1. suara guntur terdengar 12 sekon setelah kilat terlihat. Jika jarak asal kilat dari pengamat adalah 3960 m, berapakah cepat rambat bunyi?
Jawab:
3960 330 12
m/s s
v t
= = =
2. seorang anak melepaskan sebuah kelereng dari tepi atas sebuah sumur. Setelah 31
8 sekon, ia mendengar bunyi kelereng menyentuh air. Jika g = 10 m/s 2 dan laju rambat bunyi 360 m/s,
tentukanlah kedalaman permukaan air sumur diukur dari tepi atas sumur. Jawab:
Missal batu mencapai permukaan air sumur dalam selang waktu t,
2
2
2
1 1
(3 )
2 8
1 25
(10) 360
2 8
5 360 1125 0
, 3
rambat bunyi
gt v t
t t
t t
selesaikan persamaan tersebut kita dapatkan t s
= −
⎛ ⎞
× = ×⎜ − ⎟
⎝ ⎠
+ − =
=
maka bunyi merambat dalam selang waktu 31 3 1
8 8
s − = 1
360 45
8
m h= × =
3. seorang siswa X berdiri diantara dua dinding P dan Q seperti ditunjukan pada gambar dibawah ini. Ketika ia bertepuk tangan sekali, ada suatu beda waktu 2,1 sekon di antara bunyi pantul dari dua dinding. Berapakah cepat rambat bunyi diudara?
Jawab:
Misal bunyi memantul kedinding P dan terdengar bunyinya dalam selang waktu t,
2
2,1
100 450
2,1
100 210 450
0, 6
2 200
0, 6 333, 33
s
m/s
p Q
P rambat rambat
s s
t t
t t
t t
t
s v
t v
= +
= +
+ =
=
= =
=
4. sebuah jalan mebentang ditengah-tengah antara dua barissan gedung yang sejajar. Seorang pengendara motor dengan kelajuan 36 km/jam
membunyikan klakson. Ia mendengar X
100 m 450 m
gemanya 1 detik kemudian. Cepat rambat bunyi adalah 330 m/s.
a. tentukan jarak antara kedua barisan gedung itu.
b. kapankah ia akan mendengar gema untuk kedua kalinya? Jawab:
Pengendara motor berada ditengah-tengah gedung, misal jarak gedung adalah d,
a.
1 2
2 1 2
2 330
1 330m rambat
d v
t d
d
× =
× = = b.
1 4
2 1
4 330
2 2
330
s rambat
d v
t
t
× = × ×
= =
5. dua buah pengeras suara saling berhadapanpada jarak pisah 100 m dan dihubungkan ke pembangkit sinyal yang sama, yang memberikan sinyal dengan frekuensi 110 Hz.
a. jelaskan variasi kuat bunyi yang terdengar sepanjang garis yang
menghubungkan kedua pengeras suara.
b. seseorang berjalan sepanjang garis mulai dari salah satu pengeras suara menuju pengeras suara lainnya dengan kecepatan konstan 2,00 m/s. diukur dari t = 0 pada kedudukan aalnya,
kapankah orang itu akan mendengar: (i) bunyi paling lemah? Dan (ii) bunyi paling kuat?
(cepat rambat bunyi 330 m/s). Jawab:
Saya tinggalkan soal ini sebagai bahan diskusi teman-teman…… ^_^
6. pada gambar berikut ini ditunjukan dua buah sumber bunyi yang identik dan sefase karena mengeluarkan puncak gelombang pada saat yang bersamaan. Panjang gelombang adalah 100 cm. jika
2
r diketahui 150 cm, tentukan jarak r1
yang mungkin pada keadaan dimana: a. di P terdengar bunyi yang paling
kuat
Jawab:
a. bunyi terdengar paling kuat ketika
1 2
s n r r n
λ λ
∆ = − =
misalkan n = 0,
1 1
50 50cm r
r = + =
b. bunyi terdengar paling lemah ketika
1 2
1 2
1 2 s n r r n
λ
λ
⎛ ⎞
∆ =⎜ + ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
− =⎜ + ⎟
⎝ ⎠
Misal n = 0,
1 2
1
1
1 2
1 2 1
50 100
2 100cm s n r r n r
r
λ
λ
⎛ ⎞
∆ =⎜ + ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
− =⎜ + ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
= +⎜ × ⎟
⎝ ⎠
=
7. interferometer bunyi seperti ditunjukan pada gambar diatas
dijalankan oleh sebuah pengeras suara yang memancarkan frekuensi 400 Hz. Cepat rambat bunyi diudara 340 m/s.
jika interferensi destruktif pada suatu saat tertentu, berapa jauh pipa U harus digeser agar terdengar:
a. interferensi konstruktif, dan b. interferensi destruktif sekali lagi.
Jawab:
Saya tinggalkan soal ini untuk bahan diskusi teman-teman
Semangat....!!!!
8. sebuah ambulans bergerak dengan kelajuan 10 m/s sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 400 Hz. Cepat rambat bunyi diudara adalah 340 m/s. seorang pengendara motor mula-mula mendekat dan kemudian menjauh dengan kelajuan 5 m/s. berapa frekuensi sirine yang didengar oleh pengendara ketika ia mendekati ambulans dan menjauhi ambulans?
S1
S2 r1
r2
r1
r2
P
Pengeras suara
Jawab:
Ketika mendekati ambulans:
340 5
Ketikamenjauhi ambulans:
340 5
9. kereta A dengan kelajuan 20 m/s dan kereta B dengan kelajuan 46 m/s
bergerak saling mendekati. Cepat rambat bunyi diudara adalah 350 m/s. jika masnis kereta A mebunyikan peluit denga frekuensi 200 Hz, berapa frekuensi peluit yang didengar oleh masinis keeta B?
Jawab:
10. pada kasus 1, sumber bunyi dan pendengar bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing 68 m/s. pada kasus kedua, sumber bunyi
dan pendengar bergerak saling menjauhi dengan kecepatan masing-masing 68 m/s. tentukan perbandingan frekuensi yang didengar oleh pendengar pada kasus 1 dan kasus 2. (cepat rambat
11 sebuah sumber bunyi dengan frekuensi sebesar 1024 Hz bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 m/s. cepat rambat bunyi adalah 340 m/s. jika pengamat bergerak menjauhi sumber bunyi dengan
Jawab: menghasilkan 4 layangan per detik ketika dibunyikan pada saat yang bersamaan. Jika A memiliki frekuensi 508 Hz, berapa frekuensi B yang mungkin?
Jawab:
Kemungkinan pertama:
4 508
Kemungkinan kedua:
4 508
13. sebuah garpu tala yang diam bergetar dengan frekuensi 384 Hz. Garpu tala lainnya yang bergetar dengan frekuensi 380 Hz dibawa seorang anak yang berlari menjauhi garpu tala yang pertama. Kecepatan rambat bunyi diudara = 320 m/s. jika anak itu tidak mendengar layangan, hitung kecepatan anak itu.
Jawab:
Frekuensi yang didengar anak dari garpu tala yang diam adalah:
320
384 320 0
0
320
384 380
320 0
320 380
320 384
3, 33m/s
14. Suatu gelombang sinus merambat pada tali yang panjangnya 80 cm. untuk bergerak dari simpangan maksimum ke nol. Suatu titik memerlukan waktu 0,05 sekon. Hitunglah:
a. periode gelombang,
b. gaya tegangan tali bila panjang gelombang 0,5 m dan massa tali 640 gram.
Jawab:
b.
2 2
2 2
0, 5 0, 64 0,8 0, 2 5N
FL v
m FL
T m
m F
LT F
λ
λ
=
=
×
= =
× =
15. seutas senar dengan panjang 3 m terikat pada kedua ujungnya. Frekuensi resonansi nada atas pertama senar ini adalah 60 getaran/sekon. Bila massa per satuan panjang senar 0,01 gram /cm, berapakah besar gaya tegangan kawat? Jawab:
nada atas pertama f2 = 60 Hz, µ= 0,01
g/cm = 10-3 kg/m
(
)
1 2
1
2 1
3 2
1
30 2
1 2
2
10 (30 2 3) 32, 4 Hz
N
f f
F f
L
F f L
F
µ µ
−
= =
= =
= × × =
16. seutas kawat baja dengan massa 5 g dan panjang 1 meter diberi tegangan 968 N. tentukan:
a. cepat rambat gelombang transversal sepanjang kawat,
b. panjang gelombang dan frekuensi nada dasarnya,
c. frekuensi nada atas pertama dan kedua.
Jawab: a.
3 968 1
440 5 10
m/s FL
v
m −
×
= = =
×
b.
panjang gelombang nada dasar ke satu:
1 2L 2m
λ = =
frekuensi nada dasar:
1 1
440 220 2
Hz v
f
λ
= = =
c.
2 1
3 1
2 2 220 440
3 3 220 660
Hz Hz f f
f f
= = × =
= = × =
17. seutas dawai baja dengan massa per satuan panjang 4 10× -3 kg/m
ditegangkan dengan gaya 360 N. dawai tersebut diikat pada kedua ujungnya. Salah satu frekuensi resonansinya adalah 375 Hz, sedangkan frekuensi resonansi berikutnya adalah 450 Hz. Hitunglah,
Jawab:
dengan gaya 576 N. berapakah frekuensi harmonik tertinggi kawat ini, yang masih dalam batas pendengaran manusia (20 – 20000 Hz)?
20000 150 133, 34
Jadi frekuensi tertinggi adalah:
133
133 3
133 576
2 1, 6 2,5 10 19950Hz f
f = −
× ×
=
19. dua buah kawat baja dengan luas penampang sama memiliki panjang masing-masing L dan 2L. kedua kawat diikat pada kedua ujungnya dan
ditegangkan sedemikian rupa sehingga tegangan pada kawat yang lebih panjang adalah empat kali lebih besar daripada tegangan pada kawat yang lebih pendek. Jika frekuensi nada dasar kawat yang lebih pendek adalah 60 Hz, tentukan frekuensi harmonik kedua dalam kawat yang lebih panjang.
Jawab:
1'
f = frekuensi nada dasar pada kawat yang pendek
1
f = frekuensi nada dasar pada kawat yang panjang
Untuk kawat yang panjang:
20. dua buah dawai baja sejenis memberikan nada dasar 204 Hz. Jika panjang salah satu dawai ditambah 2 %, berapakah frekuensi layangan yang terjadi?
Jawab:
21. dua buah dawai baja yang identik memberikan nada dasar dengan
frekuensi 400 Hz. Bila tegangan dalam salah satu dawai ditambah 2 %, berapa frekuensi layangan yang terjadi? Jawab:
22. cepat rambat bunyi dalam sebuah pipa organa adalah 240 Hz, berapa panjang minimum pipa organa untuk kasus:
b. pipa organa tertutup? Jawab:
a.
1
1 2
2 340 2 240 0, 7m
v f
L v L
f
=
=
= × =
b.
1
1 4
4 340 4 240 0,35m
v f
L v L
f
=
=
= × =
23. cepat rambat bunyi diudara adalah 320 m/s. sebuah pipa yang tertutup salah satu ujungnya memiliki panjang 1 meter. Hitunglah tiga frekuensi harmonik terendah yang dihasilkan oleh pipa tersebut.
jawab:
1
2 1
3 1
4 320 4 1 80
3 240
5 400
Hz
Hz Hz v
f L
f f f f
= =
× =
= =
= =
24. frekuensi nada dasar suatu pipa organa terbuka sama dengan frekuensi resonansi ketiga suatu pipa organa tertutup. Jika panjang pipa organa terbuka 0,6 m, hitunglah panjang pipa organa tertutup.
Jawab:
untuk pipa organa terbuka:
1
2 b
b v f
L =
Untuk pipa organa tertutup
4
7 4 t
t v f
L =
4 1
7
4 2
2 0, 6 7 4 2,1m t b
t b
t f f
v v
L L
L =
=
× ×
= =
harmonik tertentu adalah 410 Hz dan frekuensi harmonik berikutnya adalah 492 Hz. Tentukan cepat rambat bunyi dalam kolom udara.
Jawab:
26.dua pipa organa terbuka, masing-masing dengan panjang 1,00 m dan 1,02 m, menghasilkan layangan 3,3 layangan per sekon ketika keduanya berbunyi pada nada dasarnya. Tentukan cepat rambat bunyi diudara.
Jawab:
27. sebuah sumber mengirim gelombang bunyi dengan daya keluaran 80 W. anggap sumber bunyi adalah titik.
a. tentukan intensitas bunyi pada jarak 3 m dari sumber.
b. tentukan jarak tempat yang intensitas bunyinya berkurang sampai taraf intensitasnya 80 dB. Jawab:
secara serentak, berapa taraf intensitas yang dihasilkan?
Jawab:
2 1
2
10 log 6 10 log10 17
dB dB
TI TI n
TI
= +
= +
=
29. taraf intensitas sebuah bunyi sebuah mesin adalah 60 dB (dengan acuan intensitas ambang pendengaran =10−12W/m2). Jika taraf intensitas didalam ruang pabrik yang
menggunakan sejumlah mesin itu adalah 70 dB, tentukanlah jumlah mesin yang digunakan.
Jawab:
2 1 10 log
70 60 10 log
log 1 10
dB dB
TI TI n
n n
n buah
= +
= +
= =
30. pada jarak 30 meter dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Tentukan taraf
intensitas bunyi pada jarak 30 meter dari sumber ledakan tersebut.
jawab:
2 1
2 1
2 2 2
10 log 3
50 10 log
30 30
dB dB
r TI TI
r TI
⎛ ⎞
= + ⎜ ⎟
⎝ ⎠ ⎛ ⎞
= + ⎜ ⎟
