Posted by Soal 1
Pipa organa terbuka yang panjangnya 25 cm menghasilkan frekuensi nada dasar sama dengan frekuensi yang dihasilkan oleh dawai yang panjangnya 150 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s dan cepat rambat gelombang transversal pada dawai 510 m/s maka dawai tersebut menghasilkan ....
A. Nada dasar
B. Nada atas pertama
C. Nada atas kedua
D. Nada atas ketiga
E. Nada atas keempat
Pembahasan :
Pipa organa terbuka
Dik : v = 340 m/s, l = 25 cm = 0,25 m
Frekuensi nada dasar :
| ⇒ fo = | V |
| 2l |
| ⇒ fo = | 340 |
| 0,5 |
Dawai
Dik : V = 510 m/s, l = 150 cm = 1,5 m
Frekuensi pada dawai
| ⇒ fn = | (n + 1)V |
| 2l |
| ⇒ fn = | (n + 1) 510 |
| 3 |
Pada soal dikatakana bahwa frekuensi nada dasar pipa sama dengan frekuensi dawai, maka:
⇒ fn = fo
⇒ 170(n + 1) = 680
⇒ 170 n + 170 = 680
⇒ 170 n = 680 - 170
⇒ 170 n = 510
⇒ n = 3
Jadi, nada yang dihasilkan oleh dawai yakni nada atas ketiga.
Jawaban : D
Soal 2
Gelombang bunyi dari sumber S1 dan S2 menimbulkan simpangan di P sebagai diberikut:
y1 = A cos (k r1 - ωt)
y2 = A cos (k r2 - ωt)
dengan laju bunyi 350 m/s, frekuensi f = 700 Hz, maka ...
(1) Panjang gelombang bunyi 0,5 m
(2) Interferensi konstruktif terjadi bila r1 - r2 = 1,5 m
(3) Interferensi minimum di P terjadi bila r1 - r2 = 1,25 m
(4) Intensitas maksimum di P ≈ 2A2
Pembahasan :
Pernyataan (1) - panjang gelombang
Dik : v = 350 m/s, f = 700 Hz
Panjang gelombang :
| ⇒ λ = | v |
| f |
| ⇒ λ = | 350 |
| 700 |
Pernyataan (2) - interferensi konstruktif
Interferensi konstruktif ialah interferensi yang saling menguatkan. Interferensi terjadi jikalau Δr = nλ ; (n = 0, 1, 2, ...). Jadi, interferensi konstruktif terjadi jikalau r1 - r2 = 0; 0,5 m; 1,0m; 2,0m; dan seterusnya.
Pernyataan (3) - interferensi minimum
Interferensi minimum terjadi jikalau :
| ⇒ Δr = λ | (2n + 1) |
| 2 |
Jadi, interferensi minimum terjadi jika:
⇒ Δr = ½λ; 3/2λ; 5/2λ; 7/2λ; ...
⇒ r1 - r2 = 0,25 m; 0,75 m; 1,25 m; 1,75 m dan seterusnya.
Pernyataan (4) - intensitas maksimum
Intensitas maksimum di P sebanding dengan:
⇒ I ≈ (2A)2
⇒ I ≈ 4A2
Jadi, opsi yang benar yakni 1, 2 dan 3.
Jawaban : A
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Plguat dan Hukum Keppler.
Soal 3
Sebuah seruling yang mempunyai kolom udara terbuka pada kedua ujungnya mempunyai nada atas kedua dengan frekuensi 1700 Hz. Jika kecepatan bunyi di udara yakni 340 m/s, maka panjang seruling mendekati ...
A. 10 cm
B. 15 cm
C. 20 cm
D. 25 cm
E. 30 cm
Pembahasan :
Dik : n = 3 (nada atas ke-2), f3 = 1700 Hz, v = 340
Frekuensi nada atas kedua:
| ⇒ f3 = 3 | v |
| 2L |
| ⇒ 1700 = 3 | 340 |
| 2L |
⇒ 10 L = 3
⇒ L = 0,3 m
⇒ L = 30 cm
Jawaban : E
Soal 4
Frekuensi bunyi dari suatu sumber bunyi oleh seorang pendengar akan terdengar ...
(1) Bertambah jikalau sumber dan pendengar bergerak searah dengan pendengar di depan, dan kelajuan sumber lebih besar daripada kelajuan pendengar.
(2) Bertambah jikalau sumber membisu dan pendengar mendekati sumber
(3) Berkurang jikalau pendengar membisu dan sumber bunyi menjauhi pendengar
(4) Tetap, jikalau sumber bunyi dan pendengar membisu tetapi medium bergerak relatif menuju pendengar
Pembahasan :
Soal di atas bekerjasama dengan rumus pengaruh Doppler
| ⇒ fp = | v ± vp | fs |
| v ∓ vs |
melaluiataubersamaini :
fp = frekuensi pendengar
fs = frekuensi sumber
v = cepat rambat bunyi di udara
vp = kecepatan pendengar
vs = kecepatan sumber
Kecepatan pendengar bernilai positif jikalau mendekati sumber dan bernilai negatif jikalau menjauhi sumber. Kecepatan sumber bernilai positif jikalau menjauhi pendengar dan bernilai negatif jikalau mendekati pendengar.
Pernyataan (1)
Jika kecepatan sumber lebih besar dari kecepatan pendengar, maka sumber akan semakin mendekati pendengar sedangkan pendengar bergerak menjauhi sumber.
Karena sumber bergerak mendekati pendengar, maka kecepatannya berharga negatif. Sementara pendengar menjauhi sumber maka kecepatannya positf. Karena itu sesuai dengan rumus di atas, maka frekuensi yang terdengar akan lebih besar dari frekuensi sumber.
Pernyataan (2)
Jika sumber diam, maka kecepatnnya sama dengan nol. melaluiataubersamaini begitu faktor pembagi (penyebut) pada rumus pengaruh Doppler spesialuntuk cepat rambat bunyi.
Pendengar bergerak mendekati sumber berarti kecepatannya bernilai positif. Karena bernilai positif, faktor pembilang pada rumus akan lebih besar sehingga frekuensi yang terdengar juga lebih besar.
Pernyataan (4)
Karena pernyataan (1) dan (2) benar, maka pernyataan (3) niscaya benar. Kaprikornus kita eksklusif tinjau pernyataan (4). Jika sumber dan pendengar membisu tapi medium bergerak relatif mendekati pendengar, maka frekuensi yang terdengar tetap.
Jadi, opsi yang benar yakni 1, 2, 3, dan 4.
Jawaban : E
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Modern dan Radioaktivitas.
Soal 5
Taraf intensitas bunyi sebuah mesin yakni 60 dB (dengan pola intensitas ambang telinga = 10-12 W m-2). Jika taraf intensitas di dalam ruang pabrik yang memakai sejumlah mesin itu yakni 80 dB, maka jumlah mesin yang digunakannya yakni ...
A. 200
B. 140
C. 100
D. 20
E. 10
Pembahasan :
Dik TI sebuah mesin = 60 dB, Io = 10-12 W m-2
Berdasarkan rumus taraf intensitas:
| ⇒ TI = 10 log | I |
| Io |
| ⇒ 60 = 10 log | I |
| Io |
⇒ 6 = log I - log Io
⇒ 6 = log I - log 10-12
⇒ 6 = log I + 12
⇒ log I = -6
⇒ log I = log 10-6
⇒ I = 10-6 W m-2
Taraf intensitas sejumlah mesin:
| ⇒ TIn = 10 log | In |
| Io |
| ⇒ 80 = 10 log | In |
| Io |
⇒ 8 = log In - log Io
⇒ 8 = log In - log 10-12
⇒ 8 = log In + 12
⇒ log In = -4
⇒ log In = log 10-4
⇒ In = 10-4 W m-2
melaluiataubersamaini demikian, jumlah mesin adalah:
| ⇒ n = | In |
| I |
| ⇒ n = | 10-4 |
| 10-6 |
⇒ n = 100 buah
Jawaban : C
Soal 6
Sebuah kendaraan beroda empat ambulans bergerak dengan kelajuan 30 m/s sambil membunyikan sirine yang menghasilkan frekuensi 900 Hz. Perbedaan frekuensi yang terdengar oleh seseorang yang membisu dipinggir jalan ketika kendaraan beroda empat ambulan mendekati dan menjauhinya jikalau cepat rambat bunyi di udara dikala itu 340 m/s yakni sekitar ...
A. 30 Hz
B. 60 Hz
C. 95 Hz
D. 135 Hz
E. 180 Hz
Pembahasan :
Dik : vs = 30 m/s, fs = 900 Hz, v = 340 m/s, vp = 0.
Ketika kendaraan beroda empat mendekati pendengar:
| ⇒ fp = | v + vp | fs |
| v - vs |
| ⇒ fp = | 340 ± 0 | 900 |
| 340 - 30 |
Ketika kendaraan beroda empat menjauhi pendengar:
| ⇒ fp = | v + vp | fs |
| v + vs |
| ⇒ fp = | 340 + 0 | 900 |
| 340 + 30 |
Perbedaan frekuensi:
⇒ Δfp = 987 - 827
⇒ Δfp = 160 Hz
Opsi jawabanan yang paling mendekati yakni 180 Hz. Jadi, perbedaan frekuensi yang terdengar oleh pendengar tersebut yakni sekitar 180 Hz.
Jawaban : E
Baca juga : Pembahasan SBMPTN Fisika Elastisitas dan Gaya Pegas.
Soal 7
Kedua buah sumber bunyi pada gambar diberikut bergetar secara koheren. Kenyaenteng didengar di P bila r1 = r2.
melaluiataubersamaini menaikkan secara perlahan-lahan r1, bunyi terlemah didengar ketika r1 - r2 yakni 20 cm, 60 cm, dan 100 cm. Jika laju rambat bunyi 340 m/s, maka besar frekuensi sumber bunyi yakni ....
A. 136 Hz
B. 425 Hz
C. 680 Hz
D. 850 Hz
E. 1700 Hz
Pembahasan :
Dik : v = 340 m/s, r1 - r2 = 20 cm; 60 cm; 100 cm.
Saat r1 - r2 = 20 cm bunyi terdengar paling lemah. Artinya, gelombang dari sumber pertama dan sumber kedua hingga di P tidak sama fasa 180o, maka :
⇒ ½λ = 20 cm
⇒ λ = 40 cm
⇒ λ = 0,4 m
Frekuensi sumber bunyi:
| ⇒ f = | v |
| λ |
| ⇒ f = | 340 |
| 0,4 |
Jawaban : D
Soal 8
Frekuensi gelombang yang dihasilkan sebuah sirine naik dari frekuensi rendah 100 Hz ke frekuensi tinggi 10.000 Hz pada amplitudo gelombang yang tetap konstan. Kenaikan intensitas bunyi sirine dari frekuensi rendah ke frekuensi tinggi tersebut menjadi ...
A. 1 kalinya
B. 10 kalinya
C. 20 kalinya
D. 100 kalinya
E. 200 kalinya
Pembahasan :
Intensitas bunyi pada suatu medium
I = 2 π2 f A2 ρ v
melaluiataubersamaini :
I = intensitas bunyi
f = frekuensi
A = amplitudo
ρ = massa jenis medium
v = cepat rambat bunyi di medium
Karena bunyi sirine merambat di udara dengan amplitudo tetap, maka:
A1 = A2, ρ1 = ρ2 = ρ, dan v1 = v2 = v
Kenaikan intensitas:
| ⇒ | I1 | = | 2 π2 f1 A12 ρ1 v1 |
| I2 | 2 π2 f2 A22 ρ2 v2 |
| ⇒ | I1 | = | 2 π2 f1 A2 ρ v |
| I2 | 2 π2 f2 A2 ρ v |
| ⇒ | I1 | = | f1 |
| I2 | f2 |
| ⇒ | I1 | = | 100 |
| I2 | 10.000 |
Jawaban : D
Emoticon