Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas latihan soal tentang gelombang bunyi, materi ini cukup panjang dengan banyak variasi soal, oleh sebab itu latihan soal gelombang tulis akan saya tulis dalam 3 bagian. Untuk mempermudah dalam menganalisis soal tentang gelombang bunyi beberapa pengetahuan dasar yang perlu dipahami antara lain adalah : gambar gelombang transversal, persamaan gelombang bunyi, efek doppler, serta kemampuan matematika dasar seperti perkalian silang, trigonometri, bentuk pecahan. Jika masih kurang memahami, jangan khawatir karna dalam pembahasan latihan soal dinamika partikel ini menggunakan teknik – teknik yang mudah dipahami. Selamat menikmati
Soal nomor 1
Perhatikan sifat – sifat gelombang berikut
1) Mengalami difraksi
2) Mengalami refleksi
3) Tidak dapat merambat dalam ruang hampa
4) Dapat mengalami polarisasi
5) Bergerak lurus jika melewati dua medium yang berbeda
Berdasarkan sifat-sifat gelombang tersebut yang sesuai dengan ciri – ciri gelombang bunyi ditunjukkan oleh nomor ....
A. 1), 2), dan 3)
B. 1), 2), dan 4)
C. 1), 3), dan 4)
D. 2), 3), dan 4)
E. 3), 4), dan 5) Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 1:
Tips:
Untuk menjawab soal tipe pernyataan seperti di atas, dapat kita lakukan dengan membuktikan pernyataan yang paling mudah dahulu tidak harus urut (bisa dibuktikan benar atau salah). Berdasarkan pernyataan di atas maka
Pernyataan 3 (benar)
Perhatikan opsi A, C, D
Pernyataan 4 (salah)
Perhatikan opsi A
Soal nomor 2
Sebuah garpu tala berfrekuensi 680 Hz digetarkan dekat sebuah tabung berisi air. jika kelajuan rambat bunyi di udara 340 m/s, akan terjadi resonansi jika jarak minimum permukaan air dengan ujung tabung adalah ....
A. 0,125 m
B. 0,250 m
C. 0,500 m
D. 0,625 m
E. 0,750 m Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 2:
Berdasarkan soal dapat diketahui
f = 680 Hz
v = 340 m/s
L ... ?
Resonansi pada kolom udara ditandai dengan terbentuknya perut pada pola gelombang bunyinya. Pada kolom udara perut pertama terbentuk pada ketika panjang kolom udara sama dengan seperempat panjang gelombang (L = ¼ λ). Seperti yang terlihat pada gambar di bawah
L = ¼ λ
4L = λ
Persamaan di atas dapat dimasukkan ke dalam persamaan berikut
v = λ f v = 4L f
340 = 4L . 680
0,5 = 4L L = 0,125 m
Soal nomor 3
Perhatikan pernyataan-pernyataan berikut.
1) Berbanding terbalik dengan ρ1/2
2) Sebanding dengan E2
3) Bergantung pada sifat elastisitas batang aluminium
4) Tidak bergantung pada geometri batang aluminium
Sebuah batang aluminium dipukul ujungnya dengan palu sehingga menimbulkan pulsa getaran longitudinal yang merambat pada batang. Jika modulus Young aluminium adalah E dan massa jenisnya adalah ρ, cepat rambat gelombang longitudinal sesuai dengan pernyataan nomor ....
A. 4)
B. 1) dan 3)
C. 2) dan 4)
D. 1), 2), dan 3)
E. 1), 2), 3), dan 4) Kunci jawaban: "B"
pembahasan soal nomor 3:
Persamaan cepat rambat gelombang pada zat pada dapat ditentukan dengan persamaan
Berdasarkan persamaan tersebut dapat diketahui v sebanding dengan E1/2(pernyataan 2 salah) v berbanding terbalik dengan ρ1/2(pernyataan 3 benar)
Soal nomor 4
Sebuah stasiun pencatat gempa bumi yang terletak di tepi pantai, mendengar bunyi gempa 20 menit lebih dahulu sebelum alat pencatat mencatat kedatangan gelombang gempa di lautan terbuka 750 ms-1 dan laju bunyi di air laut 1500 ms-1, maka jarak pusat gempat ke stasiun itu adalah kira – kira ....
A. 1800 km
B. 2400 km
C. 3000 km
D. 3600 km
E. 4200 km Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 4:
Berdasarkan soal dapat diketahui
va = 750 m/s
vu = 1500 m/s
ta = tu + 20 menit
ta = tu + 1200 s
sa = su
va ta = vu tu
750 (tu + 1200) = 1500 tu
(tu + 1200) = 2tu
tu + 1200 = 2tu tu = 1200 s
su = vu . tu
su = 1500 . 1200
su = 1800000 m su = 1800 km
Soal nomor 5
Gelombang ultrasonik dapat digunakan untuk memfokuskan kamera otomatis dengan cara menembakkan pulsa gelombang bunyi ke objek dan merekam respons baliknya menggunakan sensor. Pada uji awal, pulsa ditembakkan dari kamera tersebut ke objek berjarak 20 m dan diperoleh respons setelah 125 ms. Seseorang hendak menggunakan kamera tersebut pada objek serangga dan mendapatkan respons setelah 12,5 ms. Laju bunyi di udara sekitar dan jarak tembak kamera ke objek secara berurutan adalah ....
A. 160 m/s dan 0,2 m
B. 160 m/s dan 2 m
C. 160 m/s dan 20 m
D. 320 m/s dan 0,2 m
E. 320 m/s dan 2 m Kunci jawaban: "B"
pembahasan soal nomor 5:
Berdasarkan soal dapat diketahui
t1 = 125 ms = 0,125 s
s1 = 20 m
t2 = 12,5 ms = 0,0125 s laju bunyi di udara
v = s1 / t1
v = 20 / 0,125 (0,125 = 1/8)
v = 20 . 8 v = 160 m/s jarak tembak kamera ke objek
s2 = v . t2
s2 = 160 . 0,0125 (0,0125 = 1/80)
s2 = 160 / 80 s2 = 2 m
Soal nomor 6
Seorang anak berdiri di antara dua bukit yang saling berhadapan. Anak itu berjarak 70 m dari bukit pertama dan 30 m dari bukit ke lainnya. ia kemudian membunyikan pistol dan mengamati bahwa beda waktu bunyi pantul pertama dan kedua yang didengar olehnya adalah 0,25 s. cepat rambat bunyi di udara pada saat anak itu melakukan percobaan adalah .....
A. 350 m/s
B. 340 m/s
C. 330 m/s
D. 320 m/s
E. 300 m/s Kunci jawaban: "D"
pembahasan soal nomor 6:
Soal di atas dapat diilustrasikan sebagai berikut
Beda waktu bunyi pantul dari tebing A dan tebing B
Δt = 0,25 s
Untuk bunyi pantul berlaku persamaan
2s = v t
Untuk selisih jarak pada bunyi pantul, persamaan di atas dapat ditulis
2Δs = v Δt
2 (70 – 30) = v . 0,25
2 . 40 = v . 0,25 v = 320 m/s
Soal nomor 7
Waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk merambat dalam besi sepanjang 1 km, jika dianggap kerapatan baja 8000 kg/m3 dan modulus elastisitasnya 2 x1011 N/m2 adalah ....
A. 0,05 s
B. 0,10 s
C. 0,15 s
D. 0,20 s
E. 0,25 s Kunci jawaban: "D"
pembahasan soal nomor 7:
Berdasarkan soal dapat diketahui
s = 1 km = 1000 m
ρ = 8000 = 8 x 103 kg/m3
E = 2 x1011 N/m2
t ... ? menentukan cepat rambat bunyi di besi
menentukan waktu
s = v . t
1000 = 5000 . t t = 0,2 s
Soal nomor 8
Dua sumber koheren P dan Q berbeda fase 1800, memancarkan gelombang dengan panjang gelombang 1 cm. gelombang merambat ke titik X sedemikian sehingga XP – XP = 2,50 cm. pernyataan berikut yang benar adalah ....
A. kedua gelombang akan bergabung sehingga ada gangguan maksimum di X
B. perpindahan pada X akan selalu nol
C. Beda fase antara gelombang ketika keduanya tiba di X adalah π/4 rad
D. Beda fase antara gelombang ketika keduanya tiba di X adalah π/2 rad
E. Beda fase antara gelombang ketika keduanya tiba di X adalah π rad
Kunci jawaban: "E"
pembahasan soal nomor 8:
Berdasarkan soal dapat diketahui
Δx = 2,50 cm
λ = 1 cm
beda fase gelombang di titik X dapat ditentukan dengan cara
Δθ = 2π Δφ
Δθ = 2π (- Δx / λ)
Δθ = 2π (- 2,5 / 1)
Δθ = 5π
Beda fase di titik X merupakan kelipatan dari π
Soal nomor 9
Kedua buah sumber bunyi pada gambar di bawah bergetar secara koheren. Kenyaringan didengar di P bila r1 = r2. Dengan menaikkan secara perlahan r1, bunyi terlemah di dengar ketika r1 - r2 adalah 20 cm, 60 cm, dan 100 cm. jika kelajuan rambat bunyi 340 m/s, besar frekuensi sumber bunyi adalah .....
A. 136 Hz
B. 425 Hz
C. 680 Hz
D. 850 Hz
E. 1700 Hz Kunci jawaban: "D"
pembahasan soal nomor 9:
Untuk interferensi minimum (bunyi terlemah) syaratnya adalah
Δx = ½ λ
Ambil data pertama (Δx = 20 cm = 0,2 m)
0,2 = ½ λ λ = 0,4 m
sehingga besar frekuensinya dapat ditentukan dengan cara
v = λ f
340 = 0,4 f f = 850 Hz
Soal nomor 10
Gelombang bunyi yang berasal dari sebuah pengeras suara kecil L mencapai sebuah titik P melalui dua lintasan yang berbeda sejauh 1,7 m. apabila frekuensi sumber bunyi dinaikkan secara perlahan-lahan. Intensitas hasil di P menghasilkan sederetan maksimum dan minimum. Sebuah maksimum didengar ketika frekuensi bunyi 1.000 Hz. Jika kelajuan bunyi adalah 340 m/s, maksimum berikutnya akan diamati atau didengar pada frekuensi .....
A. 1.200 Hz
B. 1.400 Hz
C. 1.600 Hz
D. 1.800 Hz
E. 2.000 Hz Kunci jawaban: "A"
pembahasan soal nomor 10:
Berdasarkan soal dapat diketahui
Δx = 1,7 m
fn = 1000 Hz (interferensi maksimum)
v = 340 m/s
fn+1 ... ?
untuk interferensi maksimum, berlaku persamaan
Δx = n λ (n = bilangan bulat)
Δx = n (v/f)
Untuk interferensi ke n+1 persamaan di atas dapat ditulis
jadi maksimum berikutnya akan terjadi dengan frekuensi 1200 Hz
demikian latihan soal dan pembahasan untuk materi gelombang bunyi untuk mata pelajaran fisika kelas 11 part 1, secepatnya akan di upload untuk part 2 nya, semoga dapat memberikan manfaat bagi para pembaca sekalian, jika ada pertanyaan, saran, dan kritik bisa di sampaikan di kolom komentar di bawah ini
Latihan soal dan pembahasan gelombang bunyi : PART 2 | PART 3
Tidak ada komentar:
Posting Komentar