Contoh Soal dan Pembahasan Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi adalah gelombang mekanik yang digolongkan sebagai gelombang longitudinal, berikut ini akan disajikan Contoh Soal dan Pembahasan Gelombang Bunyi. Mudah-mudahan saja Contoh Soal dan Pembahasan Gelombang Bunyi ini bermanfaat banyak.

Soal No. 1) Sebuah garfu tala berfrekuensi 660 Hz digetarkan dekat sebuah tabung berisi air. Jika laju rambat bunyi di udara 330 m/s, maka akan terjadi resonansi bila jarak minimum permukaan air dengan ujung tabung adalah ….
a. 0,125 m
b. 0,250 m
c. 0,500 m
d. 0,625 m
e. 0,750 m
Jawaban : A

Pembahasan : f = 660 Hz
v = 330 Hz
n = 1

Soal No. 2) Getaran-getaran mekanis yang dihasilkan lebah sewaktu menari akan dirambatkan ke ruang sekelilingnya. Getaran tersebut ….
a. akan dipancarkan langsung ke ruang sarang lebah sebagai gelombang elektromagnet
b. akan dipancarkan sebagai gelombang bunyi langsung ke luar sarang
c. akan dipancarkan sebagai gelombang bunyi setelah beresonansi dengan rongga sarang lebah
d. tetap terjebak dalam sarang lebah sebagai latar belakang musik tariannya seperti apa yang terjadi di ruang konser
e. akan memancarkan gelombang longitudinal dan transversal karena arah getarannya maju-mudur dan kiri-kanan
Jawaban : C

Pembahasan : Getaran mekanis yang dihasilkan lebah sewaktu menari akan menghasilkan gelombang bunyi yang dipancarkan setelah beresonansi dengan rongga sarang lebah.

Soal No. 3) Sebuah gelombang tsunami terbentuk di laut dalam dengan panjang gelombang 1 km menjalar menuju suatu pantai. Ketika gelombang tersebut hampir mencapai pantai petugas BMG mencatat kecepatan gelombangnya sebesar 72 km/jam dan panjang gelombangnya adalah 80 m. kecepatan gelombang tersebut pada saat tersebut adalah ….
a. 50%
b. 100%
c. 150%
d. 200%
e. 250%
Jawaban : E

Soal No. 4)Pada suatu batang baja sepanjang 1\space\text{m} merambat gelombang bunyi. Gelombang tersebut membutuhkan waktu 0{,}0002\space\text{s} s untuk mencapai ujung batang dari ujung lainnya. Jika modulus elastisitas dari batang baja tersebut sebesar  20 \times 10^{10}\space\text{Pa}, berapakah massa jenis baja tersebut?

a. 8.000\space\text{kg/m}^3
b. 8.500\space\text{kg/m}^3
c. 7.000\space\text{kg/m}^3
d. 9.000\space\text{kg/m}^3
e. 10.000\space\text{kg/m}^3

Jawaban: A

Pembahasan
Cepat rambat bunyi pada padatan adalah v=\sqrt{\frac{E}{\rho}}

\begin{aligned} v& = \frac{s}{t}\\ &= \frac{1}{0{,}0002} \\ v &= 5000\space\text{m/s}\\\end{aligned}

\begin{aligned}v&= \sqrt{\frac{E}{\rho}} \\ 5000&=\sqrt{\frac{20 \times 10^{10}}{\rho} \\ 5000^2 &= \frac{20\times10^{10}}{\rho} \\ \rho &= \frac{20\times10^{10}}{5000^2} \\ \rho &= \frac{20\times10^{10}}{25 \times 10^6} \\ \rho &= 0{,}8 \times 10^4 \\ \rho &= 8000\space\text{kg/m}^3 \\ \end{aligned}

Soal No. 5) Suatu gelombang bunyi merambat dari salah satu ujung pada batang baja dengan panjang 50\space\text{cm}. Jika batang baja tersebut memiliki modulus elastisitas sebesar 20 \times 10^{10}\space\text{Pa} dan massa jenis 8000\space\text{kg/m}^3, berapakah waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk melintasi batang besi tersebut?
a. 1,0 s
b. 0,1 s
c. 0,01 s
d. 0,001 s
e. 0,0001 s
Jawaban: E

Pembahasan
Cepat rambat bunyi pada padatan adalah v = \sqrt{\frac{E}{\rho}}

\begin{aligned}v &= \frac{s}{t} \\ \frac{s}{t} &= \sqrt{\frac{E}{\rho}} \\ \frac{0,5}{t} &= \sqrt{\frac{20 \times 10^{10}}{8000}}\\ \frac{1}{t} &= 2 \times\sqrt{0,0025 \times 10^{10}} \\ \frac{1}{t} &= 2 \times\sqrt{25 \times 10^{6}} \\ \frac{1}{t} &= 2\times 5\times 10^{3} \\ t &= \frac{1}{10.000} \\ &= 0{,}0001\space\text{s} \end{aligned}

Soal No. 6) Kedalaman sebuah laut akan diukur dengan pantulan gelombang ultrasonic dari atas sebuah kapal. Getaran pulsa ultrasonik setelah dipancarkan, diterima kembali pantulannya oleh penerima di kapal 6 detik kemudian. Cepat rambat bunyi dalam air laut adalah 1400 m/s. Maka kedalaman laut tersebut adalah ….
A. 2.100 m
B. 2.800 m
C. 4.200 m
D. 8.400 m
E. 16.800 m
Jawaban: C

Pembahasan
Mengukur kedalaman laut dengan bunyi pantul dapat menggunakan persamaan:

d=\frac { vt }{ 2 }

d=\frac { 1400 x 6 }{ 2 }

d=\frac { 8400 }{ 2 }

d = 4.200 meter

Soal No. 7) Seorang anak mendengar bunyi yang memiliki panjang gelombang sebesar 5 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, maka frekuensi sumber bunyi yang didengar anak tersebut sebesar ….
A. 67 Hz
B. 70 Hz
C. 129 Hz
D. 58 Hz
E. 68 Hz
Jawaban: E

Pembahasan:
Cepat rambat gelombang bunyi di udara sama dengan panjang gelombang dikalikan dengan freukuensi gelombang tersebut sehingga..

v=\lambda .f

f=\frac { v }{ \lambda }
f=\frac { 340 }{ 5 }
f = 68 Hz

Soal Essay dan Jawaban Fisika (Gelombang Bunyi)

Hai kawan-kawan, berikut ini akan disajikan Soal Essay dan Jawaban Fisika (Gelombang Bunyi). Mudah-mudahan Soal Essay dan Jawaban Fisika (Gelombang Bunyi)  ini memberikan manfaat yang banyak.

Soal No. 1). Seorang penonton pada lomba balap mobil mendengar bunyi (deru mobil) yang berbeda, ketika mobil mendekat dan menjauh. Rata- rata mobil balap mengeluarkan bunyi 800 Hz. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s-1 dan kecepatan mobil 20 m.s-1, maka frekuensi yang di dengar saat mobil mendekat adalah….

Jawaban
Penerapan efek Doppler, pendengar dalam posisi diam berarti Vp = NOL, sumber mendekati pendengar berarti tanda untuk Vs adalah negatif.

Soal No. 2). Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10−2 kg ditegangkan 200 N, maka nada dasar piano adalah berfrekuensi….

Jawaban
Kecepatan gelombang pada dawai adalah :

Nada dasar pada dawai terjadi saat:

Frekuensi dawai:

Rumus Cepat :

Soal No. 3). Sebuah speaker aktive dengan daya 20 W mampu memancarkan bunyi secara berkesinambungan. Jika seseorang berada pada jarak 2 m dari speaker tersebut maka intensitas bunyi yang diterima oleh orang tersebut adalah …..

Jawaban
Daya sumber P = 20 Watt
Radius R = 2 m

soal intensitas bunyi instafisika
Soal No. 4). Sebuah alat pengukur intensitas bunyi diletakkan sejauh 5 m dari sumber bunyi ,intensitas yang terbaca 5 x 10–6 watt m–2 . Apabila alat dipindahkan sehingga jarak dari sumber menjadi 10 m, maka intensitas bunyi terbaca adalah…
Jawaban :
IA = 5 x 10–6 watt m–2
RA = 5 m
RB = 10 m

soal intensitas bunyi instafisika
Soal No. 5). Seorang anak berada pada jarak 100 m dari sebuah sumber bunyi yang berdaya 12,56 watt. Tentukan besar taraf intensitas bunyi yang didengar anak tersebut jika Π adalah 3,14 dan intensitas ambang pendengaran I0 = 10-12 watt/m2!

Jawaban
Untuk menentukan taraf intensitas bunyi gunakan persamaan berikut

Taraf Intensitas Bunyi

Intensitas Bunyi

dimana P adalah daya dalam satuan watt dan A adalah luasan dalam satuan m2,asumsikan bunyi menyebar merata sehingga membentuk luasan berupa bola sehingga A = 4 Πr2, dimana r adalah jari-jari bola atau sama dengan jarak anak dari sumber bunyi.

Sehingga:

Soal No. 6). Sebuah pabrik memiliki 100 mesin yang identik. Jika sebuah mesin memiliki taraf intensitas bunyi sebesar 70 dB, tentukan nilai taraf intensitas bunyi yang terdengar jika semua mesin di pabrik tersebut dinyalakan bersamaan!

Jawaban
Untuk menentukan Taraf Intensitas bunyi oleh banyak sumber yang identik gunakan persamaan berikut:

dimana TI1 adalah TI sebuah sumber bunyi dan n adalah banyaknya sumber bunyi. Sehingga

Soal No. 7). Sebuah sumber mengeluarkan bunyi dengan intensitas 10-5 watt/m2. Jika intensitas ambang bernilai 10-12 watt/m2, tentukan taraf intensitas bunyi tersebut!
Jawaban
Untuk menghitung taraf intensitas suatu bunyi gunakan persamaan berikut inidari data soal didapat

Soal No. 8). Sebuah bom molotov meletus pada jarak 20 meter dari seorang anak .

 

Jika anak tersebut mendengar bunyi ledakan dengan taraf intensitas sebesar 120 dB, tentukan besar taraf intensitas yang didengar seorang anak lain yang berada pada jarak 180 m dari anak pertama!

Jawaban
Untuk menentukan taraf intensitas bunyi dari sebuah sumber yang didengar dari dua tempat yang berbeda dipergunakan persamaan berikut:

dengan r1 adalah jarak anak pertama dari sumber bunyi (20 m) dan r2 adalah jarak anak kedua dari sumber bunyi (180+20 = 200 m)

Soal No. 9). Tentukan nilai perbandingan intensitas suatu sumber bunyi dari dua tempat yaitu A yang berjarak 4 m dari sumber dan dari B yang berjarak 9 m dari sumber!

Jawaban
Intensitas sebuah sumber bunyi dari dua tempat yang berbeda:

Soal No. 10). Suatu sumber bunyi 1 kHz bergerak langsung ke arah seorang pendengar yang rehat dengan kelajuan 0,9 kali kelajuan bunyi. Frekuensi yang diterimanya dalam kHz adalah….

Jawaban