Rangkuman, Contoh Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi

DAFTAR ISI

Rangkuman Gelombang Bunyi Kelas XI/11

GELOMBANG BUNYI

Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang longitudinal yang membutuhkan medium (disebut gelombang mekanik)

Syarat bunyi dapat didengar:

Adanya sumber bunyi
Memiliki medium
Dapat didengar jika memiliki frekuensi 20 Hz s.d 000 Hz

Gelombang dibagi menjadi tiga:

Infrasonik (di bawah 20 Hz)
Audiosonik (20-20.000 Hz)
Utrasonik (di atas 20.000 Hz)

Tinggi Nada dan Pola Gelombang

Tinggi nada merupakan Tinggi rendahnya frekuensi bunyi yang teratur, sedangkan pola gelombang merupakan pola-pola terjadinya gelombang.

Dawai

Pola gelombang dawai:
Nada, n = 0,1,2,…
Panjang l = ½λ , λ , 3/2 λ

nada dasar (n = 0).

Terjadi 2 simpul dan 1 perut dan l = ½ λ.

Nada atas pertama

Terjadi 3 simpul dan 2 perut dan l = λ

Nada atas kedua

Terjadi 4 simpul dan 3 perut dan l = 3/2 λ

Menentukan frekuensi nada:

Keterangan:
f = frekuensi nada (Hz)
v = cepat rambat gelombang
λ = panjang gelombang

Menentukan cepat rambat gelombang

keterangan:
v = cepat rambat gelombang (m/s)
F = tegangan (N)
l = panjang dawai (m)
m = massa dawai (kg)

Pipa Organa

Pipa organa terbuka

nada : n = 0, 1, 2, ….
panjang : l = ½ , λ, 3/2λ, ….

nada dasar (n = 0)

l = ½ λ

nada atas pertama (n = 1)

l = λ

nada atas kedua (n = 2)

l = 3/2 λ

Menentukan frekuensi nada

Keterangan:
f = frekuensi nada (Hz)
v = cepat rambat gelombang
λ = panjang gelombang

Pipa organa tertutup

nada : n = 0, 1, 2
panjang : l = ¼λ, ¾λ,5/4 λ

nada dasar (n = 0)

l = ¼ λ

nada atas pertama (n = 1)

l = ¾ λ

nada atas kedua (n = 2)

INTENSITAS BUNYI

Merupakan energi yang terpancarkan tiap satu satuan waktu tiap satu satuan luas
Intensitas bunyi yang dihasilkan dari sebuah sumber bunyi di rumuskan sebagai berikut

Keterangan:
L = intensitas bunyi (watt/m²)
P = daya (watt)
A = luas (m²)
r = jarak sumber bunyi (m)

Hubungan antara intensitas dan jarak bunyi

Keterangan :
I₁ = intensitas keadaan 1 (W/m²)
I₂ = intensitas keadaan 2 (W/m²)
r₂ = jarak bunyi keadaan 2 (m)
r₁ = jarak bunyi keadaan 1 (m)

Taraf Intensitas Bunyi

Merupakan tingkat kebisingan dengan rumusan

Keterangan:
TI = taraf intensitas (dB)
I = intensitas (watt/m²)
I_o = intensitas ambang pendengar (10^-12 watt/m²)

Hubungan taraf intensitas bunyi jika dengan sejumlah sumber bunyi

Keterangan :
TI = tarif intensitas bunyi (dB)
TI_o =tarif intensitas bunyi dengan jumlah sumber mula mula (Db)
n₁ = jumlah sumber bunyi mula mula
n₂ = jumlah sumber bunyi akhir

Menentukan taraf intensitas berdasarkan jarak sumber bunyi.

TI = tarif intensitas bunyi (dB)
TI_o = taraf intensitas bunyi pada jarak mula-mula (dB)
r₂ = jarak akhir dari sumber bunyi (m)
r₁ = jarak awal dari sumber bunyi (m)

Efek Doppler

Doppler menemukan adanya perubahan frekuensi yang diterima pendengar dibanding dengan frekuensi sumbernya akibat gerak relatif pendengar dan sumber. Gejala perubahan frekuensi inilah yang dikenal sebagai efek Doppler.

Diperoleh persamaan efek Doppler sebagai berikut.

Keterangan :
f_p = frekuensi bunyi yang diterima pendengar (Hz)
f_s = frekuensi bunyi sumber (Hz)
v_p = kecepatan pendengar (m/s)
v_s = kecepatan sumber bunyi (m/s)
v = cepat rambat bunyi di udara = 340 m/s
v_p (+) jika pendengar mendekati sumber bunyi
v_p (-) jika pendengar menjauhi sumber bunyi
v_s (+) jika sumber menjauhi pendengar
v_s (-) jika sumber mendekati pendengar

Layangan Bunyi

Peristiwa perubahan frekuensi bunyi yang berubah ubah dengan tajam karena ada dua sumber bunyi dengan perbedaan frekuensi yang kecil. Dirumuskan sebagai berikut:

Dengan
Δf = layangan bunyi (Hg)
f₁ = frekuensi yang didengar pertama (Hz)
f₂ = frekuensi yang didengar kedua (Hz)

Contoh Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi Kelas XI/11

Soal No.1 (SBMPTN 2018)

Sebuah dawai dengan panjang 0,5 m dan massa 10 gram ditegangkan sebesar 200 N. Pernyataan yang benar adalah sebagai berikut.

Kecepatan gelombang pada dawai adalah 100 m/s
Nada atas pertama pada dawai terjadi saat gelombang pada dawai memiliki panjang gelombang dua kali panjang tali.
Panjang gelombang maksimum adalah 1 m
Frekuensi dasar dawai sebesar 200 Hz

PEMBAHASAN :
m =10 gram = 0,02 kg
F = 200 N
L = 0,5 m
Besar kecepatan pada dawai adalah (Pernyataan 1 benar)
Perhatikan gambar berikut.

Dari gambar di atas, nada atas pertama terjadi pada kondisi λ = L (Pernyataan 2 salah)
Panjang gelombang maksimum terjadi pada situasi nada dasar, dari gambar L = ½ λ atau λ = 2L λ = 2 (0,5 meter)
λ = 1 meter (Pernyataan 3 benar)
frekuensi pada nada dasar, f₀ = v/λ_{nada dasar}
f₀ = 100/1
f₀ = 100 Hz (Pernyataan 4 salah)
Jawaban B

Soal No.2 (UN 2014)

Seorang pemuda mengendarai motornya bergerak dengan 36 km/jam saling mendekat dengan sebuah ambulans yang membunyikan sirine berfrekuensi 600 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, frekuensi yang di dengar pengendara motor 700 Hz maka kecepatan mobil ambulans adalah…

40 m/s
45 m/s
50 m/s
60 m/s
80 m/s

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.3 (SPMB 2005)

Sebuah seruling yang memiliki kolom udara terbuka pada kedua ujungnya memiliki nada atas kedua dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan suara di udara adalah 340 m/s maka panjang seruling mendekati…cm

PEMBAHASAN :

Jawaban : E

Soal No.4 (UN 2014)

Sepuluh sumber bunyi identik yang dibunyikan menghasilkan taraf intensitas 50 dB maka 100 sumber bunyi identik tersebut yang dibunyikan bersamaan akan menghasilkan taraf Intensitas sebesar…

50 dB
52 dB
60 dB
70 dB
80 dB

PEMBAHASAN :
Diketahui:
TI₀= 50 Db
m = 100
n = 10
Menentukan taraf intensitas
TI = TI₀+ 10 log
TI = 50 + 10 log
TI = 50 + 10(1)
TI = 60 dB
Jawaban : C

Soal No.5 (UM UGM 2004)

Sirine yang dipancarkan sebuah mobil ambulans yang sedang diam mempunyai jumlah layangan tertentu. Sewaktu membawa pasien yang sedang sakit gawat, ambulans tersebut melaju menuju rumah sakit dalam kecepatan 0,1 u (kelajuan bunyi dalam udara) di jalan raya menyalip yang anda yang sedang berkendaraan dengan kecepatan 0,01 u. perbandingan f₀/f₁ frekuensi layangan sirine yang anda dengar sewaktu mobil ambulans itu mendekati (f₀) dan kemudian menjauhi (f₁) nilainya mendekati …

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.6 (UN 2013)

Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 60 m/s meninggalkan pengamatan yang berada dibelakangnya dengan kecepatan 10 m/s. Jika kecepatan bunyi rambat di udara 340 m/s dan frekuensi sumber bunyi 800Hz maka frekuensi bunyi yang didengar oleh pengamat adalah …..

700 Hz
800 Hz
940 Hz
960 Hz
1120 Hz

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.7 (UMPTN 1993)

Pada jarak 3 meter dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intrnsitas 50 dB. Pada jarak 30 meter dari sumber ledakan, bunyi terdengar dengan taraf intensitas …. dB

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.8 (UN 2013)

Insensitas bunyi titik X yang berjarak 1 meter dari sumber adalah 10 Wm^-2. Jika digunakan insensitas ambang 10^-12 Wm^-2 dan titik Y berjarak 10 meter dari sumber bunyi maka perbandingan taraf intensitas dititik X dan Y adalah…

1 : 3
3 : 2
3 : 5
5 : 1
5 : 3

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.9 (UMPTN 1993)

bila taraf infensitas percakapan adalah 60 dB bunyi halilintar 100 dB maka besar kelipatan intensitas suara halilintar terhadap suara percakapan adalah n kali, dengan n adalah ………

100
400
1.000
4.000
10.000

PEMBAHASAN :
Diketahui:
TI = 100 dB
TI_o= 60 dB
TI = TI_o + 10 log n
100 = 60 +10 log n
40 = 10 log n
4 = log n
Log n 10⁴ = log n
n = 10⁴ = log n
n = 10⁴
n = 10. 000
Jawaban : E

Soal No.10 (UN 2012)

Sebuah mobil ambulan dan seorang anak bergerak saling menjauhi. Mobil ambulan membunyikan sirine berfrekuensi f_s dan bergerak dengan kecepatan v_s, sedangkan anak bergerak dengan kecepatan v_p jika cepat rambat bunyi v dan bunyi sirine di dengar oleh anak dengan frekuensi yang di dengar anak f_p berdasarkan asas doppler adalah……

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.11 (SIPENMARU 1985)

Intensitas bunyi pada bidang bola yang berpusat di bunyi sumber berbanding lurus dengan kuadrat dengan jari jarinya.

SEBAB

Luas permukaan bola berbanding lurus dengan kuadrat jari jarinya.

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.12 (UN 2008)

Tabel dibawah ini menunjukan hasil pengukuran intensitas bunyi dari jarak tertentu terhadap sumber bunyi

Dari data diatas, intensitas bunyi pada jarak 4m dari sumber bunyi adalah …

8,0 W/m²
7,1 W/m²
3,6 W/m²
1,6 W/m²
0,9 W/m²

PEMBAHASAN :

Jawaban : A

Soal No.13 (UMPTN 2001)

satu gelombang gempa terasa di Malang dengan intensitas 6 x 1 W/m². Sumber gempa berasal dari satu tempat yang berjarak 300 km dari Malang. Jika jarak antara Malang dengan Surabaya sebesar 100 km dan ketiga tempat itu membentuk segitiga siku-siku dengan sudut siku-siku di Malang maka intensitas gempa yang terasa di Surabaya adalah……. ( dalam W/m² )

2 x 10⁵
3 x 10⁵
4,5 x 10⁵
5,4 x 10⁵
7,5 x 10⁵

PEMBAHASAN :

Jawaban : D

Soal No.14 (SPMB 2002)

Seseorang mendengarkan kembali suaranya sebagai gema dari sebuah tebing setelah waktu 4 detik. Apabila Y adalah perbandingan panas jenis udara pada tekanan dan suhu konstan dan orang tersebut mengetahui suhu saat itu T kelvin dan massa molekul relatif udara M, maka orang tersebut dapat menentukan jarak tebing menurut persamaan …

PEMBAHASAN :

Jawaban : B

Soal No.15 (UMPTN 1994)

Sepotong dawai menghasilkan nada dasar f. Bila dipendekan 8 cm tanpa mengubah tegangan, dihasilkan frekuensi 1,25f. Jika dawai dipendekkan 2 cm lagi, maka frekuensi yang dihasilkan …

2 f
1,5 f
1,33 f
1,25 f
f

PEMBAHASAN :

Jawaban : C

Soal No.16

Gelombang bunyi sudah dapat dimanfaatkan untuk kepentingan manusia, yaitu …

Teknologi Echocardiogram
Arus listri AC
Gelombang radio
Dawai pada alat musik
Denyut jantung

PEMBAHASAN :
Teknologi yang memanfaatkan gelombang bunyi untuk kepentingan hidup manusia adalah teknologi SONAR, Ultrasonologi, dan Echocardiogram. Sedangkan arus listrik AC, gelombang radio, dawai pada alat musik, dan denyut jantung merupakan aplikasi dari gerak harmonik.
Jawaban : A

Soal No.17

Gelombang bunyi dapat dikatakan sebagai gelombang mekanik, karena …

Sumber bunyi bergetar
Arah rambat bunyi searah
Bunyi merambat melalui medium
Rentang bunyi berbeda-beda
Frekuensi yang dihasilkan bunyi

PEMBAHASAN :
Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik yang digolongkan sebagai gelombang longitudinal. Disebut dengan gelombang longitudinal karena arah rambat bunyi searah, sedangkan dikatakan sebagai gelombang mekanik karena bunyi membutuhkan medium perambatan (benda padat, benda cair, dan benda gas).
Jawaban : C

Soal No.18

Pada saat berdiri di pinggir jalan tiba-tiba terdengar suara sirine ambulance melewati kita dan lama kelamaan ketika ambulance menjauh suara sirine terdengar semakin rendah. Fenomena ini terjadinya karena adanya perubahan frekuensi gelombang atau disebut dengan …

Difraksi
Refleksi
Refraksi
Efek Doppler
Interferensi

PEMBAHASAN :
Efek Doppler merupakan fenomena saat terjadinya perubahan frekuensi gelombang karena adanya perpindahan sumber bunyi dan pendengar. Ketika pendengar mendekati sumber bunyi, detektor akan menangkap frekuensi yang lebih tinggi dibandingkan saat ia bergerak menjauhi sumber bunyi. Sehingga gejala naik turunnya frekuensi bunyi diistilahkan sebagai efek Doppler.
Jawaban : D

Soal No.19

Sebuah gelombang bunyi panjang gelombangnya 30 m dan cepat rambat bunyinya 600 m/s. Maka frekuensi dan periode gelombang bunyi tersebut adalah …

f = 20 Hz dan T = 0,05 s
f = 10 Hz dan T = 0,5 s
f = 30 Hz dan T = 0,06 s
f = 15 Hz dan T = 0,2 s
f = 25 Hz dan T = 0,3 s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
λ = 30 m
v = 600 m/s
Menghitung frekuensi gelombang bunyi sebagai berikut:
v = λ x f
600 m/s = 30 m x f
f = 20 Hz
Menghitung periode gelombang bunyi sebagai berikut:
λ = v x T
30 m = 600 m/s x T
T = 0,05 s
Jawaban : A

Soal No.20

Sebuah petir terdengar 5 s setelah kilat terlihat di langit, dengan kecepatan bunyi di udara 330 m/s. Maka jarak petir dari kita tersebut adalah …

1.575 m
1.650 m
1.700 m
1.715 m
1.350 m

PEMBAHASAN :
Diketahui:
t = 5 s
v = 330 m/s
Maka jarak petir dapat dihitung sebagai berikut:
s = v x t
s = 330 x 5 s
s = 1.650 m
Jawaban : B

Soal No.21

Gema merupakan peristiwa pada saat seseorang mendengarkan kembali suaranya. Jika diketahui γ adalah perbandingan panas jenis udara pada tekanan dan suhu konstan, suhu T Kelvin, massa molekul relatif udara M, gema terdengar setelah 6 detik. Maka jarak tebingnya adalah …

PEMBAHASAN :
Diketahui:
v = cepat rambat bunyi
ϒ = perbandingan panas jenis udara
R = konstanta gas
T = suhu
M = massa molekul relatif
s = jarak tebing
t = 6 detik
Rumus cepat rambat bunyi dalam udara (gas) sebagai berikut:

Maka jarak tebing dapat ditentukan sebagai berikut:
gelombang bunyi 2

Jawaban : A

Soal No.22

Untuk menaikan tinggi nada pada dawai sebuah gitar, maka dapat dilakukan dengan cara …

Tegangan dawai diperkecil
Penampang dawai diperbesar
Panjang dawai diperkecil
Mengganti jenis dawai
Panjang dawai diperbesar

PEMBAHASAN :
Diketahui:
Alat musik yang sesuai dengan hukum Melde adalah alat musik yang memiliki senar/ dawai seperti biola, celo, dan gitar.
Rumus yang berlaku untuk kecepatan bunyi pada dawai, yaitu:
gelombang bunyi 9
gelombang bunyi 10
Untuk frekuensi nada dasar dalam dawai.
gelombang bunyi 11
Berdasarkan rumus di atas, frekuensi f berbanding terbalik dengan panjang dawai l. Sehingga panjang dawai diperkecil untuk mendapatkan nada yang tinggi.
Jawaban : C

Soal No.23

Seutas dawai memiliki panjang 1,5 m membentuk dua buah gelombang berdiri dan digetarkan dengan frekuensi 40 Hz. Maka cepat rambat gelombang transversal tersebut adalah … m/s.

PEMBAHASAN :
Diketahui:
2λ =1,5 m ⇒ λ = 0,75 m
f = 40 Hz
Maka besar cepat rambat gelombang transversal dapat dihitung sebagai berikut:
v = λ . f
v = 0,75 . 40
v = 30 m/s
Jawaban : E

Soal No.24

Seutas dawai dengan panjang 3 m dan massa 15 gr, terjadi perambatan gelombang secara transversal dengan kecepatan 20 m/s. Maka tegangan dawai tersebut adalah …

1,01 N
0,52 N
0,34 N
2,25 N
0,06 N

PEMBAHASAN :
Diketahui:
l = 3 m
m = 15 gr = 0,015 kg
v = 20 m/s
Maka besar tegangan dawai dapat dihitung sebagai berikut:
Hukum Melde:
gelombang bunyi 5

F = 0,52 N
Jawaban : B

Soal No.25

Gelombang transversal yang merambat pada seutas tali dengan massa 20 gr dan panjang 2 m. Jika tali ditegangkan dengan gaya 5 N, maka cepat rambat gelombang transversalnya adalah …

12,6 m/s
3√2 m/s
8,2 m/s
10√5 m/s
17,1 m/s

PEMBAHASAN :
Diketahui:
l = 2 m
m = 20 gr = 0,02 kg
F = 5 N
Maka cepat rambat gelombang transversal pada tali dapat dihitung sebagai berikut:
Hukum Melde:

v = √500
v = 10√5 m/s
Jawaban : D

Soal No.26

Frekuensi gelombang yang dihasilkan sebuah kabel bermassa 20 kg, panjang kabel 100 m, panjang gelombang 0,6 m, dan tegangan 500 N adalah …

0 Hz
10 Hz
20 Hz
30 Hz
40 Hz

PEMBAHASAN :
Diketahui:
l = 100 m
m = 20 kg
F = 500 N
λ = 0,6 m
Menghitung cepat rambat gelombang sebagai berikut:

v = 50 m/s
Maka besarnya frekuensi dapat dihitung sebagai berikut:

Jawaban : D

Soal No.27

Jika terdapat dua batang logam P dan Q masing-masing memiliki modulus Young sekitar 3 x 10¹¹ Pa dan 6 x 10¹¹ Pa, perbandingan antara massa jenis logam 2 : 1. Maka perbandingan cepat rambat gelombang bunyi pada logam P dan Q adalah …

1 : 1
1 : 2
2 : 3
3 : 4
1 : 3

PEMBAHASAN :
Diketahui:
E_P = 3 x 10¹¹ Pa
E_Q = 6 x 10¹¹ Pa
Perbandingan ρ_P : ρ_Q = 2 : 1
Maka perbandingan cepat rambat gelombang bunyi pada logam P dan Q dapat dihitung sebagai berikut:
gelombang bunyi 14
gelombang bunyi 15

Jawaban : B

Soal No.28

Gelombang transversal merambat pada seutas tali yang panjangnya 6 m, ditegangkan dengan gaya 4 N, dan cepat rambat gelombang 50 m/s. Maka massa tali tersebut adalah …

3,38 g
3,12 g
2,04 g
2,22 g
2,98 g

PEMBAHASAN :
Diketahui:
l = 6 m
F = 4 N
v = 50 m/s
Maka massa tali dapat dihitung sebagai berikut:

Jawaban : A

Soal No.29

Tegangan suatu dawai menghasilkan cepat rambat gelombang 300 m/s. Panjang dawai tersebut 100 cm. Maka frekuensi nada atas pertamanya adalah …

200 Hz
300 Hz
350 Hz
225 Hz
195 Hz

PEMBAHASAN :
Diketahui:
v = 300 m/s
l = 100 cm = 1 m
Maka besar frekuensi nada atas pertama dapat dihitung sebagai berikut:

Jawaban : B

Soal No.30

Sebuah garputala dengan frekuensi 450 Hz digetarkan di dekat gelas berisi air dengan tinggi permukaannya dapat diatur. Jika kecepatan bunyi di udara 360 m/s, maka resonansi akan terjadi ketika jarak permukaan air dari ujung tabung … m

1,5 m
1,0 m
0,8 m
0,15 m
0,6 m

PEMBAHASAN :
Diketahui:
f = 450 Hz
v = 360 m/s
Menghitung λ sebagai berikut:

Maka jarak permukaan air dari ujung tabung dapat dihitung sebagai berikut:

Jawaban : E

3 comments

salmaida
09/09/2017 at 8:48 pm
sungguhh sangat bermanfaat. terimakasih semoga menjadi amalan yang bisa di jadikan bekal untuk akhirat amin
Rian
28/05/2018 at 3:27 pm
Artikelnya bagus…mksih ya
Gugun
15/05/2023 at 8:47 am
nuhun…sangat bermanfaat

Rangkuman, Contoh Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi

Rangkuman Gelombang Bunyi Kelas XI/11

GELOMBANG BUNYI

Tinggi Nada dan Pola Gelombang

Dawai

Pipa Organa

Pipa organa terbuka

Pipa organa tertutup

INTENSITAS BUNYI

Hubungan antara intensitas dan jarak bunyi

Taraf Intensitas Bunyi

Hubungan taraf intensitas bunyi jika dengan sejumlah sumber bunyi

Menentukan taraf intensitas berdasarkan jarak sumber bunyi.

Efek Doppler

Layangan Bunyi

Contoh Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi Kelas XI/11

3 comments

Leave a Reply Cancel reply

Contoh Soal & Pembahasan Sel Volta Bagian I

Contoh Soal Penyetaraan Redoks Pembahasan & Jawaban

20 Contoh Soal Laju Reaksi Pembahasan & Jawaban

Contoh Soal & Pembahasan Elektrolisis & Hukum Faraday

Rangkuman, Contoh Soal & Pembahasan Vektor

draft senyawa organik

draft penyetaraan redoks

Contoh Soal Termokimia & Pembahasan Part.2

Rangkuman Materi Derivative Bahasa Inggris UTBK-SBMPTN

draft listrik statis