Ikuti Try Out Online UTBK Pada 27 - 29 Maret 2020

Sebelumnya kita sudah pernah bahas bahwa gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal yang merambat searah dengan arah getaran. Gelombang bunyi merambat dengan cara merapatkan dan merenggangkan udara atau medium disekitarnya.

Gelombang bunyi adalah fenomena yang bisa kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Dalam menghadapi fenomena ini, kita bisa menganalisis dengan menggunakan ilmu fisika untuk menjawab petanyaan-pertanyaan yang muncul di benak.

Untuk itu, yuk kita asah pemahaman konsep dengan latihan soal gelombang bunyi di bawah ini.

  1. Dua pipa organa terbuka, pipa A dan pipa B ditiup secara bersamaan. Ternyata suara nada dasar pipa organa A sama dengan suara nada atas kedua pipa organa B. Maka, pernyataan berikut yang benar adalah…

    a. Panjang pipa organa A sama panjang dengan pipa organa B
    b. Panjang pipa organa A setengah kali panjang pipa organa B
    c. Panjang pipa organa B setengah kali panjang pipa organa A
    d. Panjang pipa organa B 2 kali panjang pipa organa A
    e. Panjang pipa organa B 3 kali panjang pipa organa A

Pembahasan:

  • Frekuensi nada dasar pipa organa terbuka, ditentukan dengan rumus:
    f_0 = \frac{v}{2l}
  • Frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka ditentukan dengan rumus:
    f_2 = \frac{3v}{2l}
  • Agar nada dasar pipa A sama tinggi dengan nada dasar pipa B, maka:
    \begin{aligned} f_{0A} &= f_{2B} \\ \frac{v}{2l_{A}} &= \frac{3v}{2l_{B}} \\ l_B &= 3 l_{A} \end{aligned}
  • Jadi, agar Agar nada dasar pipa A sama tinggi dengan nada dasar pipa B, panjang pipa B (l_B), harus 3 kali panjang pipa A (l_A).

    Jawabannya E

2. Pada suatu batang baja sepanjang 1\space\text{m} merambat gelombang bunyi. Gelombang tersebut membutuhkan waktu 0{,}0002\space\text{s} s untuk mencapai ujung batang dari ujung lainnya. Jika modulus elastisitas dari batang baja tersebut sebesar  20 \times 10^{10}\space\text{Pa}, berapakah massa jenis baja tersebut?

a. 8.000\space\text{kg/m}^3
b. 8.500\space\text{kg/m}^3
c. 7.000\space\text{kg/m}^3
d. 9.000\space\text{kg/m}^3
e. 10.000\space\text{kg/m}^3

Pembahasan

Cepat rambat bunyi pada padatan adalah v=\sqrt{\frac{E}{\rho}}

\begin{aligned} v& = \frac{s}{t}\\ &= \frac{1}{0{,}0002} \\ v &= 5000\space\text{m/s}\\\end{aligned}

\begin{aligned}v&= \sqrt{\frac{E}{\rho}} \\ 5000&=\sqrt{\frac{20 \times 10^{10}}{\rho} \\ 5000^2 &= \frac{20\times10^{10}}{\rho} \\ \rho &= \frac{20\times10^{10}}{5000^2} \\ \rho &= \frac{20\times10^{10}}{25 \times 10^6} \\ \rho &= 0{,}8 \times 10^4 \\ \rho &= 8000\space\text{kg/m}^3 \\ \end{aligned}

​Jadi massa jenis baja tersebut adalah 8.000\space\text{kg/m}^3 (A)

Berani Pahami Lebih Lanjut?  Bahaya Polusi Udara buat Kesehatan

3. Suatu gelombang bunyi merambat dari salah satu ujung pada batang baja dengan panjang 50\space\text{cm}. Jika batang baja tersebut memiliki modulus elastisitas sebesar 20 \times 10^{10}\space\text{Pa} dan massa jenis 8000\space\text{kg/m}^3, berapakah waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk melintasi batang besi tersebut?

a. 1,0 s
b. 0,1 s
c. 0,01 s
d. 0,001 s
e. 0,0001 s

Pembahasan

Cepat rambat bunyi pada padatan adalah v = \sqrt{\frac{E}{\rho}}

\begin{aligned}v &= \frac{s}{t} \\ \frac{s}{t} &= \sqrt{\frac{E}{\rho}} \\ \frac{0,5}{t} &= \sqrt{\frac{20 \times 10^{10}}{8000}}\\ \frac{1}{t} &= 2 \times\sqrt{0,0025 \times 10^{10}} \\ \frac{1}{t} &= 2 \times\sqrt{25 \times 10^{6}} \\ \frac{1}{t} &= 2\times 5\times 10^{3} \\ t &= \frac{1}{10.000} \\ &= 0{,}0001\space\text{s} \end{aligned}

Jadi waktu yang dibutuhkan adalah 0,0001 s (E)


4. Mobil ambulan sedang bergerak ke arah kanan dengan kecepatan 72 \space\text{km/jam} sambil membunyikan sirinenya yang berfrekuensi 1000 \space\text{Hz}. Pada saat yang sama seorang pengendara motor bergerak ke arah kiri menjauhi ambulan tersebut di jalur berbeda. Berapakah kecepatan pengendara motor tersebut jika ia mendengar sirine tersebut berfrekuensi 900 \space\text{Hz} dan cepat rambat bunyi sebesar 340\space\text{m/s}?

A. 57{,}6 \space\text{km/jam}
B. 56{,}7 \space\text{km/jam}
C. 58{,}6 \space\text{km/jam}
D. 60{,}0 \space\text{km/jam}
E. 61{,}0 \space\text{km/jam}

Kecepatan ambulans:
v_a = 72 \space\text{km/jam} = 20 \space\text{m/s}
Kecepatan motor
v_m = ?
Keduanya saling menjauhi:
v_a = 20 \space\text{m/s} & v_m bernilai negatif

\begin{aligned} f &= \frac{v-v_m}{v+v_a} \cdot f_s \\ \ v-v_m &= (v + v_a) \cdot \frac{f}{f_s} \\ \ 340 - v_m &= (340 + 20) \cdot \frac{900}{1000} \\ \ 340 - v_m &= 360 \cdot 0{,}9 \\ \ v_m &= 340 - 324 \\ \ v_m &= 16 \space\text{m/s} \\ \ v_m &= 57{,}6 \space\text{km/jam} \end{aligned}

Jadi kecepatan pengendara motor tersebut adalah 57,6 km/jam.

Jawabannya A.


Kamu bisa coba latihan soal gelombang bunyi lebih banyak lagi di aplikasi Pahamify sambil belajar melalui video pembelajaran seru yang akan kasih kamu pengalaman baru dalam memahami konsep pelajaran.

Kamu juga bisa persiapkan diri dalam menghadapi UTBK dengan mengikuti Tryout Online UTBK Pahamify yang rutin diselenggarakana tiap bulannya hingga mendekati UTBK di bulan April 2020 nanti. Yuk daftarkan dirimu segera dan jangan lupa download serta berlangganan aplikasi belajar Pahamify sekarang juga!

Komentar

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Tonton video belajar yang asyik, latihan soal, dan dapatkan motivasi dan tips belajar langsung dari smartphone kamu dengan aplikasi belajar online Pahamify.

© 2020 Pahamify. All rights reserved.

Home

Pembelian

Blog