Tuliskan 4 aplikasi getaran dan gelombang dalam teknologi

Getaran dan gelombang memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia. Berikut ini beberapa pemanfaatan gelombang dalam teknologi.

1. Ultrasonografi (USG)

Di bidang kedokteran, ultrasonik untuk diagnosis dan pengobatan. Ultrasonik dapat digunakan untuk menghancurkan tumor atau batu ginjal. Alat USG (ultrasonografi) yang juga memanfaatkan ultrasonik dapat digunakan untuk memantau janin pada wanita hamil, sistem arteri pada penderita lemah jantung, serta mengamati ganglion pada pasien penderita lemah atau kelainan otak.

Ultrasonografi (USG) merupakan Teknik pencitraan untuk diagnosis dengan menggunakan gelombang ultrasonik. Frekuensi yang digunakan berkisar antara 1 – 8 MHz. USG dapat digunakan untuk melihat struktur internal dalam tubuh seperti tendon, otot, sendi, pembuluh darah, bayi yang berada dalam kandungan, dan berbagai jenis penyakit seperti kanker.

(a) Transduser USG, (b) Komputer Pemrosesan Hasil USG, (c) Hasil USG bayi

Proses pembentukan bayangan dari bunyi dilakukan dengan tiga tahapan, yaitu pemancaran gelombang, penerimaan gelombang pantul, dan interpretasi gelombang pantul. Alat USG akan memancarkan gelombang ultrasonik ke jaringan tubuh menggunakan alat pemancar sekaligus penerima gelombang yang disebut transduser. Gelombang yang dipancarkan akan dipantulkan Sebagian oleh jaringan tubuh dengan besar yang beragam, baik jangka waktu pantulan dan besar kecilnya gelombang yang dipantulkan. Gelombang yang dipantulkan oleh jaringan tubuh selanjutnya diterima oleh transduser. Selanjutnya transduser akan mengubah gelombang yang diterima menjadi sinyal listrik, kemudian dihantarkan menuju computer. Computer selanjutnya akam memproses dan mengubah sinyal listrik menjadi gambar.

2. Sonar

Di bidang teknologi kelautan, gelombang ultrasonik digunakan untuk alat deteksi dan komunikasi yang disebut sonar (sound navigation and ranging). Alat ini dimanfaatkan untuk menyelidiki kedalaman laut, mengamati terumbu karang, serta menentukan jenis dan jarak pesawat amfibi, baik pihak kawan maupun lawan pada saat perang maupun damai.

Mengukur kedalaman laut

Gelombang bunyi akan merambat menurut garis lurus sehingga mengenai sebuah penghalang, misalnya dasar laut. Ketika gelombang bunyi mengenai penghalang, Sebagian gelombang itu akan dipantulkan Kembali ke kapal sebagai gema. Waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bergerak turun ke dasar laut dan Kembali ke atas diukur dengan cermat.

Data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut dapat digunakan untuk menghitung jarak kedalaman laut dengan menggunakan persamaan:

s = kedalaman laut (m)

v =  kecapatan gelombang ultrasonik (m/s)

t = waktu tiba gelombang ultrasonik (s)

Contoh soal:

Dari permukaan air laut, sinyal bunyi dikirim ke dasar laut. Sinyal tersebut diterima Kembali setelah 12 sekon. Jika cepat rambat bunyi dalam air adalah 1.800 m/s, maka kedalaman laut di tempat itu adalah …

Penyelesaian:

Dik:

t = 12 sekon

v = 1.800 m/s

Dit:

s = … ?

Jawab:

s = v . t / 2

s = 1.800 m/s . 12 sekon / 2

s = 21.600 m / 2

s = 10.800 m

3. Terapi Ultrasonik

Terapi ultrasonik merupakan terapi yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk keperluan medis. Metode yang digunakan yaitu dengan memancarkan gelombang dengan frekuensi tinggi (800 – 2.000 kHz) pada jaringan tubuh. Beberapa bentuk terapi ultrasonik misalnya terapi fisik, yang biasa digunakan untuk menangani keseleo pada ligament, keseleo pada otot, tendonitis, inflamasi sendi, dan osteortritis.

Terapi batu ginjal dengan gelombang ultrasonik

Gelombang ultrasonik juga dapat digunakan untuk membersihkan gigi dan penanganan penyakit katarak. Ultrasonik juga dapat dimanfaatkan untuk mengantarkan obat tertentu secara efektif pada suatu organ yang terkena penyakit, misalnya mengantarkan obat kemoterapi terhadap sel-sel kanker dalam otak.

4. Pembersih Ultrasonik

Pembersih ultrasonik merupakan alat yang menggunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi antara 20 – 400 kHz dan cairan pembersih tertentu, untuk membersihkan suatu benda. Benda-benda yang biasa dibersihkan menggunakan pembersih ultrasonik seperti perhiasan, lensa, jam tangan, alat bedah, alat musik, alat laboratorium, dan alat-alat elektronik tertentu

(a) alat pembersih ultrasonik, (b) gelombang dan gelembung dalam pembersih ultrasonik, (c) mesin yang dibersihkan dengan alat pembersih ultrasonik

Pembersih ultrasonik akan menghasilkan gelembung-gelembung cairan pembersih yang terbentuk akibat adanya gelombang ultrasonik bertekanan tinggi. Pergerakan gelembung cairan menghasilkan gaya yang besar untuk melepaskan kotoran seperti debu, minyak, cat, bakteri, dan jamur yang melekat pada suatu benda. Gelembung cairan mampu masuk ke dalam lubang-lubang kecil yang sulit dibersihkan dengan cara biasa, sehingga untuk membersihkannya tidak perlu dilakukan pembongkaran.

Sonifikasi adalah proses pemberian gelombang ultrasonik pada suatu bahan (larutan atau campuran), sehingga bahan tersebut dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil. Di dalam laboratorium, sonifikasi dilakukan dengan bantuan alat yang disebut sonikator. Pada alat pembuatan kertas, juga alat yang memancarkan gelombang ultrasonik pada serat selulosa, sehingga tersebar lebih merata dan menjadikan kertas lebih kuat.

Sonikator

Sonifikasi dapat digunakan untuk produksi nanopartikel, seperti nanoelmulsi dan nanokristal. Sonifikasi juga dapat mempercepat (pengambilan) minyak dari dalam jaringan tumbuhan dan pemurnian minyak bumi. Pada aplikasi biologis, sonifikasi sering digunakan untuk merusak atau menonaktifkan material organik. Misalnya, untuk merusak membrane sel dan melepaskan isi selulernya atau yang dikenal dengan istilah sonoporasi.

6. Pengujian Ultrasonik

Pengujian ultrasonik merupakan Teknik pengujian yang berdasarkan pada penyaluran gelombang ultrasonik pada objek atau material yang diuji. Gelombang yang digunakan memiliki frekuensi sekitar 0,1 – 15 MHz. dengan menggunakan Teknik pantulan gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke dalam benda, kerusakan pada bagian dalam benda, ketebalan, karakteristiknya dapat dideteksi, misalnya kerusakan akibat korosi pada logam.

(a) Alat uji ultrasonik, (b) teknisi menguji kebocoran pada pipa besi menggunakan alat uji ultrasonik

Pengujian ultrasonik banyak dilakukan dalam produksi logam baja dan aluminium, produksi pesawat, automotif, dan idustri lainnya. Penggunaan alat uji ultrasonik banyak memiliki keunggulan, antara lain memiliki daya yang tinggi untuk menembus suatu bahan, memiliki sensitivitas yang tinggi, akurat, tidak berbahaya, dan mudah dibawa.

Sumber:

Zubaidah siti,dkk. 2018. ILMU PENGETAHUAN ALAM SMP/MTs KELAS IX. Jakarta: kementerian Pendidikan dan kebudayaan republik Indonesia.

Triyono Agus, dkk. 2017. IPA TERPADU UNTUK SMP/MTs KELAS VIII. Jakarta: Erlangga

Aplikasi getaran dan gelombang dalam bidang teknologi sangatlah banyak dan bermanfaat. Berikut ini beberapa contoh, diantaranya:

1.Terapi Ultrasonik

Terapi ultrasonik merupakan terapi yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk keperluan medis. Metode yang digunakan yaitu dengan memancarkan gelombang dengan frekuensi tinggi (800- 2.000 kHz) pada jaringan tubuh.Terapi ultrasonik dapat dimanfaatkan untuk membersihkan gigidan penanganan penyakit katarak.Selain itu, tingginya energi gelombang ultrasonik, juga dapat digunakan untuk memecah endapan batu pada penderita batu ginjal atau yang dikenal dengan lithotripsi.

Baca Juga:

Rumus Getaran dan Gelombang

Contoh Soal Getaran dan Gelombang

Ultrasonik juga dapat dimanfaatkan untuk mengantarkan obat tertentu secara efektif pada suatu organ yang terkena penyakit, misalnya mengantarkan obat kemoterapi terhadap sel-sel kanker dalam otak.

2.Sonar

Sonar (Sound Navigation and Ranging) adalah sebuah teknik yang menggunakan penjalaran bunyi dalam air untuk navigasi atau mendeteksi benda dalam air (seperti ikan dan karang) dan juga untuk menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air. Untuk mengukur kedalaman laut, diperlukan transduser dan detektor. Transduser berfungsi untuk mengubah sinyal listrik menjadi gelombang ultrasonik yang dipancarkan ke dasar laut. Pantulan dari gelombang tersebut akan menimbulkan gema dan dipantulkan kembali ke kapal, kemudian ditangkap detektor.

Selain untuk mengukur kedalaman laut, sonar juga banyak digunakan nelayan modern untuk menentukan lokasi di mana ikan berada, kondisi ombak,dan kecepatan arusair laut.

3. Sonifikasi

Sonifikasi adalah proses pemberian energi gelombang ultrasonik pada suatu bahan, sehingga bahan tersebut dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil. Sonifikasi biasa dilakukan untuk memproduksi nanopartikel, seperti nanoemulsi dan nanokristal. Selain itu, sonifikasi juga dapat mempercepat ekstraksi minyak dari dalam jaringan tumbuhan dan pemurnian minyak bumi.

Pada alat pembuatan kertas, juga terdapat alat yang memancarkan gelombang ultrasonik pada serat selulosa, sehingga tersebar lebih merata dan menjadikan kertas lebih kuat.

4.Pembersih ultrasonik

Pembersih ultrasonik adalah alat yang digunakan untuk membersihkan benda-benda tertentu seperti perhiasan, jam tangan, alat bedah, alat musik, alat laboratorium, dan alat-alat elektronik tertentu dengan memancarkan gelombang ultrasonik berfrekuensi antara 20 KHz – 400 KHz dan cairan pembersih tertentu.

Pembersih ultrasonik akan menghasilkan gelembung-gelembung cairan pembersih yang terbentuk akibat adanya gelombang ultrasonik bertekanan tinggi. Pergerakan gelembung cairan menghasilkan gaya yang besar untuk melepaskan kotoran seperti debu, minyak, cat, bakteri, dan jamur yang melekat pada suatu benda.

5. Ultrasonografi (USG)

Ultrasonografi adalah sebuah teknik diagnostik pencritraan menggunakan gelombang ultrasonik dengan frekuensi antara 1 MHz sampai 8 MHz. USG dapat digunakan untuk melihat struktur internal dalam tubuh, seperti tendon, otot, sendi, pembuluh darah, bayi yang berada dalam kandungan, dan berbagai jenis penyakit, seperti kanker.

Bagaimana gelombang bunyi dapat menghasilkan gambar?

Proses pembentukan gambar dari bunyi dilakukan dengan tiga tahapan, yaitu pemancaran gelombang, penerimaan gelombang pantul, dan interpretasi gelombang pantul. Alat USG akan memancarkan berkas gelombang ultrasonik ke jaringan tubuh menggunakan alat pemancar sekaligus penerima gelombang yang disebut transduser.Gelombang yang dipancarkan akan dipantulkan sebagian oleh jaringan tubuh dengan besar yang beragam, baik jangka waktu pantulan dan besar kecilnya gelombang yang dipantulkan. Gelombang yang dipantulkan oleh jaringan tubuh selanjutnya diterima oleh transduser. Selanjutnya transduser akan mengubah gelombang yang diterima menjadi sinyallistrik, kemudian dihantarkan menuju komputer. Komputer selanjutnya akan memeroses dan mengubah sinyallistrikmenjadi gambar.