Syarat terdengarnya bunyi ada 3 macam:
a. Ada sumber bunyi
b. Ada medium (udara)
c. Ada pendengar
Beberapa sifat-sifat bunyi meliputi:
a. Merambat membutuhkan medium
b. Merupakan gelombang longitudinal
c. Dapat dipantulkan.
SOAL JAWAB GELOMBANG BUNYI SMA KELAS XII
1. Sebuah seruling yang memiliki kolom udara terbuka pada kedua ujungnya memiliki nada atas kedua dengan frekuensi 1700 Hz. Jika kecepatan suara di udara adalah 340 m/s maka panjang seruling mendekati……
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\\\small L=\left ( \frac{2n+1}{4} \right )\frac{v}{f}\\L=\left ( \frac{2(2)+1}{4} \right )\frac{340}{1700}\\L=0,25m=25cm\]
2. Sebatang kawat panjang L mempunyai kerapatan seragam r dengan tegangan T sepanjang kawat dengan jalan menjepit kedua ujung-ujungnya. Jika n adalah bilangan positif bulat, maka kawat ini dapat bergetar pada frekuensi…
Jawaban dari Pak Dimpun:\[\small f=\left ( \frac{n+1}{2L} \right )\sqrt{\frac{T}{r}}\]
3. Sepotong dawai yang panjangnya 80 cm dan massanya 16 gram dijepit kedua ujungnya dan terentang tegang dengan tegangan 800 N. Frekuensi nada atas kesatu yang dihasilkan adalah…
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\\\small f=\left ( \frac{n+1}{2L} \right )\sqrt{\frac{F.L}{m}}\\f=\left ( \frac{1+1}{2(0,8} \right )\sqrt{\frac{800.0,8}{16.10^{-3}}}\\f=250\: Hz\]
4. Sepotong dawai menghasilkan nada dasar f. Bila dipendekkan 8 cm tanpa mengubah tegangan, dihasilkan frekuensi 1,25 f. Jika dawai dipendekkan 2 cm lagi, maka frekuensi yang dihasilkan adalah…
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\\\small f_{n}=\left ( \frac{n+1}{2L} \right )v\\\small f_{0}=f=\left ( \frac{0+1}{2L} \right )v\Rightarrow v=2Lf\]\[\small f_{0}^{'}=\frac{5}{4}f=\left ( \frac{0+1}{2(L-8)} \right )2Lf\\ 5L-40=4L\\ L=40\: cm\]\[\small \frac{f_{0}^{''}}{f}=\frac{\left ( \frac{0+1}{2(40-8-2)} \right )}{\left ( \frac{0+1}{2(40)} \right )}\\\small \frac{f_{0}^{''}}{f}=\frac{4}{3}\\ f_{0}^{''}=\frac{4}{3}f\\ f_{0}^{''}=1,33f\]
5. Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2 kg ditegangkan 200 N, maka nada dasar piano adalah berfrekuensi …
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small f_{n}=\left ( \frac{n+1}{2L} \right )\sqrt{\frac{F.L}{m}}\\ f_{o}=\left ( \frac{0+1}{2(0,5)} \right )\sqrt{\frac{200.0,5}{10^{-2}}}\\ f_{o}=100\: Hz\]
6. Seorang mendengarkan kembali suaranya sebagai gema dari sebuah tebing setelah waktu 4 detik. Apabila $\varphi$ adalah perbandingan panas jenis udara pada tekanan dan suhu konstan dan orang tersebut mengetahui bahwa suhu saat itu T kelvin dan massa molekul relatif udara M, maka orang tersebut dapat menentukan jarak tebing menurut persamaan
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small x=v.t\\x=2\sqrt{\frac{\varphi R.T}{M}}\]
7. Dua batang logam A dan B masing-masing memiliki modulus Young sekitar 0,2 x 1011 Pa dan 4 x 1011 Pa. Apabila perbandingan antara massa jenis logam A dan B adalah 20 : 1, maka perbandingan cepat rambat gelombang bunyi pada logam A dan B adalah
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small \frac{v_{a}}{v_{b}}=\frac{\sqrt{\frac{E_{a}}{\rho _{a}}}}{\sqrt{\frac{E_{b}}{\rho _{b}}}}\\\\\frac{v_{a}}{v_{b}}=\sqrt{\frac{E_{a}.\rho _{b}}{E_{b}.\rho _{a}}}\\\\\frac{v_{a}}{v_{b}}=\sqrt{\frac{0,2.10^{11}.1}{4.10^{11}.20}}\\\\\frac{v_{a}}{v_{b}}=\frac{1}{20}\]
8. Rapat massa medium gas bersuhu 0oC dan bertekanan 1 atm yang dilalui oleh gelombang suara berkelajuan 330 m/s bernilai sekitar
Jawaban dari Pak Dimpun:
Untuk udara pada keadaan normal $\varphi$ =1,4; P = 1 atm = $10^{5}Pa$ \[\small v=\sqrt{\frac{\varphi P}{\rho }}\\\\ \rho =\frac{\varphi P}{v^{2}}\\\\ \rho =\frac{1,4.10^{5} }{330^{2}}\\\\ \rho =1,286\approx 1,3\: \frac{kg}{m^{3}}\]
9. Gelombang bunyi terjadi dalam tabung berisi udara yang terbuka pada kedua ujungnya. Panjang tabung 40 cm. tabung dapat beresonansi dengan berbagai frekuensi dan frekuensi terendahnya 75 Hz. Laju rambat bunyi di udara adalah
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small f_{n}=\left ( \frac{n+1}{2L} \right )v\\ 75=\left ( \frac{0+1}{2(0,4)} \right )v\\ v=60\: ms^{-1}\]
10. Nada atas pertama pipa organa terbuka yang panjangnya 40 cm beresonansi dengan pipa organa tertutup. Jika pada saat beresonansi jumlah simpul pada kedua pipa sama, maka panjang pipa organa tertutup (dalam cm) adalah
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small S_{pob}=S_{pot}\\ 1+1=n+1\\ n=1\]\[\small f_{1.pob}=f_{1.pot}\\\\ \frac{n+1}{2L_{pob}}=\frac{2n+1}{4L_{poT}}\] \[\small \frac{1+1}{2.40}=\frac{2(1)+1}{4L_{pot}}\\ L_{pot} =30\: cm\]
11. Intensitas bunyi di titik A yang berjarak 2 m dari sumber bunyi = I. kemudian titik A digeser menjauhi sumber bunyi sejauh 2 meter dari semula, maka intensitar bunyinya menjadi…
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small \frac{I_{2}}{I_{1}}=\left ( \frac{R_{1}}{R_{2}} \right )^{2}\\ \frac{I_{2}}{I}=\left ( \frac{2}{2+2} \right )^{2}\\ I_{2}=0,25I\]
12. Suatu gelombang gempa terasa di Malang dengan intensitas 6 x 105 W/m2. Sumber gempa berasal dari suatu tempat yang berjarak 300 km dari Malang. Jika jarak antara Malang dan Surabaya sebesar 100 km dan ketiga tempat itu membentuk segitiga siku-siku dengan sudut siku-siku di Malang, maka intensitas gempa yang terasa di Surabaya adalah (dalam W/m2).
Jawaban dari Pak Dimpun:
\[\small \frac{I_{S}}{I_{M}}=\left ( \frac{R_{M}}{R_{S}} \right )^{2}\]\[\small \frac{I_{S}}{6.10^{5}}=\left ( \frac{300}{100\sqrt{10}} \right )^{2}\\ I_{S}=4,5.10^{5}\frac{W}{m^{2}}\]
13. Sebuah bunyi dengan daya 314 watt merambatkan energinya ke segala arah sama besar. Seorang pengamat mendeteksi taraf intensitasnya pada suatu tempat sebesar 100 dB. Tentukan jarak pengamat dengan sumber bunyi jika intensitas ambang I0 = 10-16watt/cm2!
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small TI=10\log \frac{P}{4\pi R^{2}I_{o}}\\ 100=10\log \frac{100\pi }{4\pi R^{2}10^{-12}}\]\[\small \log 10^{10}=\log \frac{25 10^{12}}{ R^{2}}\\ R=50\: m\]
14. Pada jarak 10 meter dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Taraf intensitas pada jarak 100 m dari sumber tersebut adalah…
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small TI_{2}=TI_{1}+10\log \left ( \frac{R_{1}}{R_{2}} \right )^{2}\\TI_{2}=50+10\log \left ( \frac{10}{100} \right )^{2}\\TI_{2}=30\, dB\]
15. Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirene menara dengan frekuensi 2000 Hz. Jika sirene memancarkan bunyi dengan frekuensi 1700 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka kecepatan pesawat udara itu adalah… km/jam.
Jawaban dari Pak Dimpun: \[\small \frac{f_{p}}{f_{s}}=\frac{v+v_{p}}{v+v_{s}}\\\\ \frac{2000}{1700}=\frac{340+v_{p}}{340+0}\]\[\small \frac{200}{1}=\frac{340+v_{p}}{2}\\ v_{p}=60\: ms^{-1}\\ v_{p}=216\: km.jam^{-1}\]Semoga bermanfaaat...
