Ringkasan materi dan pembahasan soal UN fisika tentang gelombang bunyi

RINGKASAN MATERI DAN PEMBAHASAN SOAL UN TENTANG GELOMBANG BUNYI

Ringkasan materi dan pembahasan soal-soal ujian nasionl fisika sma tentang gelombang bunyi ini meliputi sumber bunyi, dawai, pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup, intensitas dan taraf intensitas, dan efek Doppler. Jadi kita akan belajar tentang pembahasan soal-soal yang berkaitan dengan hal yang disebutkan diatas.

SUMBER BUNYI

Frekuensi Dawai

Sumber bunyi
Keterangan:
fn = frekuensi dawai ke-n.
L = panjang dawai.
v = cepat rambat bunyi pada dawai.

Untuk menentukan cepat rambat bunyi pada dawai:
Sumber bunyi
Dengan F = tegangan dawai dan m = massa dawai.

Frekuensi pipa organa terbuka

Sumber bunyi

Pipa organa tertutup

Sumber bunyi
Keterangan:
fn = frekuensi pipa organa ke-n (Hz).
L = panjang pipa organa (m).
v = cepat rambat bunyi di udara (340 m/s).

INTENSITAS BUNYI

Sumber buny
Keterangan:
P = daya (Watt).
A = luas (m2).
R = jarak suatu titik ke sumber bunyi (m).

PERBANDINGAN INTENSITAS BUNYI DUA TEMPAT YANG BERBEDA

Intensitas bunyi
Intensitas bunyi
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

Intensitas bunyi
Keterangan:
TI  = taraf intensitas (dB).
I = intensitas bunyi (Wb).
I0 = intensitas ambang pendengaran (10– 12 Wb).

Jika terdapat n buah sumber bunyi:
Intensitas bunyi
Dengan TI1 = taraf intensitas satu buah sumber bunyi.

EFEK DOPLER

Gelombang bunyi
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:
 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.
Jika arah gerak sumber bunyi dan pendengar searah:
vp (+) dan vs (+) jika sumber bunyi didepan dan pendengar dibelakang.
vp (-) dan vs (-) jika pendengar didepan dan sumber bunyi dibelakang.

CONTOH SOAL DAN PEMBAHASAN GELOMBANG BUNYI

Nomor 1 (UN 2012)
Sebuah sumber bunyi memiliki taraf intesitas 60 dB. Ketika 100 sumber bunyi yang sama berbunyi secara serentak, taraf intensitas yang dihasilkan adalah...
A. 62 dB
B. 80 dB
C. 82 dB
D. 100 dB
E. 180 dB

Pembahasan
Gunakan persamaan:
TIn = TI1 + 10 log n
TI100 = 60 dB + 10 log 100
TI100 = 60 dB + 10 . 2 dB
TI 100 = 80 dB
Jawaban: B

Nomor 2 (UN 2013)
Titik A dan B mempunyai jarak masing-masing 800 m dan 400 m dari sumber bunyi. Jika pada daerah A mendengar bunyi dengan intensitas 10-3 Wb, maka perbandingan taraf intensitas titik A dan B adalah...(log 2 = 0,3)
A. 11 : 15
B. 15 : 11
C. 15 : 16
D. 16 : 11
E. 16 : 15

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu intensitas di B

Ib = 4 . 10-3 Wb
Menghitung TIa : TIb
 
Jawaban: C

Nomor 3 (UN 2013)
Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 60 m/s meninggalkan pengamat yang berada dibelakangnya bergerak searah dengan sumber bunyi dengan kecepatan 10 m/s. Jika cepat rambat bunyi diudara 340 m/s dan frekuensi sumber bunyi 800 Hz, maka frekuensi bunyi yang didengar pengamat adalah...
A. 700 Hz
B. 800 Hz
C. 940 Hz
D. 960 Hz
E. 1.120 Hz

Pembahasan
Gunakan persamaan efek Doppler:

vp = 700 Hz
Jawaban: A

Nomor 4
Titik A dan B mempunyai jarak masing-masing 50 m dan 500 m dari sumber bunyi. Jika pada daerah A mendengar bunyi dengan intensitas 10-3 W/m2, maka perbandingan taraf intensitas dititik A dengan B adalah...
A.7 : 5
B. 8 : 6
C. 9 : 7
D. 10 : 8
E. 11 : 9

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu intensitas di B.
Ib = 10-5 Wb
Menghitung TIa : TIb
Jawaban: C

Nomor 5
Dua buah detektor dipasang pada jarak 10 meter dan 100 meter dari sumber ledakan yang berkekuatan 10-3 W/m2. Jika intensitas ambang 10-12 W/m2, maka perbandingan taraf intensitas yang ditunjukkan detektor adalah...
A.       9 : 7
B.       9 : 8
C.       9 : 3
D.       7 : 5
E.        3 : 2

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu intensitas di B.
Ib = 10-5 Wb
Menghitung TIa : TIb
Jawaban: A

Nomor 6
Taraf intensitas satu ekor lebah yang berdengung adalah 10 dB. Jika bunyi dengung masing-masing lebah dianggap identik dan intensitas ambang pendengaran manusia 10−12 Wm−2 maka intensitas bunyi dengung 1000 lebah adalah....
A. 10−8 Wm−2
B.   10−7 Wm−2
C.   10−6 Wm−2
D.  10−5 Wm−2
E.   10−4 Wm−2

Pembahasan
Hitung terlebih dahulu TI 1000 lebah
TI = TI 1 + 10 log n = 10 dB + 10 log 1000 = 40 dB
Menghitung I 1000 lebah
TI = 10 log (I / Io)
40 dB = 10 log (I / 10-12)
log (I / 10-12) = 4
I / 10-12 = 104
I = 10. 10-12 = 10-8 Wb
Jawaban: A

Nomor 7
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

Pembahasan
Gunakan rumus:
TI = TI 1 + 10 log n = 50 dB + 10 log 10 = 60 dB
Jawaban: C

Nomor 8
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

Pembahasan
Terlebih dahulu hitung TI 10X
TI = TI 1 + 10 log n = 45 dB + 10 log 10 = 55 dB
Hitung TI 100X
TI = TI 1 + 10 log n = 45 dB + 10 log 100 = 65 dB
Jadi perbandingan TI 10X : TI 100X = 55 : 65 = 11 : 13
Jawaban: C

Nomor 9
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

Pembahasan
Gunakan efek Doppler.

Jawaban: D

Nomor 10
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

Pembahasan
Gunakan efek Doppler.
Jawaban: D

Nomor 11
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

Pembahasan
Menghitung frekuensi pendengar ketika mendekat:
Menghitung frekuensi pendengar ketika menjauh:
Maka perbandingannya: 700 : 660 = 35 : 33
Jawaban: D

Nomor 12
Anton mengemudi mobil pada kelajuan 36 km/jam, tiba-tiba disalip bis yang bergerak dengan kecepatan 72 km/jam. Setelah disalip, bis menjauh sambil membunyikan klakson berfrekuensi 720 Hz. Frekuensi klakson yang didengar Anton adalah... (cepat rambat bunyi di udara 340 m/s)
A. 675 Hz
B. 680 Hz
C. 700 Hz
D. 710 Hz
E. 730 Hz
Gunakan efek Doppler.

Jawaban: C

Nomor 13
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

Pembahasan soal dawai dan pipa organa
Nomor 14
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

Pembahasan soal dawai dan pipa organa
Nomor 15
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 dawai dan pipa organa

Nomor 16
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

Pembahasan soal intensitas dan taraf intensitas
Nomor 17
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

Pembahasan soal intensitas dan taraf intensitas
Nomor 18
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

Pembahasan soal intensitas dan taraf intensitas
Nomor 19
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

Nomor 20
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

Pembahasan soal efek Doppler
Nomor 21
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

Pembahasan soal efek Doppler
Nomor 22
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

Pembahasan soal efek Doppler
Nomor 23
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

Pembahasan soal efek Doppler
Ringkasan materi dan pembahasan soal UN fisika tentang gelombang bunyi Ringkasan materi dan pembahasan soal UN fisika tentang gelombang bunyi Reviewed by Johan Akhmadin on Sunday, August 30, 2015 Rating: 5
Powered by Blogger.