SOAL DAN JAWABAN FISIKA FOKOK BAHASAN GELOMBANG | pembeljaranfisika

SOAL DAN JAWABAN FISIKA FOKOK BAHASAN GELOMBANG

Soal fisika dan pembahasan gelombang

1.  Ujung sebuah tali yang panjangnya 1 meter di getarkan sehingga dalam waktu 2 sekon terdapat 2 gelombang. tentukanlah persamaan gelombang tersebut apabila amplitudo getaran ujung tali 20 cm.

Penyelesaian

Diketahui :

l = 4λ →λ = ¼ = 0,25 m

t = 4λ → T = 2/4 = 0,5 s

ditanyakan :

y = ….?

Jawab:

Y = A sin (ωt-kx)

   = 0,2 sin [(2π/0,5)t-(2π/0,25)x]

   = 0,2 sin (4πt-8πx)

   =0,2 sin 4π (t-x)

2.  Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang berturutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!

Penyelesaian :

Diketahui : f = 30 Hz , ½ λ = 50 cm à λ = 100 cm = 1 m
Ditanya : v = ..?

Jawab :

v = λ.f = 1.30 = 30 m/s

3. Persamaan gelombang berjalan pada seutas tali dinyatakan oleh x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Tentukan

(a) arah perambatan gelombang

(b) amplitude gelombang

(c) frekuensi gelombang

(d ) bilangan gelomban

 (e ) panjang gelombang dan

(f) kecepatan rambat gelombang

Jawab :
Persamaan gelombang  y = 0,04 sin 0,2 π (40t-5x)= 0,04 sin (8π-πx)

(a) Karena tanda koefisien t berbeda dengan tanda koefisien x , gelombang merambat ke sumbu x positif ( ke kanan )

(b) Amplitudo gelombang A = 0,04 cm

(c) Kecepatan sudut ω= 8π. Karena ω= 2πf , maka 2πf= 8π atau f = 4 Hz

(d) Bilangan gelombang  k = μ/cm

(e) Karena rumus bilangan gelombang k = 2π/λ maka π = 2π/λ  atau λ = 2 cm

(f) Kecapatan rambat gelombang dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu
   v = f λ = 4,2 = 8 cm/s

   V= ω/k = 8π/π = 8 cm/s   
4. Sebuah pemancar radio bekerja pada gelombang 1,5 m. Jika cepat rambat gelombang radio 3.108 m/s, pada frekuensi berapakah stasion radio tersebut bekerja!

Penyelesaian :
Diketahui : λ = 1,5 m, v = 3.108 m/s
Ditanya : f = ..?

Jawab :

f = 2. 108 Hz = 200 MHz

5. Suatu sumber bunyi bergerak menjauhi seorang Pendengar yang tidak bergerak dengan kecepatan 108 km/jam. Apabila frekuensinya 120 Hz dan Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, tentukanlah frekuensi yang terdengar oleh Pendengar !

Penyelesaian
Diketahui    :
VP    =  0
VS    =  108 km/jam  =  108.000/3600  =  30 m/s
fS    =  120 Hz
V    =  340 m/s
Ditanya    :  fP  
Jawab
fP    =  (V ± V_P)/(V ±V_s ) .fS 
    =  (V+ V_P)/(V+ V_S ) . fS 
    =  (340+0)/(340+30) . 120
    =  110,27 Hz

6. Gelombang berjalan mempunyai persmaan y = 0,2 sin (100π t – 2π x), dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Tentukan amplitudo, periode, frekuensi, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui : y = 0,2 sin (100π t – 2π x)
Ditanya : A = …?, T = …?, f = ..?, λ = ..?, v = ..?

Jawab :

7. Seutas tali yang panjangnya 5 m, massanya 4 gram ditegangkan dengan gaya  2 N dan salah satu ujungnya digetarkan dengan frekuensi 50 Hz. Hitunglah:
a. cepat rambat gelombang pada tali tersebut !
b. panjang gelombang pada tali tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui : l = 5 m,        m = 4 gr = 4.10-3kg,      F = 2 N,      f = 50 Hz
Ditanya : a. v = ..?
                b. λ = ..?

Jawab : a. v= m/s
             b.

8. Seutas tali yang ditegangkan dengan gaya 5 N dan salah satu ujungnya digetarkan dengan frekuensi 40 Hz terbentuk gelombang dengan panjang gelombang 50 cm. Jika panjang tali 4 m, hitunglah:
a.cepat rambat gelombang pada tali tersebut !
b. massa tali tersebut !

Penyelesaian :

Diketahui : l = 4 m, F = 5 N, f = 40 Hz, λ = 50 cm = 0,5 m
Ditanya : a. v = ..?
               b. m = ..?
Jawab :

a.     v = λ.f = 0,5.40 = 20 m/s

 b. ----à m = 0,05 kg

9. Sebuah benda bergerak melingkar dengan periode 0,8 sekon dan jari-jari lingkaran 0,4m. jika proyeksi  gerak tersebut menghasilkan gerak harmonic dengan simpangan 0,2 m pada awal gerakan, maka tentukan:

a.     Posisi sudut awal

b.     Jarak simpangan pada saat benda telah bergerak selama 1s

Penyelesaian:

Diket: T = 0,8 s              R= 0,4 m              y= 0,2 m

Ditanyakan: 

a. Ѳ = ?

b. y=?

jawab

a.     y        = A sin ((2π t/T) + Ѳ)

0,2     =0,4 sin ((2π.0/0,8) + Ѳ)

Sin Ѳ =0,2/0,4 =0,5

Ѳ       =30˚

b.     y       = A sin ((2π t/T) + Ѳ)

=0,4 sin ((2π.0,1/0,8) + Ѳ)

=0,4 sin (45˚+30˚)

=0,4 sin (75˚)

=0,38

 10. Seutas tali yang panjangnya 250 m direntangkan horizontal . salah satu ujungnya digetarkan dengan frekuensi 2 Hz dan amplitude 10 cm, sedang ujung lainnya terikat . Getaran tersebut merambat pada tali dengan kecepatan 40 cm/s. tentukan :

(a) Amplitudo gelombang stasioner di titik yang berjarak 132,5 cm dari titik asal getaran

(b) Simpangan gelombang pada titik tersebut setelah digetarkan selama 5 s dan 12 s

(c) Letak simpul keenam dan perut kelima dari titik asal getaran

Jawab:

(a) titik asal getaran yaitu = 250 – 132,5 = 117,5 cm ,

Aѕ = 2A sin (2π x/λ) = 2.10 sin (360. 117,5/20) = 20 sin 315 = -10√2

Nilai ampitudo diambil nilai positifnya yaitu 10√2

(b) t = 250 + 117,5/40 = 9,2 sekon            

ys = 2A sin kx cos ωt

ys = As cos ωt = (-10√2) cos 2π. 12/0,5 = (-10√2.cos 48π) = 10√2cm 

(c ) simpul keenam = 50 cm dai ujung pantul

Perut kelima = 45 cm dari ujung pantul

11. Dalam dua menit terjadi 960 getaran pada suatu partikel. Tentukan:
a) periode getaran
b) frekuensi getaran

Penyelesaian

Diket :
Jumlah getaran n = 960
waktu getar t = dua menit = 120 sekon

a) periode getaran
T = t /n
T = 120 / 960 sekon
T = 0,125 sekon

b) frekuensi getaran
f = n/t
f = 960 / 120
f = 8 Hz


12. Periode suatu getaran adalah 1/2 detik. Tentukan:
a) frekuensi getaran
b) jumlah getaran dalam 5 menit

penyelesaian

Diket :
T = 1/2 sekon
t = 5 menit = 5 x 60 = 300 sekon
a) frekuensi getaran
f = 1/T
f = 1/(0,5)
f = 2 Hz

b) jumlah getaran dalam 5 menit = 300 sekon
n = t x f
n = 300 x 4
n = 1200 getaran

13. Frekuensi suatu getaran adalah 5 Hz. Tentukan:
a) periode getaran
b) banyak getaran yang terjadi dalam 2 menit

penyelesaian

Diket :
a) T = 1/f
T = 1/5
T = 0,2 sekon

b) n = t x f
n = 120 x 5
n = 600 getaran

14. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika frekuensi gelombang adalah 50 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

penyelesaian

Diket :
ν = 340 m/s
f = 50 Hz
λ = ...........

λ = ν / f
λ = 340 / 50
λ = 6,8 meter


15. Periode suatu gelombang adalah 0,02 s dengan panjang gelombang sebesar 25 meter. Hitunglah cepat rambat gelombangnya!

penyelesaian
Diket :
Periode T = 0,02 s
Panjang gelombang λ = 25 m
Cepat rambat ν =.........

λ = T ν
ν = λ / T
ν = 25 / 0,02
ν = 1250 m/s

16. Duah buah Garputala bergetar secara bersama-sama dengan frekuensi masing-masing 416 Hz dan 418 Hz

Penyelesaian
Diketahui    :
f1    =  416 Hz
f2    =  418 Hz
Ditanya    :
    fl
    Tl
Jawab
 fl   =  f2 –f1
      =  418 – 416
      =  2 Hz
Tl   =  1/fl    
      =  1/2 detik    

17. Sebuah mesin jahit yang sedang bekerja mempunyai intensitas bunyi 10-8 W/m2. Apabila intensitas ambang bunyi 10-12 wb/m2, hitunglah Taraf intensitas bunyi dari 10 mesin jahit sejenis yang sedang bekerja bersama-sama !

Penyelesaian
Diketahui    :
I1    =  10-8 Watt/m2
Io    =  10-12 Watt/m2
Ditanya    :  TI10  
Jawab        :
TI10    =   10 log I_10/Io             I10   = 10.I1  =  10.10-8  =  10-7 Watt/m2 
    =  10 log 〖10〗^(-7)/〖 10〗^(-12) 
       =  10 (log 10-7 – log 10-12)
    =  10 (-7 + 12)
    =  10. 5
    =  50 dB

18. Pemancar Radio yang berfrekuensi 10.000 Hz mempunyai Panjang gelombang 150 cm. tentukan Cepat rambat bunyi tersebut !

Penyelesaian
Diketahui    :
f    =  10.000 Hz
λ    =  150 cm  = 1,5 m
Ditanya    :  V
Jawab
V    =  λ. f
    =  1,5. 10.000
    =  15.000 m/s

19. Sebuah tali membentuk gelombang dengan amplitude 20cm dan frekuensi 20 Hz. Di asumsikan bahwa tali elastic sempurna dan bagian-bagian tali yang bergetar memiliki massa 2 gram. Tentukan energy kinetic dan energy potensial setelah gelombang merambat selama 2 sekon.

Penyelesaian:

Diketahui :

A = 20 cm = 0,2 m

m = 2 g = 0,002 kg

f = 20 Hz

t = 2 s

di tanyakan :

Ep dan Ek pada saat t = 2s adalah…..?

Jawab:

Ep = ½ ky² = ½ k A² sin² ωt = ½ m ω² A² sin² ωt

     = ½ (0,002). (2. 3,14.20)² . (0,2)² (sin(π. 20.2))²

    = ½ (0,002) . (2. 3,14.20)² . (0,02)² . 1

    = 0,621 J

20. Sebuah tali panjangnya 200cm di rentangkan horizontal. Salah satu ujungnya di getarkan dengan frekuensi 2Hz dan amplitude 10 cm, serta ujung lainnya bergerak bebas. Apabila pada tali tersebut terbentuk 8 gelombang berdiri. Tentukanlah:

a.     panjang gelombang dan cepat rambat gelombang

b.     persamaan glombang berdiri

c.      letak titik simpul ke 2 dan perut ke 3 dari ujungnya bebasmnya

d.     amplitude pada jarak 150 cm dari sumber getar.

Penyelesaian

Di ketahui :

 ℓ = 200 cm

ƒ = 2 Hz

А = 10 cm

n= 8

di tanyakan

a.     λ dan v

b.     y

c.      x = 8x₃ =..

d.     A

Jawab

a.     λ = 1/N = 2m/8 = 0,25

v = λƒ = 0,25.2 = 0,5 m

b.     y = 2a cos kx sin ωt

   = 2. 0,08 cos x sin ωt

   = 0,16 cos (8πx) sin (4πt)

c.      titik simpul ke 2

x = (2n + 1) λ/4

   = (2.1 + 1) λ/4

   = 0,75

          Titik perut ke 3

          x = n/2

            = 2 λ/4 = 0,75

d.     x = 2m – 1,5m = 0,5m

A = 0,16 cos (8πx) = 0,16 cos (4π) = 0,16 m

21. Cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 6000 Å melewati celah ganda yang berjarak 2mm. jika jarak celah kelayar adalah 2 meter, tentukanlah jarak ternag dengan garis terang orde ke tiga pada layar.

Penyelesaian

Diketahui

d = 2mm

L = 1m = 10³ mm

λ = 6000 Å = 5 x 10¯⁴ mm

m = 3

jawab

dP/L = mλ→P(2)/10³ = 3(5x10¯⁴)→ P =(15x10¯⁴) 10³ /2 = 1,5/2=0,75mm

 22. tentukan daya urai optic dari sebuah celah dengan diameter 1 mm, jarak celah layar 2m yang menggunakan cahay dengan panjang gelombang 580 nm.

Penyelsaian:

Diketahui

D = 1mm

ℓ = 2m = 2 x 10³ mm

λ= 5,8 x 10¯⁴ mm

jawab

r = 1,22 λℓ/D = 1,22 (5,8 x 10¯⁴) (2 x 10³)/1

r = 1,4 mm

23. pada prcoban interferensi Young di guynakan dua celah sempit. Jarak antara dua celah itu 2 mm, di letakan pda jarak 2 m dari layar. Garis gelap pertama berjarak 0,3 mm dari pusat. Hitunglah:

a.     panjang gelmbang yang di gunakan

b.     jarak garis terang ke 1 ke pusat

penyelesaian

diketahui

d = 2mm = 2x 10⁻³ m

ι = 2 m

interferensi gelap ρ= 0,3 mm = 3 x 10⁻⁴

 di tanyakan:

a.     λ

b.     jarak garis terang ke 1 ke pusat (ρ)

jawab

a.     d.p/l                      = (k – ½) λ

d.p                        = l (k – ½) λ

2 x 10⁻³ x 3 x 10⁻⁴   = 2 x (1- 1/2) λ

Λ                          = 6 x 10⁻⁷ m = 60μm

b.     d.p/l                     = (k ) λ

d.p                        = l (k ) λ

ρ                           = l (k ) λ/d = 1 x 2 x 6 x 10⁻⁷/2 x 10⁻³

ρ                           = 6 x 10⁻⁴ m

24. sebuah alat optic di lengkapi dengan lena yang memiliki focus 50 cm di gunakan dengan diafragma yang berdiameter 4 cm. jika alat itu menggunakan cahaya dengan panjang gelombang 5,5 x 10⁻⁷m, hitunglah besarnya daya pisah angular dan linearnya.

Penyelesaian

Diketahui

L = 50 mm = 0,5 m

D = 4 cm = 4 x 10⁻² m

λ = 5,5 x 10⁻⁷ m

di tanyakan:

a.     θ =…?

b.     d₀ = …?

Jawab

a.     θ = 1,22 λ/D = 1,22 x 5,5 x 10⁻⁷/4 x 10⁻²

   = 1,6775 x 10⁻⁵ x 0,5 rad

b.     d₀ = θ. L

     = 1,6775 x 10⁻⁵ x 0,5

     = 8,3875 x 10⁻⁶ m

25. Irfan berdiri di tepi jalan. dari kejauhan datang sebuah mobil ambulans bergerak mendekati Irfan. 20 m/s. jika frekuensi sirine yg di panarkan mobil ambulan 8.640 Hz dan kecepatan gelombang bunyi di udara 340 m/s, tentukan frekuensi sirine yang didengarkan Irfan pada saat

a. mobil ambilan mendekati Irfan
b. mobil ambulan menjauhi Irfan

Penyelesaian

diketahui
v= 340 m/s
vs = 20 m/s
fs = 8640 Hz

jawab
a. fp = v/(v-vs). fs
         =340/(340-20). 8640
         =9180 Hz

b. fp= 340/(340+20). 8640
        = 8160 Hz

26.  Suatu gas ideal memiliki tekanan 7,4 x 10⁵ N/m²dan rapat massanya 1,5 kg/m³. jika di ketahui tetapan Laplace untuk gas tersebut adalah 1,4. Tentukan kecepatan perambatan gelombang bunyi dalam gas tersebut

penyelesaian
dietahui
ρ= 7,4 x 10⁵ N/m²
p= 1,5 kg/m³
γ y =1,4
Jawab
v =√ P/p
   =√ (1,4) (7,4 x 10^5 Nm2)/(1,4 kg/m3

    =860,23 m/s

27. Gelombang pada permukaan air merambat dengan kecepatan 4 m/s. Jika jarak antara 3 bukit gelombang yang berturutan adalah 32 m, tentukan
a. Panjang gelombangnya
b. frekuensi gelombang tersebut

penyelesaian:

diketahui
v = 4m/s
5 bukit = 32 m
4 λ = 32m
ditanyakan
a. λ?
b. f ?

jawab
a. λ= 32/4 = 8 m
b. f = v/λ
       = 4/8 = 1/2 Hz

28. Titik O merupakan sumber bunyi yang bergetar terus menerus sehingga menghasilkan gelombang berjalan dari O ke P dengan kecepatan merambat 80 m/s, amplitudo 14 cm, dan frekuensi 20 Hz. Titik Q berada 9 m dari O. jika titik O telah bergetar 16 kali, hitunglah:
a. Simpangan di Q jika titik O memulai gerakannya ke bawah
b. fase di Q

Penyelesaian

Diketahui:
A = 14 cm
f = 20 Hz
v = 80 m/s
x = 9
Σ getaran = 16

Ditanyakan:
a. y = ...?
b. ф = ...?

Jawab:
a. simpangan di Q periode getaran (T) = 1/f

T = 1/20 = 0,05 s

waktu yang di perlukan untuk 16 getaran adalah

t = 16 x 0,05 = 0,8 s

Simpangan di Q

y = A sin 2π/T ( t-x/v)
   = A sin 2π (t/T - x/(v.T))
   = 1/T

λ= v. T
λ= 80 x 0,05 = 4
y = A Sin 2π (t/T - x/λ)

ф = (t/T - x/λ)
    = (0,8/0,05 - 9/4)
    =  16-2,25
    = 13,75
di ambil dari bilangan pecahannya = 0,75

maka persamaan simpangan di atas dapat di tulis :
y = 14 sin (2π.ф)
= 14 sin (360 x 0,75)
= 14 sin 270 derajat
= -14

b. fase di Q yaitu 0,75

29. 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 bunyi

penyelesaian

Diketahui

ν = 340 m/s
λ = 5 m
f = .......... Hz

Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang:
f = ^ν / _λ
f = 340 / 5
f = 68 Hz

30. 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!

penyelesaian

Menentukan jarak dua tempat (kedalaman) dengan pantulan bunyi:
S = (ν x t) / 2
S = (1500 x 5) / 2
S = 3750 meter



31. 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!

penyelesaian

Menentukan jarak dua tempat tanpa pantulan bunyi:
S = ν x t
S = 320 x 1,5
S = 480 m

32. 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 bunyi

penyelesaian

Perbedaan cepat rambat bunyi akibat perbedaan / perubahan suhu udara:
ν = ν₀ + 0,6 t
ν = 330 + (0,6 x 30)
ν = 348 m/s

33. 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 sama

penyelesaian

f_A / f_B = L_B / L_A
f_A / f_B = 50 / 100
f_A : f_B = 1: 2

34. Bunyi dengan panjang gelombang 1,5 m memiliki kecepatan rambat sebesar 330 m/s. Dapatkah bunyi tersebut didengar oleh telinga manusia normal?

penyelesaian

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 Hz

35. Gelombang bunyi dari suatu sumber memiliki cepat rambat 340 m/s. Jika frekuensi gelombang bunyi adalah 500 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

penyelesaian

Diketahui

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 m

36. 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 Hz

penyelesaian
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

37. 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/s

penyelesaian

a) panjang gelombang bunyi
Resonansi 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 keempat
Resonansi 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 Hz

38. Seorang anak berada pada jarak 100 m dari sebuah sumber bunyi yang berdaya 12,56 watt. Tentukan besar taraf intensitas bunyi yang didengar anak tersebut jika Π adalah 3,14 dan intensitas ambang pendengaran I₀ = 10^-12 watt/m²!

penyelesaian

  watt/m²

=  80 dB

39. Sebuah sumber  mengeluarkan bunyi dengan intensitas 10^-5 watt/m². Jika intensitas ambang bernilai 10^-12 watt/m², tentukan taraf intensitas bunyi tersebut!

 
penyelesaian

TI = 10 Log (I/I₀)

    = 10 log (10⁻5/10⁻¹²)

    = 70 dB

40. Seorang tukang ketik mengetik begitu kencang menyebabkan, tingkat suara rata-rata adalah 60 dB. Berapakah tingkatan decibel bila 3 orang tukang ketik yang gaduh bekerja?


Pembahasan
Diketahui : TI1 : 60 dB
n : 3
Ditanyakan : TI3 ?
Jawab : TIn = TI1 + 10 log n
TI3 = 60 + 10 log 3
TI3 = 60 + 4,8
TI3 = 64,8 dB

41. Cahaya monokromatik melewati dua celah sempit yang sejajar. Jarak antara kedua celah adalah 0,6 mm. Jarak antara layar dengan kedua celah adalah 60 cm. Pola interferensi yang terjadi pada layar adalah berupa garis terang dan gelap yang dipisahkan oleh jarak yang sama. Jika jarak dua garis terang berdekatan adalah 0,2 mm, tentukan panjang gelombang cahaya yang digunakan.

Pembahasan

Diketahui :
d= 0,6mm = 0,0006m = 6 x 10^-4 m
y =  0,2 mm = 0,0002 m = 2 x 10^-4 m
l = 60 cm = 600 mm = 0,6 m
Ditanya : panjang gelombang cahaya yang digunakan ?
Jawab :
sudut sangat kecil sehingga sin θ ~ tan θ

sin θ ~ tan θ = y/1= 0,2/600 = 0,0003 = 3,3 x 10⁻⁴

rumus interferensi konstruktif (terang pertama, n=1)

nλ = d sin θ

(1)λ = (6 x 10⁻⁴)( 3,3 x 10⁻⁴)

λ  = 19,8 x 10 ⁻⁸ m = 1,98 x 10⁻⁷m

λ  = 198 nm

42. Getaran gempa merambat dengan kecepatan 75 km/s dengan frekuensi 30 Hz. Tentukan panjang gelombang getaran gempa tersebut!
Pembahasan :
λ= v/f = 75/30 = 2,5 km = 0,25 x 10⁴

43. Apa yang di maksud dengan taraf intensitas..
Jawab
perbandingan logaritma antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran

44. Jelaskan yang anda ketahui tentang infrasonik, audiosonik dan ultra sonik!
Jawab:
-infrasonik yaitu suara yang jangkauan frekuensinya <20 Hz
-Audiosonik yaitu suara yang jangkauan frekuensinya antara 20-20.000 Hz
-Ultrasonik yaitu suara yang jangkauan frekuensinya >20.000 Hz

45. Jangkrik berjarak 4 m dari pendeteksi memiliki TI = 80 dB. Tetukan intensitas bunyi jangkrik, jika ada 1000 jangkrik, dan taraf intensitas jika seekor tawonnya berjarak 40 m (I0 = 10^-12 watt/m2)

Penyelesaian
Diketahui
r1 = 4 m
r2 = 40 m
TI = 80 dB
n = 1000

Ditanyakan
TI2=?

Jawab
TI2 = TI1 + 10 log n
= 80 + 10 log 1000
= 80-10.3
= 110 dB
TI2 = TI - 20 log r2/r1
= 110-20 Log 40/4
= 110 -20 . 1
= 90 dB
46. apa nama bahan yang dapat menyerap secara selektif..
Jawab : Polaroid
47. Dua buah garputala masing-masing frekuensinya 175 Hz dan 179 Hz, di bunyikan bersamaan. Hitunglah jumlah layangan yang terjadi.

Penyelesaian
Diketahui
f1 = 175 Hz
f2 = 179 Hz
Ditanyakan
Jumlah layangan

Jawab
Jumlah layangan per detik
= f2-f1
= 179-175
= 4
48. Sebuah sumber bunyi yang bergetar dengan daya 10 W. Sumber bunyi itu berbentuk titik dan memancarkan energi getaran dalam bentuk gelombang ke segala arah sama rata. Hitung taraf intensitas bunyi pada jarak 10 m dari sumber bunyi tersebut!

Penyelesaian
Diketahui
P = 10 W
R = 10 m
Ditanyakan
TI= ...?

Jawab:
Karena sumber bunyi memancar ke segala arah, pancarannya berupa bola. sehinggal, luas permukaan bola adalah

A = 4πR²
A = 4.π.(10)²
A = 400π m ²
³³
maka 


49. Sebuah cahaya merah datang tegak lurus pada kisi yang mempunyai 4000 garis setiap cm. bila spektrum orde ke 3 membentuk sudut 400 terhadap garis normal kisi. Tentukan panjang gelombang cahaya merah tersebut.

Penyelesaian
Diketahui :
d = 1/N = 1/4000 cm = 2,5 . 10ˉpangkat -6 m
Ditanyakan
λ?

Jawab:
d sin θ= n . λ
λ= d/N . sin θ
= 2,5 . 10 pangkat -6 . sin 40˚/ 3 m
= 0,54 . 10 pangkat -6 m
= 5.400 Å


50. Sebutkan gelombang elektromagnetik berdasarkan frekuensinya dari terkecil hingga terbesar!
Jawab
-Gelombang Radio
-Gelombang TV
-Radar
-Sinar Inframerah
-Sinar tampak
-Sinar UV
-Sinar X -Sinar gamma



PG

1. Seseorang bergerak dengan kecepatan 10 m/s mendekati sumber bunyi yang diam, frekuensi sumber bunyi 680 Hz. Setelah sampai di sumber bunyi orang tersebut menjauhi sumber bunyidengan kecepatan yang sama. Jika kecepatan  bunyi diudara 340 m/s, maka perbandingan keduafrekuensi yang didengar ketika bergerak mendekati sumber dengan saat menjauhi sumberadalah ….

A.  33/34
B.  33/35
C.  34/35
D.  35/33
E.  35/34

Pembahasan

 Jawabannya : D

2. kebalikan dari frekuensi gelombang di kenal sebagai...
a. panjang gelombang
b. amplitudo gelombang
c. lintasan gelombang
d. periode gelombang
e. cepat rambat gelombang

jawaban : (d)

3. Dua pendengar X1dan X2 bergerak terhadap sumber bunyi s yang diam (lihat gambar).
Kecepatan kedua pendengar sama yaitu 50 m/s. Kecepatan bunyi di udara 350 m/s dan frekuensi yang dihasilkan oleh sumber bunyi 1.000 Hz. Perbandingan frekuensi yang didengar X1 terhadap X2 adalah ….
A.  1 : 2
B.  2 : 1
C.  2 : 3
D.  3 : 2
E.  4 : 3

Pembahasan:

Jawabannya : E

4. Sebuah sumber bunyi yang diam didekati oleh pengamat X1 dan dijauhi oleh pengamat X2. Kedua pengamat memiliki kecepatan yang sama yaitu 20 m/s. Sumber bunyi mengeluarkan frekuensi 850 Hz. Jika kecepatan bunyi diudara 340 m/s, perbandingan frekuensi yang didengar X1 dan X2 adalah ….
A.  2 : 1
B.  4 : 3
C.  5 : 4
D.  8 : 7
E.  9 : 8

Pembahasan      

Jawabanya : E

5. Sebuah sumber bunyi bergerak ke arah dua pendengar dengan kecepatan 50 m/s. Kecepatan bunyi di udara 350 m/s dan frekuensi sumber bunyi 360 m/s. Jika satu pendengar diam dan yang lain bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan yang sama dengan sumber bunyi, perbandingan frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar diam dan bergerak adalah ….
A.  1 : 2
B.  2 : 1
C.  3 : 4
D.  4 : 3
E.  7 : 6

Pembahasan:

Menentukan perbandingan frekuensi dua kondisi sumber bunyi berbeda

6. Seorang anak berdiri di pinggir jalan. Dari arah utara datang mobil ambulans dengan kecepatan 288 km/jam dan membunyikan sirene 680 Hz. Jika kecepatan bunyi di udara adalah 340 m/s, maka perbandingan frekuensi bunyi yang didengar anak saat mobil ambulans mendekat dan menjauh adalah ….
A.  13 : 21
B.  15 : 16
C.  16 : 15
D.  18 : 17
E.  21 : 13

Pembahasan:                

Jawabannya : A

7. Gelombang adalah...
a. rambatan getaan dan energi
b. rambatan getaran dan materi
c. rambatan energi dan materi
d. rambatan energi dan medium
e. rambatan materi dan medium

Jawaban: (a)

8. Sebuah pegas panjangnya 40 cm, jika diberi gaya sebesar 200N, pegas bertambah panjang 8 cm. Kemudian pegas dipotong menjadi dua bagian yang sama, dan keduanya diparalelkan. Berapa besarnya usaha yang dibutuhkan supaya pegas tetap bertambah panjang 8 cm, pada saat dipasang paralel?

a. 4 joule                      

b. 8 joule                            

c. 16 joule                           

d. 32 joule          

e. 64 joule

Diket     :               F = 200 N

                                L = 4.10^-1 m

                                ∆x = 8.10^-2 m

Dit          :               W = ?

Jawab   :               k = F/∆x                                                               k=k₁=k₂

                                K = 200 /8.10^-2                                                      K_P = 25.10² + 25.10² = 50.10² N/m

                                k = 25.10² N/m                  

                                                W = ½ . k_p. ∆x²

                                                W = ½ . 50.10². (8.10^-2)²

                                                W = 1600.10^-2 = 16 N

9. yang tersebut di bawah ini tergolong bukan jenis gelombang mekanik adalah..
a. gelombang bunyi
b. gelombang radio
c. gelombang pada tali yang di getarkan
d. gelombang pada batang logam yang di getarkan
e. gelombang pada senar dawai

jawaban (b)

10. Sebuah logam mempunyai modulus Young 4 x 10⁶ N /m, luas penampangnya 20 cm² dan panjang batang adalah 5 meter. Konstanta gaya dari logam tersebut adalah ….

 a. 400 N/m                   

b. 800 N/m                         

c. 1600 N/m                       

d. 3200 N/m      

e. 6400 N/m

Diket     :               E = 4.10⁶ N/m

                               A = 20 cm² = 2.10^-5 m

                               L = 5 m

Dit          :              k = ...?

Jawab   :               k = E.A/L

                                                K = 4.10⁶. 2.10^-5/5

                                                K = 16.10² = 1600 N/m

11. Besarnya tegangan yang dilakukan pada sebuah batang adalah 2 x 10⁶ N/m². Jika panjang batang adalah 4 meter dan modulus elastistasnya 2,5 x 10⁸ N/m², maka pertambahan panjang batang adalah …..

a. 0,8 cm                       

b. 16, cm                             

c. 3,2 cm                              

d. 5,0 cm             

e. 6,4 cm

.       Diket     :                = 2.10⁶ N/m²

                                                                        L = 4 m

                                                E = 2,5.10⁸ N/m²

                Dit          :               ∆L = ?

                Jawab   :               e = /E

                                                e = 2.10⁶/2,5.10⁸

                                                                        e = 2/250 = 0.008

                                                ∆L = e. L

                                                ∆L = 0,008 . 4

                                                ∆L = 0,032 m = 3.2 cm

12. Gelombang longitudinal merambat...
a. hanya dalam medium padat saja
b. hanya dalam medium cair atau gas saja
c. hanya dalam medium padat atau cair saja
d. dalam medium padat, cair, ataupun gas
e. dari segala macam medium di permukaan bumi

Jawaban : (e)

13. Garpu tala X dan Y, bila dibunyikan bersama akan menghasilkan 300 layangan per menit.

Garpu X memiliki frekuensi 300 Hz. Apabila garpu Y di tempeli setetes lilin, akan

menghasilkan 180 layangan per menit dengan garpu X. Frekuensi asli dari garpu Y adalah

........

A . 295 Hz

B . 297 Hz

C . 303 Hz

D . 305 Hz

E . 308 Hz

Penyelesaian :

Rumus pelayangan: | fx - fy | fp , (1)

maka persamaan (1) menjadi : | 300 - fy | = 5 Hz

Kemungkinan I : fy = 295 Hz

Kemungkinan II : fy = 305 Hz

Setelah garpu tala y ditempeli lilin fy' akan lebih kecil dibanding fy karena adanya beban.

Dari data tersebut : fp' < fp

Hal ini berarti nilai fp' turun karena fy' mengecil sehingga kemungkinan yang ada adalah :

fy > fx

Oleh karena itu nilai fy yang mungkin adalah :

fy = 305 Hz (kemungkinan II)

Catatan :

Bila kita ambil fx > fy, maka setelah ditempeli lilin fp' akan membesar (fp' > fp).

Jawabannya : D

14. Sebuah susunan lensa akhromatik untuk warna merah dan ungu terdiri atas sebuah lensa

plankonveks kaca krona dan sebuah lensa krona kaca flinta yang direkatkan satu

permukaan lengkungannya. Untuk kaca krona nr = 1,51 dan nv = 1,53 sedangkan indeks

bias untuk kaca flinta n r= 1,60 dan n v= 1,64. Jika jari-jari permukaan lengkungan lensa

krona 3 cm maka jarak fokus (titik api) susunan ini ........

A . 14 cm

B . 57 cm

C . 23 cm

D . 4,3 cm

E . 29 cm

Penyelesaian : 

15. Lensa akhromatik adalah gabungan lensa yang tersusun oleh lensa-lensa dengan

karakteristik dispersi yang berbeda, sedemikian rupa sehingga lensa gabungan yang

didapat mempunyai jarak fokus yang sama untuk semua panjang gelombang, sehingga

dapat menghilangkan aberasi kromatik

 jawabannya : A

16. Dua pegas identik dengan konstanta gaya 400 N/m. Kedua pegas tersebut diparalelkan. Tentukan besar gaya yang dibutuhkan untuk menarik pegas sehingga bertambah panjang 5 cm!

a. 20 N                           

b. 40 N                 

c. 80N                                   

d. 120 N               

e. 160 N

Diket     :               k₁=k₂=400 N/m (pararel)

                                ∆x = 5cm = 5.10^-2 m

Dit          :               F= ?

Jawab   :  b             k=k₁+k₂

                                k=400+400

                                k = 800 N/m

                                F = k. ∆x

                                F = 800. 5.10^-2

                                                F = 40 N

17. Di dalam sebuah lift tergantung sebuah pegas yang konstantanya 400 N/m. Ujung bawah pegas digantungi beban  massanya 2 kg. Jika lift  turun dengan percepatan 4 m/s², pegas akan bertambah panjang sejauh …....

a. 1 cm           

b. 2 cm                 

c. 3 cm                 

d. 5 cm                 

e. 7 cm

Diket     :               k = 400 N/m

                                m = 2 kg

                                a = 4 ms^-2

Dit          :               ∆x = ?

Jawab   :               ∆x = F/k                                               ∆x =0,02 m = 2 cm..................... ( B )

                                ∆x = m.a/k

                                ∆x = 2.4/400

                                ∆x = 8/400

                                                      

18. sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 72 km/jam, mendekati stasiun sambil membunyikan peluit yang berfrekuensi 960 Hz. Kecepatan bunyi di dara 340 m/s. Bunyi yang di dengar oleh orang di stasiun berfrekuensi...
a. 1.040 Hz
b. 1.020 Hz
c. 1.000 Hz
d. 980 Hz
e. 940 Hz

Penyelesaian
Diketahui
Vs = 72 m/jam
= 72.000/3600
= 20 m/s
fs = 960 Hz
V = 340 m/s
Vp = 0

Ditanyakan
fp = ?

Jawab
karena sumber mendekati pendengar maka (-)

= 1020 Hz
jawabannya (B)

19. Warna-warna yang tampak pada gelembung sabun menunjukkan gejala :

A . diraksi

B . refraksi

C . interferensi

D . polarisasi

E . reflekal

Penyelesaian :

Interferensi cahaya pada selaput tipis dapat disaksikan pada gelembung sabun atau

lapisan minyak tanah tipis yang mengapung di permukaan air yang seringkali

menampakkan warna-warni yang indah.   

Jawaban C

20. Di antara kelompok warna-warna di bawah ini yang frekuensinya merupakan urutan yang

naik adalah :

A . biru-hijau-kuning-merah

B . hijau-merah-kuning-biru

C . merah-kuning-hijau-biru

D . merah-biru-hijau-kuning

E . kuning-merah biru-hijau

Kunci : C

Penyelesaian :

Urutan warna cahaya yang frekuensinya merupakan urutan yang naik :

merah - jingga - kuning - hijau - biru - nila - ungu.

Jawabannya : c

20.Perambatan cahaya dengan perantaraan gelombang dapat dibuktikan oleh gejala :

A . pemantulan

B . pembiasan

C . interferensi

D . dispersi pada prisma

E . radiasi

Jawabannya : C

                                   

21. Gelombang stasioner ternyata terjadi bila ada 2 gelombang menjalar dalam arah yang

berlawanan asal :

A . mempunyai amplitudo maupun frekuensi sama

B . mempunyai amplitudo maupun frekuensi berbeda

C . mempunyai amplitudo yang sama

D . mempunyai frekuensi yang sama

E . mempunyai fase yang sama

Jawabannya  : A

22.Taraf intensitas bunyi sebuah mesin adalah 60 dB (dengan acuan intensitas ambang

pendengaran 10-12 Wm-2) Jika taraf intensitas di datam ruang pabrik yang menggunakan

sejumlah mesin itu adalah 80 dB, maka jumlah mesin yang digunakanya adalah ........

A . 200

B . 140

C . 100

D . 20

E . 10

Penyelesaian :

Diketahui Taraf intensitas bunyi mesin (TI) = 60 dB

Taraf intensitas bunyi dalam ruang (TI') = 80 dB.        

TI´       = TI + 10 log n

80        = 60 + 10 log n

10 log n = 80-60

10 log n = 20

Log n  = 20/10 = 2

n          = 100

Jawabannya C

23. Gelombang elektromagnetik yang mempunyai frekuensi paling tinggi adalah ….

a. gelombang mikro
b. gelombang radio
c. cahaya tampak
d. sinar inframerah
e. sinar gamma

Jawabannya E

24. Spektrum elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang 10-3 m sampai 10-6m adalah ….

a. gelombang mikro
b. gelombang radio
c. cahaya tampak
d. sinar inframerah
e. sinar gamma

Jawabannya : D

25. Sinar yang dapat membantu penglihatan kita adalah ….

a. gelombang mikro
b. gelombang radio
c. cahaya tampak
d. sinar inframerah
e. sinar gamma

Jawabannya : C

26. Spektrum warna sinar tampak yang memiliki panjang gelombang terpendek adalah ….

a. kuning
b. merah
c. ungu
d. hijau
e. biru
jawabannya : C

27. Matahari merupakan sumber utama dari ….

a. gelombang radio
b. sinar ultraviolet
c. cahaya tampak
d. sinar inframerah
e. sinar gamma

Jawabannya : B matahari adalah sumber sinar ultra violet  

28. Rentang panjang gelombang radio VHF adalah ….

a. 30.000m – 3.000m
b. 3.000m – 300m
c. 300m – 30 m
d. 3m – 0,3m

e. 30m – 3m

jawabannya E

29. Gelombang elektromagnetik yang mempunyai daerah frekuensi 104 sampai 107Hz adalah ….

a. gelombang mikro
b. gelombang radio
c. gelombang tampak
d. sinar inframerah
e. sinar gamma

Jawabannya : A

30. Rentang frekuensi medium wave pada gelombang radio adalah ….

a. 30MHz – 300HHz
b. 300MHz – 3GHz
c. 30kHZ – 300kHz
d. 300kHz – 3MHz
e. 13MHz – 30MHz
 jawabannya : D

frekuensi medium wave adalah 300 kHz – 3 MHz dengan panjang gelombang 300 m, di gunakan untuk medium local dan radio jarak jauh

31.Seberkas sinar monokromatis dengan panjang gelombang 5.000 Å (1Å = 10−10 m) melewati

celah tunggal menghasilkan pola difraksi orde terang pertama seperti pada gambar. Lebar

celahnya sebesar ....

A. 0,001 mm

B. 0,004 mm

C. 0,012 mm

D. 0,017 mm

E. 0,019 mm

Jawabannya : A

𝑑 sin 𝜃 = 𝑚𝜆 ⇒ 𝑑 =𝑚𝜆

sin 𝜃⇒ =1 . 5/5⇒ = 1

32. Sinar ultraviolet membahayakan kehidupan makhluk hidup, karena dapat menyebabkan ....

A. mutasi gen

B. kanker kulit

C. kebakaran hutan

D. pemanasan global

E. mencairnya es di kutub

Jawabannya : B

Bila terpapar sinar ultraviolet dalam jangka waktu yang relatif lama,

dapat menyebabkan kanker kulit.

33. Tabel taraf intensitas setiap satu sumber bunyi.

-Sumber bunyi Taraf Intensitas (TI)

-Suara kicau burung 80 dB

-Sirine mobil ambulan 100 dB

-Guntur (halilintar) 160 dB

Sebuah mesin mobil menghasilkan taraf intensitas bunyi TI = 70 dB(Io=10−12 watt.m−2).

Agar suara mesin menghasilkan taraf intensitas yang setara dengan suara sirine ambulans

maka diperlukan jumlah mesin mobil sebanyak ....

A. 20.00 mesin

B. 30.00 mesin

C. 100.0 mesin

D. 1.000 mesin

E. 3.000 mesin
jawabannya : D

Selisih TI antara sirine dengan mobil adalah 100 – 70 = 30 dB

30 dB berarti setara kenaikan jumlah sumber bunyi sebanyak 103 kali

34. Pernyataan berikut yang bukan termasuk sifat gelombang elektromagnetik adalah ….

a. merupakan gelombang transversal
b. dapat merambat diruang hampa
c. arah perambatannya tegaklurus
d. dapat mengalami pembiasan
e. dapat mengalami polalisasi

Jawabannya : A

35. Bila sinar ultra ungu, sinar inframerah, dan sinar X berturut-turut ditandai dengan U, I, dan

X, maka urutan yang menunjukkan paket (kuantum) energi makin besar ialah :

A . U, I, X

B . U, X, I

C . I, X, U

D . I, U, X

E . X, I, U

Penyelesaian :

Sinar ultra ungu U

Sinar infra merah I

Sinar X

Rumus Planck : E = h . f

E = paket energi

h = konstanta planck

f = frekuensi

Karena fI < fU < fX, maka EI < EU < EX

Jadi : frekuensi dari rendah ke tinggi adalah infra merah, ultra ungu, dan sinar X maka

urutannya I, U, X.
 jawaban : D

36. Suatu berkas sinar sejajar mengenai tegak lurus suatu celah yang lebarnya 0,4 mm. Di

belakang celah diberi lensa positif dengan jarak titik api 40 cm. Garis terang pusat (orde

nol) dengan garis gelap pertama pada layar di bidang titik api lensa berjarak 0,56 nm.

Panjang gelombang sinar adalah :

A . 6,4 x 10 -7m

B . 1,6 x 10 -7m

C . 4,0 x 10 -7m

D . 5,6 x 10 -7m

E . 0,4 x 10 -7m

Penyelesaian :

Diketahui :

d = 0,4 mm = 4.10 -4m (lebar celah)

L = 40 cm = 0,4 m (jarak titik api)

x = 5,6.10 -4m (jarak antara garis terang dan garis gelap pada orde nol = orde pusat)

Ditanyakan : (panjang gelombang)

Jawaban : D

Δx = λL/d

Λ = Δx. d/L

=  5,6.10 -4. 4.10 -4/ 0,4

= 5,6. 10 ˉm

 
37. Cahaya matahari yang melalui prisma akan mengalami interferensi

SEBAB

Indeks bias setiap warna cahaya dalam suatu medium tidak sama

Jawaban : A B C D E

Penyelesaian :

Indeks bias cahaya monokromatik pada prisma bergantung pada panjang gelombang (k),

warna. Hal ini akan menyebabkan terjadinya dispersi. Jadi cahaya yang melalui prisma

tidak mengalami interferensi.

Jawaban : D

38. . Jika cahaya putih dilewatkan pada sebuah kisi difraksi maka akan dihasilkan tiga orde

pertama spektrum pada layar. warna spektrum pusat tersebut adalah ......

A . putih

B . ungu

C . merah

D . merah dan violet

E . hijau

Penyelesaian :

Pada spektrum poset terkumpul semua sinar dengan semua panjang gelombang. Dengan

demikian pada tempat tersebut terdapat warna putih

Jawaban : A

39. Cepat rambat bunyi di dalam gas berbanding lurus dengan suhunya

SEBAB

Tekanan gas dalam ruang tertutup berbanding lurus dengan suhunya.

Jawaban : A B C D E

Penyelesaian :

Cepat rambat bunyi di dalam gas berbanding lurus dengan suhunya (Salah).

Tekanan gas dalam ruang tertutup berbanding lurus dengan suhunya (Benar).

P = CT/V

Jawabannya : D

40. Sebuah kapasitor keping yang ruang antaranya udara dan kapasitansinya Codihubungkan

dengan sumber tegangan V. Apabila ruang antara kedua keping kapasitor diisi dengan

mika, maka besaran yang tidak berubah adalah ........

A . kapasitansinya

B . muatannya

C . kuat medannya

D . energinya

E . tak ada

Penyelesaian :

Dengan adanya dielektrik, kapasitasnya menjadi lebih besar sedangkan potensial

antar-pelat menurun yang rnenyebabkan kuat medan (listriknya juga turun (V = Ed).

Energinya juga ikut turun (W = ½ qv). Sedang.kan rnuatannya selalu tetap tidak ada yang bocor.

 Jawabannya : B

41. Perambatan cahaya dengan perantaraan gelombang dapat dibuktikan oleh gejala :

A . pemantulan

B . pembiasan

C . interferensi

D . dispersi pada prisma

E . radiasi

jawabannya : C

42. Gelombang stasioner ternyata terjadi bila ada 2 gelombang menjalar dalam arah yang

berlawanan asal :

A . mempunyai amplitudo maupun frekuensi sama

B . mempunyai amplitudo maupun frekuensi berbeda

C . mempunyai amplitudo yang sama

D . mempunyai frekuensi yang sama

E . mempunyai fase yang sama

Jawabannya : A

43. Pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam pengobatan memiliki efek menyembuhkan dan dapat

merusak. Jenis gelombang elektromagnetik yang energinya paling besar sehingga dapat merusak jaringan sel

manusia adalah 􀇥

A. inframerah

B. gelombang mikro

C. sinar gamma

D. ultraviolet

E. cahaya tampak

Penyelesaian:

urutan gelombang elektromagnetik adalah: GRUTI Rada TeleR

Gamma 􀈂 Rontgen 􀈂 Ultraviolet 􀈂 cahaya Tampak (mejikuhibiniu dibalik) 􀈂 Infrared 􀈂 Radar 􀈂 Televisi - Radio

Dari kiri ke kanan hanya panjang gelombang yang makin membesar.

Jadi, gelombang elektromagnetik dengan energi tertinggi adalah sinar gamma.

Jawaban: C

44. Diketahui taraf intensitas bunyi sebuah mesin X adalah 45 dB (Io = 10-12 W/m2). Perbandingan taraf intensitas bunyi untuk mesin X dengan mesin X adalah 􀇥

A. 10 : 11

B. 11 : 12

C. 11 : 13

D. 12 : 13

E. 13 : 14

Penyelesaian:

Jika jumlah sumber bunyi naik 10 kali lipat dari sebelumnya, maka nilai TI nya ditambah 10

Jika jumlah sumber bunyi turun 10 kali lipat dari sebelumnya, maka nilai TI-nya dikurangi 10.

Perhatikan sebuah mesin TI = 45 dB

Sehingga,

10 mesin memiliki TI = 45 + 10 = 55 dB

100 mesin memiliki TI = 55 + 10 = 65 dB

Jadi, perbandingan TI 10 mesin dan 100 mesin adalah = 55/65 = 11/13

Jawaban: C

45. kereta api bergerak meninggalkan stasiun dengan kecepatan 72 km/jam jika masinis membunyikan peluit dengan frekuensi 900Hz dan cepat rambat bunyi di udsrs 340 m/s, berapa frekuensi yang didengar petugas stasiun.. Hz

a. 850

b. 960

c. 1085

d. 750

e. 820

Penyelesaian = v/(v+vs)fs

[340/ (340+ 20)] 900

= 850 Hz

Jawabannya : A

46. Yang tidak termasuk gelombang

elektromagnetik adalah ….

A.Sinar-X

B.Sinar gamma

C.Sinar alfa

D.Sinar inframerah

E.Sinar ultraviolet

Jawabannya : C       

47. contoh- contoh di bawah ni dalah sumber bunyi, kecuali…..

a. senar yang di getarkan

b. gong yang di pukl

c. peluit yang di tiup

d. udara dalam kotak gitar yang bergetar

e. besi terpukul martil

jawabannya : D

48. percobaan Quincke untuk menunjukkan peristiwa..

a. interferensi bunyi

b. pemantulan bunyi

c. refraksi bunyi

d. polarisasi bunyi

e. difraksi bunyi

jawabannya : A

49. Gelombang bunyi adalah…

a. gelombang transversal

b. gelombang longitudinal

c, gelombang elektrmagnetik

d. gelmbang yant dapat merambat dalam vakum

e. gelombang yang dapat di polarisasikan

jawabannya : B

50. nada adalah…

a. sumber bunyi dengan frekuensi teratur

b. sumber bunyi dengan frekuensi medium

c. sumber bunyi dengan frekuensi tinggi

d. sumber bunyi dengan frekuensi rata-rata

e. sumber bunyi dengan frekuensi rendah

jawabannya : A                                                                                   

Berikut ini Pembahasan soal gelombang ini untuk SMA kelas 12 pada materi gelombang meliputi sub-materi  berikut :

Pengertian Gelombang

Konsep gelombang banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Gelombang bunyi, gelombang cahaya, gelombang radio, dan gelombang air merupakan beberapa contoh bentuk gelombang. Ketika kita melihat fenomena gelombang laut, ternyata, air gelombang tidak bergerak maju, melainkan melingkar. Sehingga air hanya bergerak naik-turun begitu gelombang melintas. Tepi pantai menahan dasar gelombang, sehingga puncak gelombang bergerak lebih cepat untuk memecah di tepi pantai. Dengan demikian, terjadinya gerak gelombang laut dapat dirumuskan sebagai berikut. Pertama, air mencapai dasar lingkaran pada lembah gelombang. Kemudian, air mencapai bagian atas lingkaran pada puncak gelombang. Lalu, puncak gelombang memecah di tepi pantai. Gelombang air bergerak dengan kecepatan yang bisa diketahui. Tetapi, setiap partikel pada air itu sendiri, hanya berosilasi terhadap titik setimbang.

Gelombang bergerak melintasi jarak yang jauh, tetapi medium (cair, padat, atau gas) hanya bisa bergerak terbatas. Dengan demikian, walaupun gelombang bukan merupakan materi, pola gelombang dapat merambat pada materi. Sebuah gelombang terdiri dari osilasi yang bergerak tanpa membawa materi bersamanya. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lain. Pada kasus gelombang laut, energi diberikan ke gelombang air, misalnya oleh angin di laut lepas. Kemudian energi dibawa oleh gelombang ke pantai.

Gelombang periodik merupakan gerak gelombang secara teratur dan berulang-ulang yang mempunyai sumber berupa gangguan yang kontinu dan berosilasi, berupa getaran atau osilasi. Gelombang air bisa dihasilkan oleh benda penggetar apapun yang diletakkan di permukaan, seperti tangan, atau air itu sendiri dibuat bergetar ketika angin bertiup melintasinya, dan bisa juga karena sebuah batu yang dilempar ke dalamnya.

Jenis-Jenis Gelombang

Di alam ini banyak sekali terjadi gelombang. Contohnya ada gelombang air, gelombang tali, cahaya, bunyi, dan gelombang radio. Apakah semua gelombang itu sama? Ternyata semua gelombang itu dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis sesuai sifat kemiripannya contohnya dapat dibagi dengan dasar berikut.

Gelombang Berdasarkan Arah Rambat Dan Arah Getar

Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, gelombang dapat dibagi menjadi dua.

1. Pertama, gelombang transversal yaitu gelombang yang arah rambat tegak lurus pada arah getarnya. Contohnya gelombang air, tali dan cahaya.
2. Kedua, gelombang longitudinal yaitu gelombang yang arah rambat dan arah getarnya sejajar. Contohnya gelombang pegas dan bunyi.

Gelombang Berdasarkan Media Perambatannya

Berdasarkan mediumnya, gelombang juga dapat dibagi menjadi dua.

1. Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang membutuhkan media dalam merambat. Contohnya gelombang tali dan bunyi. Apa yang terjadi jika ada dua orang astronot yang bercakap-cakap diruang hampa? Jawabnya tentu tidak bisa secara langsung dari percakapan antar bunyi dari mulutnya.
2. Gelombang Elektromagnetik, yaitu gelombang yang tidak membutuhkan media dalam merambat. Gelombang ini dinamakan gelombang elektromagnetik. Contohnya cahaya, gelombang radio dan sinar-X.

Gelombang Berdasarkan Amplitudonya

Berdasarkan amplitudonya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis juga.

1. Gelombang Berjalan, yaitu gelombang yang amplitudonya tetap. berjalan.
2. Gelombang Stasioner, yaitu gelombang yang amplitudonya berubah sesuai posisinya.

Besaran-Besaran Pada Gelombang

Gelombang sebagai rambatan energi getaran memiliki besaran-besaran yang sama dan ada beberapa tambahan. Diantaranya adalah frekuensi dan periode.

Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang yang terjadi tiap detik. Sedangkan periode gelombang adalah waktu yang dibutuhkan untuk satu gelombang.

f = N/t                f = 1/t

Keterangan :

f = frekuensi (Hz)
N = banyaknya gelombang
t = waktu (s)

Untuk gelombang transversal satu gelombang sama dengan dari puncak ke puncak terdekat atau dari lembah ke lembah terdekat. Sedangkan untuk gelombang longitudinal satu gelombang sama dengan dari regangan ke regangan terdekat atau dari rapatan ke rapatan terdekat.

Berikutnya adalah besaran cepat rambat (v). Gelombang merupakan bentuk rambatan berarti memiliki kecepatan rambat. Sesuai dengan pengertian dasarnya maka cepat rambat ini dapat dirumuskan seperti berikut.

v = s/t

Untuk satu gelombang dapat di tentukan besaran berikutnya yang perlu diketahui adalah panjang gelombang dan cepat rambat gelombang. Panjang gelombang yang disimbulkan λ merupakan panjang satu gelombang atau jarak yang ditempuh untuk satu kali gelombang.

v = λ/t

• Pengertian Gelombang
  Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan media untuk merambat. Gelombang yang terjadi pada slinky atau tali merupakan contoh gelombang mekanik. Gejala gelombang pada slinky atau tali tersebut terjadi karena getaran yang merambat pada slinky atau tali.
  

  Jenis – Jenis Gelombang Mekanik

  Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, gelombang dibedakan atas gelombang transversal dan longitudinal.
  Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Contoh gelombang jenis ini adalah gelombang pada tali.
  Sedangkan gelombang longitudinal adalah gelombang yang memiliki arah rambat sejajar dengan arah getarnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinky.

  Karakteristik Gelombang

  Sebelum kita membahas lebih lanjut tentang konsep gelombang mekanik, akan lebih baik bila kita mengetahui karakteristik-karakteristik yang berhubungan dengan gelombang sebagai berikut.

  1. Panjang Gelombang

  Untuk memahami pengertian panjang gelombang, perhatikan gambar berikut.
  

  Gambar Panjang Gelombang

  abc, efg adalah bukit gelombang cde, ghi adalah lembah gelombang titik b, f adalah puncak gelombang titik d, h adalah dasar gelombang abcde, bcdef, cdefg, dan seterusnya adalah satu gelombang. Panjang a–e, b–f, c–g, d–h, dan seterusnya adalah panjang satu gelombang atau sering disebut panjang gelombang (λ = dibaca lamda). Pada gambar di atas maka λ  = l .
  Untuk gelombang longitudinal, panjang satu gelombang adalah panjang satu rapatan dan satu regangan atau jarak antardua rapatan yang berurutan atau jarak antara dua regangan yang berurutan seperti pada gambar gelombang longitudinal pada slinky berikut.
  

  2. Periode Gelombang

  Periode gelombang (T), yaitu waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang. Pada gambar panjang gelombang diatas yang dimaksud T adalah waktu yang diperlukan gelombang untuk membentuk satu gelombang dari titik a – e (l).

  3. Frekuensi Gelombang

  Frekuensi gelombang (f), yaitu jumlah gelombang tiap sekon. Yaitu berapa banyak satu siklus gelombang penuh (dari titik a-f) yang terbentuk dalam 1 detik.

  4. Cepat Rambat Gelombang

  Cepat rambat gelombang (v), yaitu jarak yang ditempuh gelombang tiap sekon. Secara matematis, cepat rambat gelombang dirumuskan:
  
  Jika s = λ maka persamaan cepat rambat gelombang diatas menjadi:
   atau dapat juga dituliskan sebagai berikut :
  
  v = λ . f
  Keterangan:
  s : jarak yang ditempuh dalam t sekon
  t : periode (t = T)
  Berdasarkan pembahasan di atas kita dapat mengetahui tentang gelombang secara umum dan istilah yang berkaitan dengan gelombang serta pengertian gelombang mekanik.

Soal Gelombang (Gelombang Mekanik)

Gelombang merambat pada tali seperti gambar berikut. Berdasarkan gambar tersebut tentukan:

1. panjang gelombang,
2. periode,
3. cepat rambat gelombang.

Pembahasan Soal Gelombang (Gelombang Mekanik)

Diketahui:

n =
t = 0,6 sekon

Ditanyakan:

1. λ = . . . ?
2. T = . . . ?
3. v = . . . ?

Jawab:

1. Dari gambar terlihat bahwa dari titik A ke B terbentuk gelombang sehingga λ = 30λ = . 30 = 20 cm
2. T =   = 0,4 sekon
3. v =   = 50 cm/s

Soal Gelombang (Persamaan Gelombang Transversal)

Fungsi gelombang pada suatu medium dinyatakan sebagai: y = 0,1 sin (5t – 2x), dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Tentukanlah frekuensi dan panjang gelombang tersebut!

Pembahasan Soal Gelombang (Persamaan Gelombang Transversal)

Diketahui:

gelombang berjalan, y = 0,1 sin (5t – 2x)

Ditanyakan:

f = . . .?
λ = . . .?

Jawab:

Dengan menggunakan persamaan y_p = A sin (ωt – kx) dapat kita ketahui bahwa: A = 0,1 m dan
ω = 2πf = 5 dan k = 2 sehingga :

f = Hz

λ = = π m

Soal Gelombang (Cepat Rambat Gelombang Transversal)

Suatu tali dihubungkan melalui katrol dan ujungnya diberi beban 0,2 kg kemudian digetarkan. Jika panjang tali 3 m dari massa tali 60 gram, tentukan laju gelombang pada tali! (g = 10 m/s²)

Pembahasan Soal Gelombang (Cepat Rambat Gelombang Transversal)

Diketahui:

m_b = 0,2 kg
l = 3 m
m_t = 60 gram
g = 10 m/s

Ditanyakan: v = . . .?
Jawab:

F = mg = 0,2 . 10 = 2 N

μ = = = 0,02 kg/m

v = = = 10 m/s

Soal Gelombang (Gelombang Stasioner)

Dua buah gelombang transversal masing-masing memiliki persamaan y₁ = 0,2 sin 4 π dan y₂ = 0,2 sin 4 π ,  x dan y dalam meter serta t dalam sekon, merambat berlawanan arah satu sama lain pada seutas tali dengan ujung bebas. Tentukanlah jarak antara perut kedua dan simpul ketiga!

Pembahasan Soal Gelombang (Gelombang Stasioner)

Diketahui:

y₁ = 0,2 sin 4 π

y₂ = 0,2 sin 4 π , ujung bebas

Ditanyakan: jarak perut kedua dan simpul ketiga = . . . ?
Jawab:
Dengan menggunakan persamaan y_s = 2A cos kx sin ωt kita dapatkan persamaan gelombang stasionernya adalah:

y = 0,4 cos π x sin 4 πt

k = 2 = π , sehingga λ = 0,5 m

Kedudukan perut kedua kita tentukan dengan persamaan x = (n-1)

x = (2-1)  = 0,25 m

Kedudukan simpul ketiga kita tentukan dengan persamaan x = (2n-1)

x = (2 . 3–1)  = . 0,5 m = 1,25 m

Jadi, jarak antara perut kedua dan simpul ketiga adalah 1 meter.