Soal Gelombang Bunyi dan Pembahasan

1. Gelombang bunyi :

    1) Arah getar dan arah rambatannya tegak lurus 

    2) Arah getar dan arah rambatannya searah

    3) Dalam perambatannya tidak memerlukan medium

    4) Dalam perambatannya memerlukan medium

    5) Merupakkan gelombang transversal

    6) Merupakkan gelombang longitudinal

Pernyataan di atas yang benar tentang gelombang bunyi adalah . . .

Pembahasan:

Karakteristik Gelombang Bunyi

• Bunyi merupakan gelombang longitudinal, karena arah rambatan dan arah getarannya sejajar. 
• Hanya merambat melalui medium padat, cari, dan gas. 
  Tidak dapat merambat pada ruang hampa.
• Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh kerapatan medium perambatannya. Bunyi akan lebih cepat merambat pada medium yang memiliki kerapatan tinggi, yaitu medium padat.
• Refleksi/pemantulan; terjadi apabila gelombang bunyi mengenai permukaan benda yang keras.
• Refraksi/pembiasan; terjadi apabila gelombang bunyi melewati dua medium perambatan yang berbeda.
• Difraksi/pelenturan; terjadi apabila gelombang bunyi melewati celah sempit.
• Interferensi; perpaduan dua gelombang bunyi.
• Efek Doppler; perubahan frekuensi dan panjang gelombang yang diterima pengamat karena kecepatan relatif yang antara sumber bunyi dan pengamat.
• Pelayangan gelombang bunyi; pelayangan bunyi terbentuk dari hasil superposisi dari dua gelombang bunyi dengan frekuensi sedikit berbeda.

Jadi, pernyataan yang benar adalah 2, 4, dan 6.

2. Panjang POTUP (pipa organa tertutup) diketahui 22,5 cm, cepat rambat bunyi di udara 340 m/s. Tentukan:

a. Berapakah panjang gelombang nada atas ke-4?

b. Berapa frekuensi nada atas ke-7 dari pipa tersebut?

Pembahasan:

Panjang, L = 22,5 cm

Cepat rambat bunyi, v = 340 m/s

a. λ4 =?

b. f7 =?

Dengan pipa organa tertutup:

λn = 4L/(2n+1)

fn = (2n+1)v/4L

dimana, n = 0, 1, 2, . . .

(0 untuk nada dasar dan 1 untuk nada atas pertama)

a. λ4 =? 

λn = 4L/(2n+1)

λ4 = 4(22,5)/(2.4+1) 

λ4 = 10 cm

λ4 = 0,1 m

b. f7 =?

Cari f4 terlebih dahulu

v = λ.f

f4 = v/λ4

f4 = 340/0,1

f4 = 3400 Hz

Maka f7:

f7/f4 = [(2)(7)+1]/[(2)(4)+1]

f7/3400 = 15/9

f7 = 5666,7 Hz

3. Sebuah pipa organa tertutup memiliki panjang 50 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan frekuensi pipa organa saat

a) terjadi nada dasar

b) terjadi nada atas tiga

Pembahasan:

panjang, L = 50 cm = 0,5 m

cepat rambat bunyi, v = 340 m/s

a. fo =?

b. f3 =?

Frekuensi pada pipa organa tertutup dapat dinyatakan dengan rumus berikut ini :

fn = (2n+1) v/4ℓ

dimana, n = 0, 1, 2, . . .

n = 0 (nada dasar atau resonansi pertama atau harmonik pertama)

n = 1 (nada atas pertama atau resonansi kedua atau harmonik ketiga)

Diketahui soal:

pipa organa tertutup

panjang, ℓ = 50 cm = 0,5 m

cepat rambat bunyi, v = 340 m/s

a) frekuensi pada nada dasar

fo = (2(0)+1) 340/4(0,5)

fo = 170 Hz

b) frekuensi pada nada atas tiga

f3 = [2(3)+1] 340/4(0,5)

f3 = 1190 Hz

4. Frekuensi nada atas ke 7 sebuah POKA adalah 3400 Hz. Cepat rambat bunyi di udara = 340 m/s. Berapakah panjang pipa?

Pembahasan:

Nada atas ke 7, n = 7

Frekuensi f₇ = 3400 Hz

Cepat rambat bunyi di udara, v = 340 m/s

Panjang pipa, L = ?

 

Anggap POKA berbentuk pipa organa terbuka, dimana frekuensinya dirumuskan:

f_n = (n+1) v/2L

 

Jika frekuensi nada atas ke-7, maka

f₇ = (7+1) 340/2L

3400 = 4(340)/L

L = 10/4 m

L = 2,5 m

 

Jadi, panjang pipa adalah 2,5 m

Share :