Contoh Soal

Pembahasan:

Jawab:

Bunyi yang dipantulkan oleh radar mengalami perjalanan pergi dan pulang dengan waktu tempuh yang sama. Sehingga waktu yang ditempuh bunyi selama merambat dari radar kembali ke penerima adalah dua kali waktu bunyi merambat dalam sekali perjalanan pergi saja atau pulang saja.

Jadi, pernyataan yang benar adalah dua kali waktu bunyi merambat dalam sekali perjalanan.

Pembahasan:

Jawab:

Peralatan yang digunakan untuk melihat gelombang bunyi disebut dengan osiloskop. Alat ini dilengkapi dengan microphone untuk mendapatkan input bunyi atau suara. Seperti halnya jika ingin mengamati gelombang garputala maka getarkan garpu tala di depan microphone dan bentuk gelombang bunyi garputala akan tampil pada layar osiloskop.

Jadi, bunyi dapat dilihat dengan bantuan alat yang disebut osiloskop.

Pembahasan:

Jawab:

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena terkena pengaruh dari benda lain yang bergetar dan frekuensi kedua benda akan sama. Karena itu, tidak semua benda yang bergetar karena benda lain disebut resonansi.

Ada beberapa syarat agar suatu getaran dapat disebut beresonansi, yaitu:

(1) Adanya sumber bunyi, artinya benda yang bergerak akan menghasilkan getaran dan bunyi.

(2) Adanya medium perambatan. Karena gelombang bunyi adalah gelombang yang membutuhkan medium perambatan, baik pada zat cair, padat maupun gas.

(3) Adanya benda penerima. Saat benda sumber bergerak akan menghasilkan getaran dan bunyi yang merambat sampai ke benda penerima.

(4) Frekuensi sumber bunyi sama dengan frekuensi benda penerima.

Peristiwa resonansi dapat membawa sejumlah manfaat dan juga kerugian. Beberapa kerugian akibat peristiwa resonansi:

(1) Getaran yang kuat akibat gempa bumi dan ledakan bom dapat menghancurkan rumah-rumah dan gedung-gedung.

(2) Getaran yang ditimbulkan kereta api lama-kelamaan akan membuat jendela pecah.

(3) Mesin pesawat supersonik dan alat pelantang bunyi dapat memecahkan jendela bahkan gendang telinga.

Jadi, salah satu kerugian akibat proses resonansi adalah mampu memecahkan gendang telinga.

Pembahasan:

Jawab:

Gelombang bunyi dapat mengalami pemantulan karena mengenai dinding atau permukaan yang keras pada proses perambatan. Pemantulan bunyi tersebut dapat menghasilkan gaung yang akan mengganggu bunyi asli.

Apabila bunyi mengenai permukaan yang lunak dan berpori, gelombang bunyi akan terserap dan menjadi bias atau samar. Untuk itu bioskop dan studio musik yang membutuhkan suara yang jelas, akan menggunakan lapisan wol atau karpet pada lantai dan dindingnya.

Jadi, bioskop dan studio musik menggunakan lapisan wol kapas atau karpet pada lantai dan dinding bertujuan untuk menghindari pemantulan gelombang bunyi.

Pembahasan:

Diketahui:

Frekuensi nada dasar $f_0$ = 400 Hz

Ditanya:

Frekuensi nada atas kedua $f_2=?$

Jawab:

Pipa organa terbuka adalah sebatang pipa yang kedua ujungnya terbuka. Pipa organa terbuka dapat menghasilkan nada dengan frekuensi tertentu apabila pipa ditiup dan bergantung dengan panjang pipa dan cepat rambat bunyi di udara. 

Untuk mencari frekuensi nada yang dihasilkan oleh pipa organa terbuka, kita dapat menggunakan persamaan $f_n=\left(\frac{n+1}{2l}\right)v$.

Karena pada soal hanya diberikan informasi frekuensi nada dasar pipa saja, maka kita bisa gunakan perbandingan frekuensi nada dasar dan frekuensi nada atas kedua.

$\frac{f_0}{f_2}=\frac{\left(\frac{n+1}{2l}\right)v}{\left(\frac{n+1}{2l}\right)v}$

$\frac{400}{f_2}=\frac{\left(\frac{\left(0\right)+1}{2l}\right)v}{\left(\frac{\left(2\right)+1}{2l}\right)v}$

$\frac{400}{f_2}=\frac{\left(\frac{1}{2l}\right)v}{\left(\frac{3}{2l}\right)v}$

$\frac{400}{f_2}=\frac{\frac{v}{2l}}{\frac{3v}{2l}}$

$\frac{400}{f_2}=\left(\frac{v}{2l}\right)\left(\frac{2l}{3v}\right)$

$\frac{400}{f_2}=\frac{1}{3}$

$f_2=\left(400\right)\left(3\right)=1.200$ Hz

Jadi, frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka adalah 1.200 Hz.

Pembahasan:

Diketahui:

Frekuensi nada dasar $f_0$ = 200 Hz

Ditanya:

Frekuensi nada atas ketiga $f_3=?$

Jawab:

Dawai adalah tali, senar atau benang yang dapat menghasilkan nada pada frekuensi tertentu bergantung dengan panjang dawai, rapat massa dawai, dan tegangan yang diberikan. Dawai sangat berguna terutama dalam bidang musik sebagai alat-alat musik beberapa di antaranya adalah gitar, biola, kentrung dan harpa.

Untuk mencari frekuensi nada yang dihasilkan oleh dawai, kita dapat menggunakan persamaan $f_n=\left(\frac{n+1}{2l}\right)v$.

Karena pada soal hanya diberikan informasi frekuensi nada dasar dawai saja, maka kita bisa gunakan perbandingan frekuensi nada dasar dan frekuensi nada atas ketiga.

$\frac{f_0}{f_3}=\frac{\left(\frac{n+1}{2l}\right)v}{\left(\frac{n+1}{2l}\right)v}$

$\frac{200}{f_3}=\frac{\left(\frac{\left(0\right)+1}{2l}\right)v}{\left(\frac{\left(3\right)+1}{2l}\right)v}$

$\frac{200}{f_3}=\frac{\left(\frac{1}{2l}\right)v}{\left(\frac{4}{2l}\right)v}$

$\frac{200}{f_3}=\frac{\frac{v}{2l}}{\frac{4v}{2l}}$

$\frac{200}{f_3}=\left(\frac{v}{2l}\right)\left(\frac{2l}{4v}\right)$

$\frac{200}{f_3}=\frac{1}{4}$

$f_3=\left(200\right)\left(4\right)=800$ Hz

Jadi, besar frekuensi nada atas ketiga dawai adalah 800 Hz.

Pembahasan:

Diketahui:

Waktu getaran hingga diterima kembali $t$ = 12 s

Cepat rambat bunyi di air $v$ = 1.200 m/s

Ditanya:

Kedalaman laut $s=?$

Jawab:

Bunyi adalah gelombang longitudinal yang dalam perambatannya membutuhkan medium. Salah satu pemanfaatan bunyi adalah untuk mengukur kedalaman laut dengan menggunakan persamaan $v=\frac{s}{t}$.

$v=\frac{s}{t}$

$s=vt$

Namun yang perlu diperhatikan adalah waktu yang ditempuh bunyi selama 12 sekon adalah waktu tempuh bolak-balik. Sementara untuk mengukur kedalaman laut, waktu yang digunakan hanyalah untuk satu kali perjalanan pergi atau balik, sehingga waktu yang ditempuh bunyi harus dibagi dua. Persamaan menjadi:

$s=\frac{vt}{2}$

$=\frac{\left(1.200\right)\left(12\right)}{2}$

$=7.200$ m

Jadi, kedalaman laut adalah 7.200 meter.

Pembahasan:

Diketahui:

Frekuensi nada dasar $f_0$ = 400 Hz

Ditanya:

Frekuensi nada atas ketiga $f_3=?$

Jawab:

Pipa organa tertutup adalah sebatang pipa yang salah satu ujungnya terbuka dan satu ujung lainnya tertutup. Pipa organa tertutup dapat menghasilkan nada dengan frekuensi tertentu apabila pipa ditiup dan bergantung dengan panjang pipa dan cepat rambat bunyi di udara.

Untuk mencari frekuensi nada yang dihasilkan oleh pipa organa tertutup, kita dapat menggunakan persamaan $f_n=\left(\frac{2n+1}{4l}\right)v$. Karena pada soal hanya diberikan informasi frekuensi nada dasar pipa saja, maka kita bisa gunakan perbandingan frekuensi nada dasar dan frekuensi nada atas ketiga.

$\frac{f_0}{f_3}=\frac{\left(\frac{2n+1}{4l}\right)v}{\left(\frac{2n+1}{4l}\right)v}$

$\frac{400}{f_3}=\frac{\left(\frac{2\left(0\right)+1}{4l}\right)v}{\left(\frac{2\left(3\right)+1}{4l}\right)v}$

$\frac{400}{f_3}=\frac{\left(\frac{1}{4l}\right)v}{\left(\frac{7}{4l}\right)v}$

$\frac{400}{f_3}=\frac{\frac{v}{4l}}{\frac{7v}{4l}}$

$\frac{400}{f_3}=\left(\frac{v}{4l}\right)\left(\frac{4l}{7v}\right)$

$\frac{400}{f_3}=\frac{1}{7}$

$f_3=\left(400\right)\left(7\right)=2.800$ Hz

Jadi, besar frekuensi nada atas ketiga pipa organa tertutup adalah 2.800 Hz.

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang pipa organa tertutup $l_{OT}$ = 50 cm = 0,5 m

Frekuensi nada atas pertama pipa organa tertutup sama dengan frekuensi nada atas ketiga pipa organa terbuka $f_{1OT}\ =f_{3OB}\$ Hz

Ditanya:

Panjang pipa organa terbuka $l_{OB}=?$

Jawab:

Pipa organa terbuka adalah sebatang pipa yang kedua ujungnya terbuka. Pipa organa terbuka dapat menghasilkan nada dengan frekuensi tertentu apabila pipa ditiup dan bergantung dengan panjang pipa dan cepat rambat bunyi di udara. Pipa organa tertutup adalah sebatang pipa yang salah satu ujungnya terbuka dan satu ujung lainnya tertutup. Pipa organa tertutup dapat menghasilkan nada dengan frekuensi tertentu apabila pipa ditiup dan bergantung dengan panjang pipa dan cepat rambat bunyi di udara.

Untuk mencari frekuensi nada yang dihasilkan oleh pipa organa terbuka, kita dapat menggunakan persamaan $f_n=\left(\frac{n+1}{2l}\right)v$. Sementara untuk mencari frekuensi nada yang dihasilkan oleh pipa organa tertutup, kita dapat menggunakan persamaan $f_n=\left(\frac{2n+1}{4l}\right)v$.

Dari soal diberitahukan informasi bahwa frekuensi nada atas pertama pipa organa tertutup sama dengan nada atas ketiga pipa terbuka, maka persamaan menjadi:

$f_{1OT}=f_{3OB}$

$\left(\frac{2n+1}{4l_{OT}}\right)v=\left(\frac{n+1}{2l_{OB}}\right)v$

$\left(\frac{2\left(1\right)+1}{4\left(0,5\right)}\right)v=\left(\frac{3+1}{2l_{OB}}\right)v$

$\left(\frac{3}{2}\right)v=\left(\frac{4}{2l_{OB}}\right)v$

$\frac{3}{2}=\frac{2}{l_{OB}}$

$3l_{OB}=\left(2\right)\left(2\right)$

$3l_{OB}=4$

$l_{OB}=\frac{4}{3}=1,3\$ m

Jadi, panjang pipa organa terbuka adalah 1,3 m.

Pembahasan:

Diketahui:

Panjang dawai $l_D$ = 100 cm = 1 m

Panjang pipa organa terbuka $l_{OB}$ = 25 cm = 0,25 m

Cepat rambat bunyi di udara $v_{OB}$ = 375 m/s

Cepat rambat gelombang bunyi dawai $v_D$ = 500 m/s

Ditanya:

Nada yang dihasilkan dawai $n$ = ?

Jawab:

Pipa organa terbuka adalah sebatang pipa yang kedua ujungnya terbuka. Pipa organa terbuka dapat menghasilkan nada dengan frekuensi tertentu apabila pipa ditiup dan bergantung dengan panjang pipa dan cepat rambat bunyi di udara. Dawai adalah tali, senar atau benang yang dapat menghasilkan nada pada frekuensi tertentu bergantung dengan panjang dawai, rapat massa dawai dan tegangan yang diberikan. Dawai sangat berguna terutama dalam bidang musik sebagai alat-alat musik beberapa di antaranya adalah gitar, biola, kentrung dan harpa.

Untuk mencari jumlah nada yang dihasilkan oleh dawai atau pun pipa organa terbuka, kita dapat menggunakan persamaan $f=\left(\frac{n+1}{2l}\right)v$ dengan $n$ menunjukkan nada ke-$n$ yang dapat dihasilkan.

Karena pada soal dikatakan frekuensi nada dasar ($n=0$ ) pipa organa terbuka sama dengan frekuensi nada yang dihasilkan pada dawai, maka persamaan di atas dapat kita tuliskan sebagai berikut.

$f_D=f_{OB}$

$\left(\frac{n+1}{2L_D}\right)v_D=\left(\frac{n+1}{2L_D}\right)v_D$

$\left(\frac{n+1}{2\left(1\right)}\right)\left(500\right)=\left(\frac{0+1}{2\left(0,25\right)}\right)\left(375\right)$

$\left(\frac{n+1}{2}\right)\left(500\right)=\left(\frac{0+1}{0,5}\right)\left(375\right)$

$250n+250=750$

$250n=750-250$

$250n=500$

$n=\frac{500}{250}=2$

Jadi, nada yang dihasilkan dawai adalah nada atas ke-2.