√ Gelombang Suara – Rumus Dan Contoh-Contoh Soal Beserta Jawabannya

Gelombang Bunyi

Gelombang bunyi terdiri dari banyak sekali molekul-molekul udara yang bergetar merambat ke banyak sekali arah. Pada dikala molekul-molekul tersebut berdesakan di beberapa tempat, akan menghasilkan wilayah tekanan tinggi. Gelombang bunyi yakni gelombang longitudinal.

Rumus Gelombang berjalan

Persamaan gelombang:

Keterangan:

• a: Amplitudo (m)


• f: Frekuensi (Hz)


• : panjang gelombang (m)

Percepatan Gelombang Bunyi

Percepatan gelombang yaitu:

1. Panjang Gelombang x Frekuensi 


2. Panjang Gelombang / Periode 

---

Sifat-sifat Gelombang Bunyi

• Dapat Dipantulkan

Berarti, gelombang yang dipantulkan dan menjadi bunyi akan terjadi bila bunyi tersebut mengenai permukaan benda yang keras, ibarat permukaan dinding batu, semen, besi, kayu, dll.

• Dapat Dibiaskan

Terjadinya pembiasan (refiaksi) lantaran adanya pembelokan arah lintasan gelombang setelah melewati bidang batas antara 2 medium yang berbeda, pola air atau benang.

• Dapat Dipadukan

Contohnya, ada dua atau tiga macam bunyi yang menghasilkan suatu adonan bunyi yang lebih indah. Contohnya dalam pertunjukan orkestra, dimana ada beberapa alat music yang dimainkan bersamaan untuk membuat harmoni nada.

• Dapat Dilenturkan (difraksi)

Difraksi merupakan insiden pelunturan gelombang bunyi ketika melewati suatu celah sempit.

Karakteristik Gelombang Bunyi

Cepat rambat bunyi berbeda-beda hal ini tergantung jenis material media rambatnya. Besar cepat rambat bunyi juga sanggup dipengaruhi oleh temperatur, khususnya bila media rambatnya ialah gas. Misalnya, cepat rambat bunyi di udara pada suhu normal sebesar 343 m/s², namun cepat rambat bunyi di udara pada suhu 0⁰C hanya sebesar 331 m/s².

Karena cepat rambat bunyi di banyak sekali media rambatnya berbeda-beda, maka notasi atau persamaan untuk mencari cepat rambat bunyi juga berbeda. Berikut ini notasi rumus cepat rambat bunyi pada ketiga media rambat ;

• 
  

  Padat

  
  

Penjelasan,

E = modulus elastisitas material (N/m²

p = massa jenis material (kg/m³)

• 
  

  Gas

  
  

Penjelasan,

P = takanan gas (N/m²)

 = konstanta Laplace (kg/m³)

• 
  

  Cair

  
  

Penjelasan,

B = modulus Bulk (N/m²)

Selain itu, menurut frekuensinya bunyi juga sanggup dikelompokkan menjadi 3, yaitu ;

• Bunyi Audiosonik = frekuensinya antara 20 Hz sampai 20.000 Hz. Bunyi audiosonik yakni satu-satunya bunyi yang sanggup kita dengar secara baik.


• Bunyi Ultrasonik = frekuensinya diatas 20.000 Hz. Kita tidak sanggup mendengarnya, tapi sebagian hewan sanggup mendengarnya, contohnya ibarat anjing dan kelelawar.


• Bunyi Infrasonik = frekuensinya dibawah 20 Hz. Contohnya ibarat gelombang bunyi yang disebabkan gempa bumi, halilintar, dan gunung berapi.

Sumber-Sumber Bunyi

Sumber-sumber bunyi berasal dari setiap benda yang bergetar. Getaran menghasilkan gelombang. Kita sanggup mengetahui kecepatan gelombang tersebut. Persamaan kecepatan gelombang dinotasikan dengan:

Dimana,

 = Panjang gelombang (m)

 = frekuensi gelombang (Hz)

Selain itu, persamaan kecepatan gelombang senar/dawai dan pipa dinotasikan dengan:

Dimana,

F = Tegangan tali senar/dawai (N)

L = panjang tali senar/dawai (m)

m = massa senar/dawai (kg)

---

Contoh Soal Gelombang

1. Jika sebuah tali digetarkan sehingga membentuk gelombang yang panjang gelombang tali tersebut yaitu 40cm serta bila besaran periode gelombangnya yakni 2 sekon. Maka tentukan bilai cepat rambat gelombang tersebut!

Jawaban:

λ = 40cm = 0,4 meter

t = 2 sekon

v = λ/t = 0,4/2 = 0,2 m/s

2. Jika sebuah gelombang bergetar sebanyak 120 kali selama 1 menit serta panjang gelombannya 2 meter maka berapakah cepat rambat gelombang tersebut?

Jawaban:

n = 120 kali

t = 1 menit = 60 sekon

λ = 2 meter

f = n/t

f = 120/60

f = 2Hz

v = λ x f

v = 2 x 2

v = 4m/s

3. Sebuah gabus terapung pada puncak gelombang air bahari dengan jarak dua bukit gelombang yang terdekatnya yakni 2 meter. Gabus tersebut berada di puncak bukit lagi sehabis 1 detik kemudian. Hitunglah cepat rambat gelombang serta panjang gelombang tersebut!

Jawaban:

λ = 2 meter

f  = 1 Hz

v = λ x f

v = 2 x 1

v = 2 m/s

1 panjang gelombang yaitu jarak dua bukit berdekatan sehingga panjang gelombang yakni 2 meter.

4. 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 = ….?

Jawaban:

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)

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

Penyelesaian:

Diketahui : f = 30 Hz , ½ λ = 50 cm à λ = 100 cm = 1 m

Ditanya : v = ..?

Jawaban:

v = λ.f = 1.30 = 30 m/s

6. Sebuah benda bergerak melingkar dengan periode 0,8 sekon dan jari-jari bulat 0,4m. bila proyeksigerak tersebut menghasilkan gerak harmonic dengan simpangan 0,2 m pada awal gerakan, maka tentukan:

a) Posisi sudut awal

b) Jarak simpangan pada dikala benda telah bergerak selama 1s

Penyelesaian:

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

Ditanyakan:

1. 
   
   
   
   1. Ѳ = ?
   
   
   
   

1. y=?

Jawaban:

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

7. 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

Jawaban:

(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

8. 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 bahu-membahu !

Penyelesaian:

Diketahui    :

I1    =  10-8 Watt/m2

Io    =  10-12 Watt/m2

Ditanya    :  TI10

Jawaban:

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

9. Sebuah tali membentuk gelombang dengan amplitude 20cm dan frekuensi 20 Hz. Di asumsikan bahwa tali elastic tepat dan bagian-bagian tali yang bergetar mempunyai 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

Ditanyakan :

Ep dan Ek pada dikala t = 2s adalah…..?

Jawaban:

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

10. 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:

1. 
   

   panjang gelombang dan cepat rambat gelombang

   
   


2. 
   

   persamaan glombang berdiri

   
   


3. 
   

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

   
   


4. 
   

   amplitude pada jarak 150 cm dari sumber getar.

   
   

Penyelesaian:

Di ketahui :

ℓ = 200 cm

ƒ = 2 Hz

А = 10 cm

n= 8

Ditanyakan:

1. 
   
   
   
   1. λ dan v
   
   
   
   

1. 
   
   
   
   1. y
   
   
   
   

1. 
   
   
   
   1. x = 8x₃ =..
   
   
   
   

1. A

Jawaban:

1. λ = 1/N = 2m/8 = 0,25

v = λƒ = 0,25.2 = 0,5 m

1. y = 2a cos kx sin ωt

   = 2. 0,08 cos x sin ωt

   = 0,16 cos (8πx) sin (4πt)

1. 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

1. x = 2m – 1,5m = 0,5m

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

---

Bunyi

Jika jarak yang ditempuh bunyi s dan waktu yang dibutuhkan t, cepat rambat bunyi v

dapat dirumuskan :

V= s/t

V= cepat rambat bunyi (m/s)

s = Jarak tempuh bunyi (m)

t= waktu yang dibutuhkan (s)

Dimana : V = cepat rambat bunyi (m/s)

T = Periode (s)

λ = Panjang gelombang (m)

f= frekuensi gelombang (Hz)

Contoh Soal Bunyi

1. Pada suatu dikala terlihat kilat dan 20 sekon lalu gres terdengar gunturnya. Jika cepat rambat bunyi di udara yakni 340 m/s. berapa jarak asal bunyi dengan pengamat?

Diketahui :V=340 m/s

t=20 sekon

Ditanyakan :S= …….?

Jawab S  =V . t

= 340 m/s . 20 s

= 6.800 m

S= 6,8 km

Cepat rambat gelombang bunyi dipengaruhi oleh jenis medium perambatannya. Medium udara, air, zat padat dan suhu akan menghasilkan cepat rambat bunyi yang berbeda-beda.

Semakin padat suatu medium makin rapat pula partikel dalam medium dan makin besar lengan berkuasa gaya kohesi diantara partikel medium tersebut. Sehingga suatu cuilan dari medium yang bergetar akan menjadikan cuilan lain ikut bergetar secara cepat.

Demikian pula dengan suhu suatu medium. Makin tinggi suhu suatu medium, makin cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut, sehingga proses perpindahan getaran semakin cepat.

2. 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

Jawaban:

fP    =  (V ± V_P)/(V ±V_s ) .fS

=  (V+ V_P)/(V+ V_S ) . fS

=  (340+0)/(340+30) . 120

=  110,27 Hz

3. 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

4. Periode suatu gelombang yakni 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

5. Dalam dua menit terjadi 960 getaran pada suatu partikel. Tentukan:

a) periode getaran

b) frekuensi getaran

Penyelesaian:

Diketahui:

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

6. Periode suatu getaran yakni 1/2 detik. Tentukan:

a) frekuensi getaran

b) jumlah getaran dalam 5 menit

Penyelesaian

Diketahui:

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

7. Frekuensi suatu getaran yakni 5 Hz. Tentukan:

a) periode getaran

b) banyak getaran yang terjadi dalam 2 menit

Penyelesaian:



Diketahui:

a) T = 1/f

T = 1/5

T = 0,2 sekon

b) n = t x f

n = 120 x 5

n = 600 getaran

8. 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

Jawaban:

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 sanggup ditentukan dengan 2 cara yaitu

v = f λ = 4,2 = 8 cm/s

V= ω/k = 8π/π = 8 cm/s

9. 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 = ..?

Jawaban:

f = 2. 108 Hz = 200 MHz

 

10. 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 = ..?

Jawaban:

v = λ.f = 0,5.40 = 20 m/s

—-à m = 0,05 kg

11. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika frekuensi gelombang yakni 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

12. Duah buah Garputala bergetar secara bahu-membahu 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

13. Cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 6000 Å melewati celah ganda yang berjarak 2mm. bila jarak celah kelayar yakni 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

Jawaban:

dP/L = mλ→P(2)/10³ = 3(5×10¯⁴)→ P =(15×10¯⁴) 10³ /2 = 1,5/2=0,75mm.

14. Sebuah sumber gelombang bunyi dengan daya 12,56 W memancarkan gelombang ke medium sekelilingnya dengan homogen. Intensitas ambang bunyi 10⁻¹² W.m⁻². Besar taraf intensitas gelombang tersebut pada jarak 10 m dari sumber adalah…

A.   1 dB

B.   10 dB

C.   12 dB

D.   100 dB

E.   120 dB

Pembahasan:

Diketahui:

P = 12,56 W

I₀ = 10^-12 W.m^-2

r = 10 m

Ditanyakan: T_I = …?

Jawaban:

A = 4∏r² = 4 . 3,14 . 10² = 12,56 . 10² m²

I = P/A

I = 12,56 W /  12,56 . 10² m²

I = 10^-2 W.m^-2

T_I = 10 log I/I₀

T_I = 10 log 10^-2/10^-12

T_I = 10 log 10¹⁰ = 10. 10 = 100 dB

Jadi, besar taraf intensitas gelombang tersebut pada jarak 10 m dari sumber yakni 100 dB. Kaprikornus Jawabannya yakni D.   100 dB.

15. Sebuah kendaraan beroda empat ambulan membunyikan bunyi sirinenya dengan frekuensi 400 Hz. Jika laju kendaraan beroda empat ambulan itu 20 m/s, dan laju bunyi di udara dikala itu 340 m/s, Maka tentukan frekuensi sirine yang didengar oleh orang dikala itu?

Diketahui:

v = 340 m/s

vp=0

vs=20m/s

fo=400Hz

Ditanyakan: f=…?

Jawaban:

f = (340-0) / (340/20) x 400

f = 425 Hz

Rumus Fisika Lainnya

Fisika banyak diisi dengan persamaan dan rumus fisika yang berafiliasi dengan gerakan sudut, mesin Carnot, cairan, gaya, momen inersia, gerak linier, gerak harmonik sederhana, termodinamika dan kerja dan energi. Klik disini untuk melihat rumus fisika lainnya (akan membuka layar baru, tanpa meninggalkan layar ini).

Bacaan Lainnya

• Bagaimana Albert Einstein mendapat rumus E=mc² ?


• Cara Mengemudi Aman Pada Saat Mudik atau Liburan Panjang


• Jenis Virus Komputer – Cara Gratis Mengatasi Dengan Windows Defender


• Cara Menghentikan Penindasan Bullying


• Cara menjaga keluarga Anda kondusif dari t3r0ris – Ahli anti-teror menerbitkan panduan praktis


• Apakah Anda Memerlukan Asuransi Jiwa? – Cara Memilih Asuransi Jiwa Untuk Pembeli Yang Pintar


• 10 Cara Memotivasi Anak Untuk Belajar Agar Menjadi Pintar


• Daftar Jenis Kanker: Pemahaman Kanker, Mengenal Dasar-Dasar, Contoh Kanker, Bentuk, Klasifikasi, Sel dan Pemahaman Penyakit Kanker Lebih Jelas


• Penyebab Dan Cara Mengatasi Iritasi Atau Lecet Akibat Pembalut Wanita


• Sistem Reproduksi Manusia, Hewan dan Tumbuhan


• Cara Mengenal Karakter Orang Dari 5 Pertanyaan Berikut Ini


• Kepalan Tangan Menandakan Karakter Anda & Kepalan nomer berapa yang Anda miliki?

Apakah Anda mempunyai sesuatu untuk dijual, disewakan, layanan apa saja yang ditawarkan atau lowongan pekerjaan? Pasang iklan & promosikan jualan atau jasa Anda kini juga! 100% GRATIS di: www.TokoPinter.com

3 Langkah super mudah: tulis iklan Anda, beri foto & terbitkan! semuanya di Toko Pinter

Unduh / Download Aplikasi HP Pinter Pandai

Respons “Ooo begitu ya…” akan lebih sering terdengar bila Anda mengunduh aplikasi kita!

Siapa bilang mau pandai harus bayar? Aplikasi Ilmu pengetahuan dan info yang membuat Anda menjadi lebih smart!

• HP Android


• HP iOS (Apple)

Sumber bacaan: Physics, Tutor Vista

                       

Pinter Pandai “Bersama-Sama Berbagi Ilmu”

Quiz | Matematika | IPA | Geografi & Sejarah | Info Unik | Lainnya

Sumber aciknadzirah.blogspot.com