KUMPULAN SOAL GELOMBANG BUNYI

Berikut soal bunyi:

(1) Sebuah gelombang tranversal merambat pada seutas dawai yang memiliki panjang 2 m dan massa 25 gram dengan cepat rambat 40 m/s. Tentukan besar gaya tegangan pada dawai?

(2) Seutas senar yang panjangnya 50 cm diberi gaya tegangan sebesar 30 N. Pada senar tersebut merambat gelombang tranversal dengan laju 100 m/s. Berapakah massa senar tersebut?

(3) Sebuah balok bermassa m₁digantungkan pada seutas kawat homogen dengan μ = 5,6 g/m. Kawat dilewatkan melalui sebuah katrol lalu diikatkan ke dinding seperti pada gambar.

Kelajuan gelombang tranversal pada kawat mendatar adalah 20 m/s. Jika sebuah balok lain dengan massa m₂ ditambahkan sebagai beban, kelajuan bertambah menjadi 45 m/s. Tentukan massa beban m_2?

₍₄₎ Suatu gelombang sinus merambat pada tali yang panjangnya 100 cm. Untuk bergerak dari simpangan minimum ke maksimum suatu titik memerlukan waktu 0,05 sekon. Hitunglah :

      a.  Periode gelombang

      b.  Frekuensi gelombang

      c.  Gaya tegangan tali jika diketahui panjang gelombang λ=0,8 dan massa tali 250 gram.

(5) Kecepatan rambat bunyi dalam gas hidrogen pada suhu 250 K adalah 1350 m/s. Jika tetapan Laplace untuk hidrogen dan oksigen dianggap sama, berapa kecepatan rambat bunyi dalam oksigen pada suhu 360 K?

(6) Dua buah senar mempunyai luas penampang yang sama dan terbuat dari bahan yang sama pula. Senar pertama panjangnya ldengan gaya tegangan F serta menghasilkan frekuensi nada dasar 60 Hz. Kawat kedua panjangnya 1,5 l dan mengalami gaya tegangan sebear 4F. Tentukan frekuensi nada atas kedua pada kawat yang kedua?

(7)  Sebuah kawat sonometer diikat pada salah satu ujungnya dan pada ujung lainnya digantung beban bermassa M sehingga kawat tegang. Diperoleh bahwa panjang kawat 65 cm menghasilkan suatu frekuensi nada dasar tertentu ketika kawat dipetik. Ketika beban M dicelupkan seluruhnya ke dalam air, maka panjang kawat harus mengalami pengurangan 5 cm agar dihasilkan nada dasar yang sama. Hitunglah massa jenis beban M tersebut?

(8) Pada suatu percobaan sonometer terjadi resonansi nada dasar dengan sebuah garputala yang frekuensinya 440 Hz apabila panjang senar 20 cm dan gaya tegangannya 20 N.

     a.  Berapakah cepat rambat gelombang tranversal di dalam senar

     b.  Berapakah panjang senar supaya dapat beresonansi pad frekuensi 330 Hz jika tegangannya tetap

     c.  Jika diinginkan senar beresonansi pada frekuensi 528 Hz untuk panjang 25 cm, tentukanlah besar gaya tegangan yang harus diberikan?

(9)  Berapakah frekuensi nada dasar dan nada atas pertama suatu pipa organa terbuka yang panjangnya 1 meter bila cepat rambat bunyi di udara 344 m/s? Berapakah frekuensi – frekuensi tersebut bila pipa organa itu tertutup?

(10) Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada atas ketiga dengan frekuensi 1700 Hz. Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s.

     a. Berapa panjang pipa organa tersebut?

     b. Jika pipa organa tersebut tertutup, berapa panjang pipa yang digunakan?

(11) Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 60 cm menghasilkan bunyi dengan pola gelombang yang memiliki 3 simpul di dalamnya. Nada pipa organa ini beresonansi dengan pipa organa lain yang tertutup serta membentuk 3 buah simpul juga. Berapa panjang pipa organa tertutup?

(12) Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan panjang gelombang λ_b untuk nada atas ketiga. Pipa organa yang lain yang tertutup menghasilkan panjang gelombang λ_t untuk nada atas kedua. Bila panjang pipa adalah sama, berapa perbandingan λ_b dan λ_t?

(13) Sebuah pipa organa tertutup yang panjangnya 115 cm menghasilkan dua frekuensi harmonik berturut – turut sebesar 750 Hz dan 1050 Hz. Berapakah cepat rambat bunyi di udara pada pipa organa tersebut?

(14) Sebuah pipa organa menghasilkan tiga frekuensi berturutan masing – masing 2200, 3080 Hz, dan 3960 Hz.

     a.  Apakah jenis pipa organa( tertutup atau terbuka)

     b.  Berapa frekuensi nada dasarnya?

     c.   Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, berapa panjang kolom udara pipa organa?

(15) Tentukan panjang minimum pipa organa terbuka yang dapat beresonansi dengan garputala yang bergetar dengan frekuensi 170 Hz. Kecepatan rambat suaru di udara 340 m/s.

(16) Sebuah ambulan bergerak dengan kecepatan 33,5 m/s sambil membunyikan sirinenya pada frekuensi 400 Hz. Seseorang pengemudi truk yang bergerak berlawanan arah dengan kecepatan 24,6 m/s mendengar bunyi sirine ambulan. Berapa frekuensi yang dia dengar,

     a. Saat kedua mobil saling mendekati

     b. Saling menjauhi

(17) Suatu sumber bunyi bergerak relative terhadap pendengar yang diam. Bila cepat rambat bunyi di udara 325 m/s dan kecepatan sumber bunyi 24 m/s maka perbandingan frekuensi yang diterima pendengar itu pada saat bunyi mendekati dan menjauhi sebesar?

(18) Sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 40 m/s mendekati pengamat sambil membunyikan sirine dengan frekuensi bunyi 910 Hz. Jika pengamat bergerak dengan kecepatan 20 m/s menjauhi sumber bunyi dan kecepatan bunyi di udara 340 m/s, maka frekuensi yang di dengar pengamat sebesar?

(19) Sebuah sumber bunyi mempunyai frekuensi 600 Hz bergerak dengan kecepatan 20 m/s mendekati seorang pengamat yang diam dengan cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. Tentukan besar frekuensi yang di dengar oleh pengamat jika:

    a. Tidak ada angin

    b. Terdapat angin yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s searah dengan arah sumber bunyi

    c. Terdapat angin yang bergerak dengan kecepatan 10 m/s berlawanan dengan arah sumber bunyi? 

(20)  Seseorang berdiri disamping sumber bunyi yang frekuensinya 670 Hz. Sebuah sumber lain dengan frekuensi 670 Hz mendekati orang tersebut dengan kecepatan 4 m/s. Bila kecepatan merambat bunyi di udara adalah 340 m/s, maka frekuensi layangan yang di dengar orang tersebut sebesar?

(21)  Sebuah jendela yang luasnya 1,3 m² dalam keadaan terbuka pada suatu tempat dekat jalan raya. Jika taraf intensitas bunyi di lokasi tersebut 60 dB, berapa daya akustik yang masuk lewat jendela?

(22) Gelombang bunyi merambat dari sumbernya dengan energi 100 Ws, mengenai bidang lingkaran yang berdiameter 14 cm selama 3 sekon, maka nilai intensitas bunyi pada bidang tersebut sebesar?

(23) Sebuah sumber bunyi mengirimkan bunyi 80π watt. Jika dianggap muka gelombang bunyi berbentuk bola, tentukan intensitas dan taraf intensitas bunyi pada jarak 2 m dari sumber?    (log 2 = 0,3)

(24) Suatu sumber bunyi memancarkan energi ke segala arah. Jika jarak pendengar terhadap sumber bunyi dibuat menjadi empat kali semula, berapa pengurangan taraf intensitas yang terdengar?

(25) Taraf intensitas bunyi sebuah mesin 60 dB. Apabila ada 100 mesin dihidupkan bersama, maka taraf intensitasnya?

(26) Taraf intensitas bunyi yang dihasilkan oleh percakapan seseorang adalah 50 dB. Tentukan besar taraf intensitas bunyi yang dihasilkan oleh 80 orang orang yang bercakap – cakap pada saat bersamaan?

(27) Sebuat jet menimbulkan bunyi 140 dB pada jarak 100 m, tentukan taraf intensitas pada jarak 10 km?

(28) Pada jarak 3 meter dari sumber dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Pada jarak 300 m dari sumber ledakan bunyi itu terdengar taraf intensitas ?

(29) Berapa perbandingan intensitas dua sumber bunyi jika selisih taraf intensitasnya 5 dB?

(30)  Mobil A mendekati pengamat P(diam) dengan kecepatan 30 m/s sambil membunyikan sirine berfrekuensi 504 Hz. Saat itu juga mobil B mendekati P dari arah yang berlawanan dengan A, pada kecepatan 20 m/s sambil membunyikan sirene berfrekuensi 518 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 300 m/s, maka frekuensi layangan yang didengar P sebesar?

(31) Seekor burung  bernyanyi dengan daya konstan dan bunyi merambat ke segala arah secara uniform. Seorang pengamat mendengar bunyi dengan taraf intensitas 40 dB ketika berada di P₁ yang jaraknya 10 m dari burung. Jika pengamat berpindah ke P₂ sehingga jaraknya menjadi dua kali semula, tentukanlah:

    a.  Intesitas bunyi di P₁

    b. Intesitas bunyi di P₂

    c.  Pengurangan taraf intensitas karena berpindah dari P₁ ke P₂

(32) Seekor kelelawar sedang terbang mendekati sebuah dinding sambil memancarkan pulsa utrasonik dengan frekuensi 34 kHz dan panjang gelombang 1 cm. Jika dia menangkap gelombang pantul yang frekuensinya 38,25 kHz, berapakah kelajuan terbang kelelawar tersebut?