Contoh Soal Gelombang Bunyi dan Cahaya [+Pembahasan] – Gelombang Cahaya adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia dan dirasakan pengaruhnya. Sifat-sifat Gelombang Cahaya :
Gelombang bunyi dimaksud Gelombang Longitudinal yaitu gelombang yang terdiri atas partikel-partikel yang berosilasi searah dengan gelombang tersebut membentuk daerah bertekanan tinggi dan rendah. Ada 3 syarat agar terjadi bunyi, yaitu ada :
1 – 10 Contoh Soal Gelombang Bunyi dan Cahaya1. Tentukanlah cepat rambat bunyi di udara pada suhu 17o𝐶! Cocokkanlah apabila dianggap cempat rambat bunyi di udara pada suhu 150C sebesar 340 m/s! Apa kesimpulanmu? (𝛾 = 1,4; R = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 𝐾; 𝑀 = 29 × 10−3 𝑘𝑔/𝑚𝑜𝑙) Jawaban : Pembahasan : Diketahui: 𝑇1 = 17𝑂𝐶 = 290 𝐾 𝑇2 = 15𝑂𝐶 = 288 𝐾 𝛾 = 1,4 R = 8,31 𝐽/𝑚𝑜𝑙 𝐾 𝑀 = 29 × 10−3 𝑘𝑔/𝑚𝑜𝑙 Ditanya: 𝑣 𝑝𝑎𝑑𝑎 𝑇 = 17𝑂𝐶 = ⋯ ? Jawaban : Jadi, cepat rambat bunyi di udara pada suhu 170C sebesar 341,1 m/s, sedangkan pada suhu 150C sebesar 339,9 m/s 2. Kereta A dengan kelajuan 20 m/s dan kereta B dengan kelajuan 60 m/s bergerak saling mendekati. Cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. Jika masinis kereta A membunyikan peluit dengan frekuensi 1500 Hz, berapa frekuensi peluit yang didengar oleh masinis kereta B? Jawaban : Pembahasan :Diketahui: 𝑣𝑠 = 20 𝑚/𝑠 𝑣𝑝 = 60 𝑚/𝑠 𝑣 = 340 𝑚/𝑠 𝑓𝑠 = 1500 𝐻𝑧 Ditanya: 𝑓𝑝 = ⋯ ? Jawaban : Jadi, frekuensi peluit yang didengar oleh masinis kereta B sebesar 1875 Hz. 3. Seutas senar dengan panjang 3 m terikat pada kedua ujungnya. Frekuensi resonansi nada atas pertama senar adalah 80 getaran/sekon. Jika massa per satuan panjang senar 0,01 g/cm, berapakah besar gaya tegangan kawat? Jawaban : Pembahasan : Diketahui: 𝐿 = 3 𝑚 𝑓1 = 80 𝐻𝑧 𝜇 = 0,01 𝑔/𝑐𝑚 = 10−3𝑘𝑔/𝑚 Ditanya: 𝐹 = ⋯ ? Jawaban : Jadi, besar gaya tegangan kawat yaitu 57,6 N 4. Panjang sebuah pipa organa tertutup adalah 4 m. Jika cepat rambat bunyi di udara pada suhu 150C adalah 340 m/s, berapakah frekuensi nada atas pertamanya? Jawaban : Pembahasan : Diketahui: L = 4 m 𝑣 = 340 𝑚/𝑠 Ditanya: 𝑓1 = ⋯ ? Jawaban : Jadi, frekuensi nada atas pertamanya sebesar 63,75 Hz. 5. Sebuah sumber bunyi mengirim bunyi dengan daya keluaran 0,16𝜋 watt. Anggap muka gelombang bunyi berbentuk bola, tentukan: (𝐼0 = 10−12 𝑤𝑎𝑡𝑡/𝑚2 )
Jawaban : Pembahasan : Diketahui: 𝑃 = 0,16𝜋 𝑤𝑎𝑡𝑡 𝐼0 = 10−12 𝑤𝑎𝑡𝑡/𝑚2 Ditanya:
Jawaban : Jadi, pada jarak 2 m dari sumber intensitas bunyinya sebesar 0,01 𝑤𝑎𝑡𝑡/𝑚2 dan taraf intensitas bunyi sebesar 100 dB. Simak Juga : Contoh Soal Gelombang Mekanik6. Cahaya monokromatik yang jatuh pada dua celah yang terpisah sejauh 0,06 mm menghasilkan pita terang keempat pada sudut 8o . Berapa panjang gelombang cahaya yang digunakan? Jawaban : Pembahasan : Diketahui: 𝑑 = 0,06 𝑚𝑚 = 0,06 × 10−3𝑚 𝑛 = 4 𝜃 = 80 Ditanya: 𝜆 = ⋯ ? Jawaban : Jadi, panjang gelombang cahaya yang digunakan yaitu 2,1 × 10−6 m 7. Cahaya dengan panjang gelombang 600 nm lewat melalui sebuah celah dengan lebar 2,5 × 10−3 mm. Tentukan sudut difraksi pita gelap ketiga (𝜃3)! Jawaban : Pembahasan : Diketahui: 𝜆 = 600 𝑛𝑚 = 6 × 10−4𝑚𝑚 𝑑 = 2,5 × 10−3 𝑚𝑚 Ditanya: 𝜃3 = ⋯ ? Jawaban :Jadi, sudut difraksi pita gelap ketiga sebesar 460 8. Sebuah sumber bunyi memiliki taraf intesitas 60 dB. Ketika 100 sumber bunyi yang sama berbunyi secara serentak, taraf intensitas yang dihasilkan adalah… Jawaban : Pembahasan : Gunakan persamaan: TIn = TI1 + 10 log n TI100 = 60 dB + 10 log 100 TI100 = 60 dB + 10 . 2 dB TI 100 = 80 dB 9. 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…. Jawaban : 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 = 104 . 10-12 = 10-8 Wb 10. 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…. Jawaban : Pembahasan : TI = TI 1 + 10 log n = 50 dB + 10 log 10 = 60 dB Sudah selesai membaca dan berlatih soal ini ? Ayo lihat dulu Daftar Soal Fisika
Soal dan Pembahasan Gelombang Bunyi Soal No. 1 Gelombang bunyi dari suatu sumber memiliki cepat rambat 340 m/s. Jika frekuensi gelombang bunyi adalah 500 Hz, tentukan panjang gelombangnya!Pembahasan Data soal: ν = 340 m/s f = 500 Hz λ = ........... Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang: λ = ν / f λ = 340 / 500 λ = 0,68 mSoal No. 2 Seorang anak mendengar bunyi yang memiliki panjang gelombang sebesar 5 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan: a) frekuensi sumber bunyi b) periode sumber bunyiPembahasan f = ν / λ f = 340 / 5 f = 68 HzSoal No. 3 Sebuah kapal mengukur kedalaman suatu perairan laut dengan menggunakan perangkat suara. Bunyi ditembakkan ke dasar perairan dan 5 detik kemudian bunyi pantul tiba kembali di kapal. Jika cepat rambat bunyi di dalam air adalah 1500 m/s, tentukan kedalaman perairan tersebut!Pembahasan Menentukan jarak dua tempat (kedalaman) dengan pantulan bunyi: S = (ν x t) / 2 S = (1500 x 5) / 2 S = 3750 meterSoal No. 4 Saat cuaca mendung seorang anak mendengar bunyi guntur 1,5 detik setelah terlihat kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 320 m/s, tentukan jarak sumber petir dari anak tersebut!Pembahasan Menentukan jarak dua tempat tanpa pantulan bunyi: S = ν x t S = 320 x 1,5 S = 480 m Soal No. 5 Gelombang bunyi dengan frekuensi 5 kHz merambat diudara yang bersuhu 30°C. Jika cepat rambat bunyi di udara pada suhu 0°C adalah 330 m/s, tentukan: a) cepat rambat bunyi b) panjang gelombang bunyiPembahasan Perbedaan cepat rambat bunyi akibat perbedaan / perubahan suhu udara:ν = ν0 + 0,6 t ν = 330 + (0,6 x 30) ν = 348 m/sSoal No. 6 Bunyi dengan panjang gelombang 1,5 m memiliki kecepatan rambat sebesar 330 m/s. Dapatkah bunyi tersebut didengar oleh telinga manusia normal?Pembahasan Mencari frekuensi terlebih dahulu:f = ν / λ f = 330 / 1,5 f = 220 Hz Bunyi dengan frekuensi antara 20 hingga 20000 Hz tergolong audiosonik , bisa didengar oleh manusia. Selengkapnya : infrasonik : frekuensi bunyi lebih kecil dari 20 Hz ultrasonik : frekuensi bunyi lebih besar dari 20000 HzSoal No. 7 Resonansi pertama sebuah tabung kolom udara terjadi saat panjang tabung 15 cm. Tentukan: a) panjang gelombang bunyi b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempat e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 340 m/sPembahasan a) panjang gelombang bunyiResonansi pertama → L = (1/4) x λ 15 = (1/4) x λ λ = 4 x 15 λ = 60 cm b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua Resonansi kedua → L = (3/4) x λ L = (3/4) x 60 cm L = 45 cm c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga Resonansi ketiga → L = (5/4) x λ L = (5/4) x 60 cm L = 75 cm d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempatResonansi keempat → L = (7/4) x λ L = (7/4) x 60 cm L = 105 cm e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 339 m/s λ = 60 cm = 0,6 meter ν = 339 m/s f = .......Hz f = ν / λ f = 339 / 0,6 f = 565 HzSoal No. 8 Tentukan perbandingan frekuensi yang dimiliki oleh dawai A yang panjangnya 100 cm dan dawai B yang panjangnya 50 cm jika kedua dawai terbuat dari bahan yang samaPembahasan fA / fB = LB / LA fA / fB = 50 / 100 fA : fB = 1: 2 Soal No. 9 Senar I dan senar II memiliki panjang yang sama. Jika luas penampang senar I adalah tiga kali luas penampang senar II, tentukan : a) perbandingan frekuensi senar I dan senar II, anggap senar memiliki tegangan yang sama b) frekuensi senar II jika frekuensi senar I adalah 500 HzPembahasan a) f1 / f2 = A2 / A1 f1 / f2 = A2 / 3A2 f1 : f2 = 1: 3 b) f1 : f2 = 1: 3 f2 = 3 x f1 f2 = 3 x 500 f2 = 1500 Hz Soal No. 10 Pernyataan-pernyataan berikut ini berkaitan dengan bunyi , sifat-sifat bunyi dan pemanfaatan bunyi: (1) Termasuk gelombang mekanik (2) Termasuk gelombang elektromagnetik (3) termasuk gelombang transversal (4) Termasuk gelombang longitudinal (5) Dapat dipantulkan (6) Dapat dipolarisasikan (7) Dapat dibiaskan (8) Dapat merambat di ruang hampa udara (9) Dapat merambat pada zat padat (10) Kelajuan bunyi diudara lebih besar dari kelajuan bunyi di dalam air (11) Digunakan dalam teknologi LASER (12) Digunakan dalam teknologi SONAR (12) Digunakan dalam teknologi RADAR (14) Digunakan dalam teknologi USG (15) Dapat digunakan untuk mendeteksi cacat pada material logam (16) Dapat digunakan untuk mengukur jarak dua tempat atau kedalaman laut (17) Semakin tinggi suhu udara, cepat rambat gelombang bunyi bertambah besar (18) Resonansi terjadi jika cepat rambat gelombang dua sumber bunyi besarnya sama (19) Kuat lemah bunyi dipengaruhi oleh amplitudo (20) Tinggi rendah bunyi / nada dipengaruhi oleh frekuensi bunyi (21) Lumba-lumba dapat mendengar bunyi yang frekuensinya lebih kecil dari 20 Hz / infrasonik(22) Bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli dinamakan gema (23) Gaung atau kerdam dapat memperjelas bunyi asli (24) Semakin panjang suatu senar / dawai frekuensi bunyi yang dihasilkan semakin tinggi (25) Semakin besar luas penampang senar / dawai frekuensi bunyi yang dihasilkan semakin besarManakah sajakah pernyataan yang benar? |