Soal Fisika tentang Gelombang Bunyi

DAWAI DAN PIPA ORGANA

1. Dawai panjangnya 50 cm ditegangkan dengan gaya 4,5 N menghasilkan nada dasar 360 Hz. Jika dawai terbuat dari bahan yang massa jenisnya 3 gr/cm³, berapa luas penampang dawai?

2. Pipa organa terbuka mempunyai panjang 45cm. Sebutkan 5 nada harmonik berurutan dari yang terkecil, dari pipa tersebut jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 333 m/s.

3. Nada-nada harmonik sebuah pipa organa antara lain …. 576,720,864, ….. dan cepat rambat gelombang bunyi di udara 324 m/s, berapa panjang pipa organa tersebut?

4. Pipa organa menghasilkan nada-nada harmonic yang berurutan antara lain …800,1120,1440,1760,… dan cepat rambat gelombang bunyi saat itu 336 m/s. Sebutkan pipa organa itu dan berapa panjangnya?

5. Sebuah dawai menghasilkan nada-nada harmonic ….720, 960, 1200, 1400, .… Dawai terbuat dari bahan dengan massa jenis 4000 kg/m³ dan luas penampang 1 mm² ditegangkan dengan gaya 640 N. Berapa panjang dawai?

6. Dawai panjangnya L menghasilkan nada dasar 360 Hz. Jika dawai diperpendek 3 cm tanpa mengubah tegangannya, frekuensi menjadi 375 Hz. Berapakah L?

7. Nada atas ke-3 dari sebuah pipa organa terbuka sama dengan nada atas ke-2 pipa organa tertutup. Berapa perbandingan panjang kedua pipa organa tersebut?

8. Dawai panjang 80cm dibunyikan pada nada dasar 275 Hz. Jika panjang dawai dikurangi 5cm dan tegangan dinaikkan menjadi 2,25 kali semula. Tentukan frekuensi nada dasar dawai dan berapa cepat rambat bunyi dawai sekarang.

9. Pipa organa terbuka mempunyai panjang 40cm dibunyikan bersama sebuah garpu tala 420 Hz. Ternyata terdengar 180 layangan tiap menit. Layangan akan hilang jika udara dalam pipa dipanaskan. Berapa derajat kenaikan suhu udara dalam pipa jika mula-mula suhunya 300K?

10. Sebuah dawai panjangnya 50cm menghasilkan nada dasar yang akan menimbulkan 4 layangan per detik jika dibunyikan bersama-sama garpu tala 360 Hz. Layangan dapat dihilangkan dengan cara memperpendek dawai tanpa mengubah tegangannya. Tentukan tegangan dawai jika massa jenisnya 4 gr/cm³ dan luas penampang 0,02 mm²

11. Dawai panjang L dan diameter d diberi tegangan F menghasilkan nada dasar 240 Hz. Dawai kedua yang terbuat dari bahan sama panjangnya 1,25 L, diameter 0,8d diberi tegangan F’. Jika kedua dawai tersebut dibunyikan bersama akan menimbulkan 240 layangan tiap menit. Layangan dapat dihilangkan bila tegangan dawai kedua dikurangi. Tentukan perbandingan F dan F’.

EFEK DOPPLER

12. Ambulans melaju dengan 72 km/jam menyusul sepeda motor yang melaju di depannya dengan 36 km/jam. Jika ambulans membunyikan sirene dan pengendara sepeda motor mendengar bunyi sirene dengan frekuensi 560 Hz. Berapa frekuensi yang terdengar saat ambulans telah melewati pengendara sepeda motor? (cepat rambat bunyi = 330 m/s)

13. Ambulans melaju dengan 72 km/jam berpapasan dengan sepeda motor yang mendekat dengan 36 km/jam. Jika ambulans membunyikan sirene dan pengendara motor mendengar bunyi sirene dengan frekuensi 630 Hz, berapa frekuensi yang terdengar saat pengendara motor telah melewati ambulance (saling menjauh)? Cepat rambat bunyi 340 m/s

14. Dua sumber bunyi A dan B mempunyai frekuensi masing-masing 400 Hz dan 390 Hz bergerak searah dengan kecepatan sama v = 5 m/s. A berada di depan B. Jika cepat rambat bunyi di udara saat itu adalah 330 m/s, berapa layangan yang terdengar pendengar yang diam dan berada diantara A dan B?

15. Seseorang membawa sirene yang dibunyikan pada frekuensi 164 Hz mendekati dinding vertikal dengan laju tetap v, jika ia mendengar 120 layangan tiap menit, tentukan v jika cepat rambat bunyi 330 m/s

16. Pipa organa dibunyikan bersama dengan garpu tala yang frekuensinya 164 Hz. Ternyata menimbulkan 240 layangan tiap menit, layangan akan hilang jika pendengar membawa garpu tala menjauhi pipa organa dengan laju tetap v, Berapa v jika cepat rambat bunyi 336 m/s?

INTENSITAS BUNYI

17. Taraf intensitas bunyi yang diterima pengamat di tempat yang berjarak 100m dari sumber bunyi adalah 60 dB. Jika sumber merambatkan gelombang ke segala arah, berapa daya yang dipancarkan? Intensitas ambang pendengaran 10^-12 w/m²

18. Lima buah mesin identik menimbulkan kebisingan 70 dB di tempat yang berjarak 20m, berapa daya akustik tiap mesin?

19. Sebuah mesin menimbulkan kebisingan 70 dB di tempat yang berjarak 5m, berapa kebisingan yang ditimbulkan oleh 5 mesin identik di tempat yang jaraknya 25 m?

20. Taraf intensitas bunyi yang diterima pengamat di tempat yang berjarak r dari sumber bunyi adalah 70 dB. Jika pengamat berpindah menjauhi sumber 50m dari posisi r, ia akan mendengar bunyi dengan taraf intensitas 64 dB. Berapakah r?

CEPAT RAMBAT BUNYI

21. Kecepatan gelombang bunyi di udara adalah 340 m/s. Selang waktu antara kilat dan bunyi halilintar yang teramati 8 detik. Berapa jarak antara sumber dan pengamat?

22. Mobil melaju dengan 72 km/jam mendekati dinding vertikal, saat mobil berada pada jarak x m dari dinding pengendara membunyikan klakson, pengendara mendengar gema klakson mobil setelah 2,5 detik. Tentukan x jika cepat rambat bunyi di udara saat itu adalah 330 m/s.

23. Untuk mengukur kedalaman laut, digunakan pembangkit sinyal dan detector yang diletakkan pada permukaan laut seperti pada gambar. Detektor mendeteksi pantulan gelombang setelah 2 detik. Berapa kedalaman laut jika cepat rambat gelombang dalam air 1400 m/s.