MATERI GELOMBANG BUNYI
SUMBER BUNYI
Frekuensi Dawai
n = 0, 1, 2, 3,...
Keterangan:
fn = frekuensi dawai ke-n.
L = panjang dawai.
v = cepat rambat bunyi pada dawai.
Untuk menentukan cepat rambat bunyi pada dawai:
Dengan F = tegangan dawai dan m = massa dawai.
Frekuensi pipa organa terbuka
n = 0, 1, 2, 3,...
Frekueansi pipa organa tertutup
n = 0, 1, 2, 3,...
Keterangan:
fn = frekuensi pipa organa ke-n (Hz).
L = panjang pipa organa (m).
v = cepat rambat bunyi di udara (340 m/s).
INTENSITAS BUNYI
Keterangan:
P = daya (Watt).
A = luas (m2).
R = jarak suatu titik ke sumber bunyi (m).
PERBANDINGAN INTENSITAS BUNYI DUA TEMPAT YANG BERBEDA
Keterangan:
IA = intensitas di posisi A.
IB = intensitas di posisi B.
RA = jarak sumber bunyi ke posisi A (m).
RB = jarak sumber bunyi ke posisi B (m).
TARAF INTENSITAS BUNYI
Keterangan:
TI = taraf intensitas (dB).
I = intensitas bunyi (Wb).
I0 = intensitas ambang pendengaran (10-12 Wb).
Jika terdapat n buah sumber bunyi:
TI = TI1 + 10 log n
Dengan TI1 = taraf intensitas satu buah sumber bunyi.
Dengan TI1 = taraf intensitas satu buah sumber bunyi.
EFEK DOPPLER
Keterangan:
fp = frekuensi pendengar (Hz).
fs = frekuensi sumber (Hz).
v = cepat rambat bunyi di udara (340 m/s).
vp = kecepatan pendengar (m/s).
vs = kecepatan sumber (m/s).
Aturan ± vp dan ± vs
Jika arah gerak sumber bunyi dan pendengar tidak searah:
Jika arah gerak sumber bunyi dan pendengar tidak searah:
- vp (+) dan vs (-) jika sumber bunyi dan pendengar saling mendekat atau salah satunya mendekat dan yang lain diam.
- vp (-) dan vs(+) jika sumber bunyi dan pendengar saling menjauh atau salah satu menjauh dan yang lain diam.
- vp (+) dan vs (+) jika sumber bunyi didepan dan pendengar dibelakang.
- vp (-) dan vs (-) jika pendengar didepan dan sumber bunyi dibelakang.
Contoh soal gelombang bunyi dan pembahasan
Pembahasan soal dawai dan pipa organa
Nomor 1
Suatu dawai panjang 0,8 meter. Jika tegangan dawai diukur sedemikian sehingga kecepatan gelombangnya 200 m/s, frekuensi nada dasarnya adalah...
A.125 Hz
B.130 Hz
C.145 Hz
D.160 Hz
E.400 Hz
Nomor 2
Cepat rambat gelombang pada tali = v, sedangkan tegangannya F. Jika panjang dan massa tali tetap, sedangkan massa tali diperbesar menjadi 4F, maka cepat rambat gelombang pada tali tersebut menjadi...
A.16 v
B.4 v
C.2 v
D.v
E.½ v
Nomor 3
Frekuensi nada atas pertama pipa organa terbuka A sama dengan frekuensi nada dasar pipa organa tertutup B. jika panjang pipa A 60 cm, maka panjang pipa B adalah...
A.10 cm
B.15 cm
C.20 cm
D.24 cm
E.30 cm
Intensitas bunyi dititik P yang berjarak 3 m dari sumber bunyi adalah 10-4 watt/m2. Titik R berjarak 300 m dari sumber bunyi. Jika intensitas ambang I0 = 102 watt/m2, maka perbandingan taraf intensitas dititik P dan R adalah...
A.1 : 2
B.2 : 1
C.2 : 3
D.2 : 4
E.3 : 4
Nomor 2
Suatu titik yang berjarak 6 m dari sumber bunyi memiliki intensitas 10-4 watt/m2. Jika titik tersebut digeser mendekati sumber bunyi sejauh 3 m, maka perbandingan taraf intensitas setelah digeser dengan sebelum digeser adalah... (I0 = 10-12 watt/m2 dan log 4 = 0,6)
A.3 : 2
B.5 : 3
C.5 : 11
D.11 : 5
E.43 : 40
Nomor 3
A.400 dB
B.300 dB
C.40 dB
D.30 dB
E.20 dB
Nomor 4
Bunyi klakson sebuah sepeda motor saat dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 40 dB, sedangkan bunyi klakson sebuah mobil saat dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 60 dB. (Io = 10-12 W.m-2). Jika 100 klakson sepeda motor dan 10 klakson mobil serentak dibunyikan, maka perbandingan taraf intensitas sepeda motor dengan mobil adalah....
A.5 : 6
B.6 : 7
C.7 : 8
D.8 : 9
E.9 : 10
Suatu dawai panjang 0,8 meter. Jika tegangan dawai diukur sedemikian sehingga kecepatan gelombangnya 200 m/s, frekuensi nada dasarnya adalah...
A.125 Hz
B.130 Hz
C.145 Hz
D.160 Hz
E.400 Hz
Nomor 2
Cepat rambat gelombang pada tali = v, sedangkan tegangannya F. Jika panjang dan massa tali tetap, sedangkan massa tali diperbesar menjadi 4F, maka cepat rambat gelombang pada tali tersebut menjadi...
A.16 v
B.4 v
C.2 v
D.v
E.½ v
Nomor 3
Frekuensi nada atas pertama pipa organa terbuka A sama dengan frekuensi nada dasar pipa organa tertutup B. jika panjang pipa A 60 cm, maka panjang pipa B adalah...
A.10 cm
B.15 cm
C.20 cm
D.24 cm
E.30 cm
Pembahasan soal intensitas dan taraf intensitas
Nomor 1Intensitas bunyi dititik P yang berjarak 3 m dari sumber bunyi adalah 10-4 watt/m2. Titik R berjarak 300 m dari sumber bunyi. Jika intensitas ambang I0 = 102 watt/m2, maka perbandingan taraf intensitas dititik P dan R adalah...
A.1 : 2
B.2 : 1
C.2 : 3
D.2 : 4
E.3 : 4
Nomor 2
Suatu titik yang berjarak 6 m dari sumber bunyi memiliki intensitas 10-4 watt/m2. Jika titik tersebut digeser mendekati sumber bunyi sejauh 3 m, maka perbandingan taraf intensitas setelah digeser dengan sebelum digeser adalah... (I0 = 10-12 watt/m2 dan log 4 = 0,6)
A.3 : 2
B.5 : 3
C.5 : 11
D.11 : 5
E.43 : 40
Nomor 3
Intensitas bunyi mesin jahit yang sedang bekerja adalah 10-9 Wm-2. Untuk intensitas ambang bunyi 10-12
Wm-2, maka taraf intensitas bunyi dari 10 mesin jahit identik yang sedang bekerja adalah..... A.400 dB
B.300 dB
C.40 dB
D.30 dB
E.20 dB
Nomor 4
Bunyi klakson sebuah sepeda motor saat dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 40 dB, sedangkan bunyi klakson sebuah mobil saat dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 60 dB. (Io = 10-12 W.m-2). Jika 100 klakson sepeda motor dan 10 klakson mobil serentak dibunyikan, maka perbandingan taraf intensitas sepeda motor dengan mobil adalah....
A.5 : 6
B.6 : 7
C.7 : 8
D.8 : 9
E.9 : 10
Pembahasan:
Diketahui:
TI1 motor = 40 dB
TI1 mobil = 60 dB
n motor = 100
n mobil = 10
Ditanya: TI motor : TI mobil = ...
a. Terlebih dahulu hitung TI motor.
TI motor = TI1 motor + 10 log n motor
TI motor = 40 + 10 log 100 = 40 + 10 . 2
TI motor = 60 dB
b. Menghitung TI mobil.
TI mobil = TI1 mobil + 10 log n mobil
TI mobil = 60 + 10 log 10 = 60 + 10 . 1
TI motor = 70 dB
c. Menghitung TI motor : TI mobil.
TI motor : TI mobil = 60 dB : 70 dB
TI motor : TI mobil = 6 : 7
Jawaban: C
Dini berada di dalam kereta api A yang berhenti. Sebuah kereta api lain (B) bergerak mendekati A dengan kecepatan 2 m.s-1 sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 676 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m.s-1, maka frekuensi peluit kereta api B yang didengar Dini adalah....
A.680 Hz
B.676 Hz
C.660 Hz
D.656 Hz
E.640 Hz
Nomor 2
Mobil pemadam kebakaran sedang bergerak dengan laju 20 m.s-1 sambil membunyikan sirine pada frekuensi 400 Hz (cepat rambat bunyi 300 m.s-1). Jika mobil pemadam kebakaran bergerak menjauhi seseorang yang sedang berdiri di tepi jalan, maka orang tersebut akan mendengar frekuensi sirine pada frekuensi....
A. 375 Hz
B. 575 Hz
C. 600 Hz
D. 620 Hz
E. 725 Hz
Nomor 3
Sebuah sumber bunyi bergerak dengan frekuensi 640 Hz bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 20 m/s. Jika cepat rambat bunyi di udara sebesar 340 m/s dan pengamat bergerak menjauhi searah sumber bunyi dengan kecepatan 10 m/s, maka frekuensi bunyi yang di dengar oleh pengamat adalah...
A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1.300 Hz
Nomor 4
Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 40 m/s mendekati mobil ambulan yang sedang melaju dengan kecepatan 10 m/s searah dengan mobil. Jika mobil ambulan membunyikan sirine dengan frekuensi 1050 Hz, jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi yang di dengar oleh pengendara mobil adalah...
A. 900 Hz
B. 990 Hz
C. 1.090 Hz
D. 1.140 Hz
E. 1.390 Hz
Taraf intensitas suatu sumber bunyi pada jarak 9 m dari pengamat adalah 50 dB. Jika ditambah sembilan buah sumber bunyi identik yang dibunyikan bersamaan maka taraf intensitas total pada pengamat menjadi....
A. 5 dB
B. 40 dB
C. 60 dB
D. 250 dB
E. 500 dB
Nomor 2
Diketahui:
TI1 motor = 40 dB
TI1 mobil = 60 dB
n motor = 100
n mobil = 10
Ditanya: TI motor : TI mobil = ...
a. Terlebih dahulu hitung TI motor.
TI motor = TI1 motor + 10 log n motor
TI motor = 40 + 10 log 100 = 40 + 10 . 2
TI motor = 60 dB
b. Menghitung TI mobil.
TI mobil = TI1 mobil + 10 log n mobil
TI mobil = 60 + 10 log 10 = 60 + 10 . 1
TI motor = 70 dB
c. Menghitung TI motor : TI mobil.
TI motor : TI mobil = 60 dB : 70 dB
TI motor : TI mobil = 6 : 7
Jawaban: C
Pembahasan soal efek Doppler
Nomor 1Dini berada di dalam kereta api A yang berhenti. Sebuah kereta api lain (B) bergerak mendekati A dengan kecepatan 2 m.s-1 sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 676 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m.s-1, maka frekuensi peluit kereta api B yang didengar Dini adalah....
A.680 Hz
B.676 Hz
C.660 Hz
D.656 Hz
E.640 Hz
Nomor 2
Mobil pemadam kebakaran sedang bergerak dengan laju 20 m.s-1 sambil membunyikan sirine pada frekuensi 400 Hz (cepat rambat bunyi 300 m.s-1). Jika mobil pemadam kebakaran bergerak menjauhi seseorang yang sedang berdiri di tepi jalan, maka orang tersebut akan mendengar frekuensi sirine pada frekuensi....
A. 375 Hz
B. 575 Hz
C. 600 Hz
D. 620 Hz
E. 725 Hz
Nomor 3
Sebuah sumber bunyi bergerak dengan frekuensi 640 Hz bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 20 m/s. Jika cepat rambat bunyi di udara sebesar 340 m/s dan pengamat bergerak menjauhi searah sumber bunyi dengan kecepatan 10 m/s, maka frekuensi bunyi yang di dengar oleh pengamat adalah...
A. 600 Hz
B. 660 Hz
C. 900 Hz
D. 980 Hz
E. 1.300 Hz
Nomor 4
Seorang pengendara mobil melaju dengan kecepatan 40 m/s mendekati mobil ambulan yang sedang melaju dengan kecepatan 10 m/s searah dengan mobil. Jika mobil ambulan membunyikan sirine dengan frekuensi 1050 Hz, jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi yang di dengar oleh pengendara mobil adalah...
A. 900 Hz
B. 990 Hz
C. 1.090 Hz
D. 1.140 Hz
E. 1.390 Hz
Soal-soal latihan gelombang bunyi
Nomor 1Taraf intensitas suatu sumber bunyi pada jarak 9 m dari pengamat adalah 50 dB. Jika ditambah sembilan buah sumber bunyi identik yang dibunyikan bersamaan maka taraf intensitas total pada pengamat menjadi....
A. 5 dB
B. 40 dB
C. 60 dB
D. 250 dB
E. 500 dB
Nomor 2
Diketahui taraf intensitas bunyi sebuah mesin X adalah 45 dB (Io = 10-12 W/m2). Perbandingan taraf intensitas bunyi untuk 10 mesin X dengan 100 mesin X adalah....
A. 10 : 11
B. 11 : 12
C. 11 : 13
D. 12 : 13
E. 13 : 14
Nomor 3
A. 10 : 11
B. 11 : 12
C. 11 : 13
D. 12 : 13
E. 13 : 14
Nomor 3
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....
A. 805 Hz
B. 810 Hz
C. 815 Hz
D. 850 Hz
E. 875 Hz
Nomor 4
A. 805 Hz
B. 810 Hz
C. 815 Hz
D. 850 Hz
E. 875 Hz
Nomor 4
Kereta api menuju stasiun dengan kelajuan 18 km.jam-1 sambil membunyikan peluit pada frekuensi 670 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m.s-1 , maka besar frekuensi yang didengar seorang penumpang yang duduk di stasiun adalah....
A. 770 Hz
B. 740 Hz
C. 700 Hz
D. 680 Hz
E. 600 Hz
Nomor 5
A. 770 Hz
B. 740 Hz
C. 700 Hz
D. 680 Hz
E. 600 Hz
Nomor 5
Seseorang bergerak dengan kecepatan 10 ms-1 mendekati sumber bunyi yang diam, frekuensi sumber bunyi 680 Hz. Setelah sampai di sumber bunyi orang tersebut bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama. Jika kecepatan sumber bunyi di udara 340 ms-1, maka perbandingan kedua frekuensi yang didengar ketika bergerak mendekati sumber dengan saat menjauhi sumber adalah.....
A. 33/34
B. 33/35
C. 34/35
D. 35/33
E. 35/34
A. 33/34
B. 33/35
C. 34/35
D. 35/33
E. 35/34
Tidak ada komentar:
Posting Komentar