Artikel Unik Fisika - Kekuatan Fisika Yang Menakjubkan Dibalik Keindahan Nada

Kekuatan Fisika Yang Menakjubkan Dibalik Keindahan Nada

William Shakespeare (sastrawan Inggris dan juga pengarang novel romeo dan juliet) pernah menulis dalam puisinya “if music be the food of love, play on” jika musik adalah makanan cinta, mainkanlah. 

Mendengarkan musik dapat membuat jiwa menjadi lebih hidup. Musik yang indah, yang terdiri atas kombinasi dari nada-nada yang serasi akan memiliki nilai estetika yang tidak dapat digambarkan dengan kata-kata, namun hanya dapat dirasakan. 

Nada sendiri merupakan suara yang memiliki frekuensi yang teratur. Tidak hanya alat musik yang dapat menghasilkan nada, Manusia pun dapat menghasilkan nada. Untuk dapat menghasilkan nada yang pas, baik itu untuk nada tinggi maupun rendah diperlukan bakat dan latihan yang konsisten. Umumnya manusia menghasilkan suara pada kisaran frekuensi 100 Hz sampai 10.000 Hz.

Ternyata, Dibalik keindahan dari suatu nada-nada tersembunyi kekuatan yang menakjubkan.

Pada film-film barat sering ditayangkan bahwa seorang penyanyi opera dapat memecahkan gelas anggur karena frekuensi suara yang dihasilkan cukup tinggi, bahkan kacamata dari seorang penonton pun dapat pecah karenanya. Efek dramatis ini ternyata tidak hanya terjadi di film. Ternyata hal itu terjadi juga di dunia nyata.

Pada tahun 2005 seorang penyanyi rock, Jaime Vendera dapat memecahkan gelas anggur hanya dengan mengeluarkan nada. Nada yang dihasilkan oleh penyanyi ini memiliki frekuensi yang sama dengan frekuensi alamiah dari gelas anggur tersebut. frekuensi alamiah ini juga ditentukan oleh keliling dari gelas anggur. Frekuensi alamiah terendah untuk gelas anggur adalah frekuensi dimana panjang gelombangnya sama dengan keliling gelas tersebut. hal ini sama dengan gelombang pada tali yang panjang talinya sama dengan keliling lingkaran gelas. Untuk lebih jelasnya dapat diilihat ilustrasi berikut ini. 

Jika panjang gelombang minimal sama dengan keliling gelas anggur maka gelombang tersebut akan berinterferensi konstruktif (interferensi maksimum) dan semakin memperkuat amplitudonya.

Jika seorang penyanyi dapat mempertahankan frekuensi tersebut dalam waktu yang relatif lama (tentu saja hal ini tidak mudah kecuali untuk orang yang profesional) gelas akan bergetar dengan Amplitudo cukup besar. Jika getarannya melebihi batas elastisitas bahan gelas maka gelas akan pecah.

Sebagai perhitugan kasar, kecepatan bunyi di medium kaca adalah sekiitar 900 m/s. Sedangkan keliling gelas anggur sekitar 20 cm, atau panjang gelombang minimal yan diperlukan 20 cm, maka frekuensi nada yang diperlukan sebesar 4500 Hz. Jika penyanyi dapat menghasilkan nada yang lebih tinggi lagi dimana keliling gelas dapat menampung kelipatan dari panjang gelombangnya maka kemungkinan gelas untuk pecah akan lebih tinggi.

Namun jika panjang gelombang yang dihasilkan didalam gelas adalah bukan bilangan bulat, atau pecahan gelombang semisal 1,5 panjang gelombang. Gelombang tersebut akan berinterferensi destruktif (interferensi minimum). Gelombang-gelombang yang terjadi akan saling melemahkan amplitudonya, atau suara yang dihasilkan terdiri atas banyak frekuensi atau frekuensi yang dihasilkan tidak konstan. Hal ini juga mempengaruhi interferensi gelombang yang terjadi pada gelas.

Semoga Bermanfaat.

Download File (PDF), KLIK DISINI

Referensi : Serway, Raymond A.dan John W. Jewett. (2008). Physics for Scientists and Engineers with modern physics (7^th Edition). USA: Thompson Brooks/Cole

Artikel Unik Fisika - Interferensi Di Instrument Landing System Pada Pendaratan Pesawat

Interferensi Di Instrument Landing System Pada Pendaratan Pesawat

Pesawat merupakan alat transportasi yang sangat penting di zaman sekarang ini. Jarak yang jauh antar Negara sudah bukan masalah karena dapat ditempuh dalam beberapa jam dengan menggunakan pesawat. bahkan anda dapat “datang ke tujuan sebelum berangkat” dengan menaiki pesawat. 

pesawat selain sebagai alat transportasi yang penting juga merupakan senjata militer yang tidak kalah penting dan ampuh.  Berbagai kemampuan pesawat seperti terbang, melesat, bergerak melebihi kecepatan suara, “menghilang” merupakan aplikasi dari ilmu fisika.

Fisika sebagai ilmu dasar memberikan kerangka kerja dan kerangka dasar dalam menciptakan suatu teknologi. Dengan suatu prinsip fisika yang sederhana jika diaplikasikan dapat menciptakan teknologi yang luar biasa. Produk teknologi dari konsep fisika kali ini adalah system navigasi pendaratan pesawat pada bandara atau yang dikenal dengan Instrument Landing System.

Instrument Landing System sangat diperlukan jika keadaan cuaca yang tidak mendukung seperti adanya kabut yang sangat tebal atau asap kebakaran hutan yang telah terjadi akhir-akhir ini sehingga jarak pandang pesawat menjadi sangat dekat. Pesawat yang tidak dapat melihat jelas pastinya akan sulit untuk menentukan lintasan pendaratan pada bandara sehingga diperlukanlah Instrument Landing System agar pesawat dapat mendarat dengan tepat.

Prinsip yang mendasari Instrument Landing System adalah percobaan interferensi celah ganda Young. Saat dua celah sumber cahaya memancarkan cahaya, maka cahaya tersebut akan berinterferensi . jika di depan celah tersebut dipasang layar akan Nampak pola interferensi cahaya berupa pola gelap-terang. Pola terang terjadi saat interferensi yang dihasilkan maksimum atau hasil dari interferensi dari dua gelombang yang perbedaan fasenya 1,2,3 atau merupakan bilangan genap. Sedangkan ipola gelap terjadi saat interferensi yang dihasilkan minimum atau hasil interferensi dari dua gelombang yang perbedaan fasenya ½ , 3/2 , 5/2, atau merupakan setengah kelipatan bilangan bulat. Paling tengah dari pola-pola tersebut terdapat terang pusat, dimana letaknya ditengah-tengah diantara dua celah yang merupakan sumber cahaya koheren. Terang pusat memiliki intensitas paling tinggi. Percobaan interferensi celah ganda dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Percobaan celah ganda Young mendasari instrument landing system yang digunakan untuk memandu pesawat udara untuk mendarat dengan aman saat jarak pandang buruk. Meskipun system-sistem yang nyata jauh lebih rumit dibandingkan  contoh yang dijelaskan disisni, tetapi prinsip kerjanya pada dasarnya sama. Dua antena radio A1 dan A2 diposisikan berdekatan sejajar dengan landasan , terpisah sejauh beberapa puluh meter. Antenna-antena tersebut memancarkangelombang radio yang koheren yang tidak dimodulasi pada frekuensi sekitar 30 MHz.

Saat antena-antena radio tersebut memancarkan gelombang radio, gelombang tersebut akan berinterferensi sehingga terbentuklah pola-pola interferensi  berupa gelombang yang kuat (interferensi maksimum) san lemah (interferensi minimum). Pesaawat yang memiliki  radio penerima akan “mengunci sasaran” pada sinyal kuat yang dipancarkan di sepanang maksimum hasil interferensi dan pilot mengemudikan pesawatnya sedemikian rupa hingga sinyal yang diterimanya tetap kuat. Jika ia telah menemukan maksimum pusat, maka pesawatnya pasti telah mendapatkan arah yang tepat untuk mendarat saat mencapai landasan. Saat pesawat berada pada maksimum yang salah atau maksimum pertama, bukan maksimum pusat. Petugas dari bandara dapat mengirimkan dua sinyal dari masing-msing antenna dan melengkapi pesawat dengan radio penerima dua channel. Sehingga pilot dapat mengetahui bahwa ia berada pada jalur yang salah.

Semoga Bermanfaat.

Download File (PDF), KLIK DISINI

Sumber: http://pakgurufisika.blogspot.co.id/2015/11/interferensi-di-instrument-landing.html