebih besar (botol berisi air) menghasilkan suara yang lebih rendah.
Dalam setiap kasus, massa yang lebih besar menghasilkan suara yang
rendah, sedangkan massa yang lebih kecil menghasilkan suara yang tinggi. Pada
hal tersebut, yang berubah hanyalah massanya, bukan prinsip suaranya.
Terdapat banyak percobaan yang menunjukkan berbagai variasi dari nada.
Contoh kegiatan atau percobaannya adalah sebagai berikut:
1. Indikator Nada Stik-Sisir. Jalankan pensil atau stik pada ujung gigi sisir.
Semakin cepat gerakan stik tersebut, maka nada yang terdengar menjadi lebih
tinggi. Anda bisa mendapatkan nada yang serupa dengan menjalankan kuku
Anda di atas serat kain.
2. Indikator Nada Gergaji. Gunakan gergaji tangan untuk memotong papan.
Semakin cepat Anda mengergaji papan semakin tinggi nadanya. Semakin
lambat Anda mengergaji, semakin rendah nadanya.
3. Sedotan klarinet. Buat alat pembuat suara dari sedotan dengan memotong sisi
salah satu ujungnya seperti yang ditunjukkan dalam gambar 7-15. Masukkan
ujung sedotan yang sudah dipotong tersebut ke dalam mulut Anda dan tiuplah
untuk menghasilkan suara. Potong ujung sedotan yang lainnya dan perhatikan
30
bahwa suara menjadi lebih tinggi ketika panjangnya dikurangi. Catatan,
sedotan kertas akan bekerja lebih baik daripada sedotan plastik.
Gambar 7-15. Potonglah salah satu ujung sedotan seperti yang ditunjukkan pada
gambar. Masukkan ke dalam mulut dan tiuplah. Getaran yang digunakan untuk
menghasilkan nada tergantung pada panjang sedotan tersebut.
4. Variabel kolom udara. Tiuplah sedotan dan perhatikan suaranya. Tempatkan
bagian ujung bawah sedotan ke dalam gelas berisi air dan tiuplah lagi. Ketika
Anda mendekatkan sedotan ke dalam air, kolom udara menjadi lebih pendek
dan nada menjadi lebih tinggi.
5. Indikator Nada Penggaris plastik. Tempatkan penggaris plastik hingga
menjulur keluar melebihi tepian meja. Petiklah dan perhatikan suaranya.
Memperpanjang bagian yang menjulur keluar permukaan meja akan membuat
suara menjadi lebih rendah. Sedangkan, memperpendek/menarik penggaris ke
arah meja akan menghasilkan suara menjadi lebih tinggi.
6. Indikator Nada Menuangkan air. Tuangkan air ke dalam wadah. Perhatikan
bahwa ketika wadah terisi, nada menjadi lebih tinggi. Dan juga, jika Anda
menuangkan cairan dari kaleng dengan lubang tunggal, suara "gluk'' akan
menjadi lebih rendah seperti kaleng kosong.
MUSIK
Dalam bidang keilmuan, nada musik merupakan suara yang dihasilkan
getaran yang beraturan dari sebuah benda. Dalam kehidupan sehari-hari, biasanya
dirasakan bahwa musik haruslah memiliki kualitas tertentu yang menyenangkan
(keindahan).
31
Umumnya, komposisi musik terdiri dari (1) melodi (dapat juga disebut
nada), efek dari nada-nada tunggal di dalam rangkaian (pengaruh rangkaian not
tunggal), (2) irama, sebuah pola penentuan waktu, dan (3) harmonisasi, sebuah
pengaruh yang indah/menyenangkan dari dua atau lebih nada yang dibunyikan
secara serentak atau bersamaan. (Pengaruh yang tidak indah/menyenangkan dari
dua atau lebih nada yang dibunyikan secara bersamaan disebut discord).
Sebuah nada yang cocok dibunyikan bersamaan, bagus untuk menghasilkan
efek yang indah (harmoni) disebut rasio. Perbandingan bilangan sederhana dari
1:2, 1:3, 2:3, 3:4, atau 4:5:6. Sebagai contoh, jika nada memiliki frekuensi sebesar
100 getaran per detik, maka akan menghasilkan suara yang indah apabila
dikombinasikan dengan nada yang lain sebesar 200 atau 300 getaran per detik.
Frekuensi dari sebuah skala musik dari piano ditunjukkan pada gambar 7-16.
Gambar 7-16. Skala musik didasarkan pada frekuensi seperti yang ditunjukkan
gambar di atas
ALAT MUSIK. Alat musik dapat digolongkan ke dalam tiga kelompok
utama, yaitu: perkusi, senar (dawai), dan angin (tiup). Alat musik perkusi
menghasilkan suara dengan cara dipukul. Alat musik bersenar menghasilkan suara
melalui petikan atau gesekan. Alat musik angin (tiup) menghasilkan suara dengan
menggetarkan kolom udara. Alat musik angin dibagi lagi menjadi ke dalam tiga
sub kelompok, yaitu: flute (seruling), horns (terompet), dan reeds (buluh). Untuk
lebih detilnya, lihat Tabel 7-3.
KUALITAS MUSIK. Kualitas musik merupakan karakteristik musik yang
menjadikannya enak didengar telinga. Pengaruh kualitas pada percakapan dapat
32
ditunjukkan dengan meminta murid untuk mengatakan “spring is coming”.
Pertama-tama, mintalah murid untuk mengatakannya dengan biasa. Kemudian,
mintalah murid mengatakan sambil menutup (menekan) hidungnya. Apakah hal
tersebut mempengaruhi kualitas suara?
Tabel 7-3. Alat Musik
Jenis Instrumen Sumber Suara Contoh
Angin: Flute (seruling) Suara disebabkan oleh tiupan
pada tepi yang tajam,
kemudian udara diperkuat oleh
instrumen
Seruling
Piccolo
Bersiul
Horns (Terompet) Suara disebabkan oleh getaran
bibir
dan diperkuat oleh kolom
udara dalam
alat musik
Terompet
Trombon
Reeds (buluh) Suara disebabkan oleh getaran
reeds dan diperkuat oleh kolom
udara dalam alat musik
tersebut
Clarinet
Saksofon
Akordeon
Perkusi Suara disebabkan oleh
memukul membran atau
permukaan lainnya
Drum
Simbal
Senar Suara disebabkan oleh petikan
atau gesekan senar
Biola
Banjo
Cara lain untuk menunjukkan pentingnya mulut, gigi, bibir, lidah, dan
hidung pada terhadap kualitas percakapan termasuk ketika mengucapkan abjad (1)
tanpa membuka mulut, (2) tanpa menutup mulut seseorang, dan (3) tanpa
membiarkan lidah menyentuh gigi.
33
MUSIK GELAS. Tuanglah air ke dalam empat gelas dengan banyak air
yang berbeda-beda pada tiap gelasnya. Tempatkan sedikit air dalam gelas 1, dua
kali lebih banyak dalam gelas 2, tiga kali lebih banyak dalam gelas 3, dan empat
kali lebih banyak di kaca 4. Mainkan “Mary Had a Little Lamb” dengan memukul
gelas-gelas tersebut dengan pensil, pena atau sendok plastik panjang.
Pukullah dengan mengikuti urutan berikut:
2, 3, 4, 3, 2, 2, 2,
3, 3, 3, 2, 1, 1,
2, 3, 4, 3, 2, 2, 2,
2, 3, 3, 2, 3, 4
34