10 Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda

Pembahasan gelombang bunyi bagian 2 akan kita bahas pada postingan kali. Inilah 10 soal dan pembahasan gelombang bunyi yang dapat anda gunakan latihan belajar.

 

Baca sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

 

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.

11. Pada percobaan Melde digunakan tali yang panjang dan massanya sebesar 10 m dan 100 gram. Kemudian, tali digantungi sebuah beban bermassa m dengan percepatan gravitasi sebesar 10 m/s² dan diperoleh cepat rambat gelombangnya sebesar v. Besar cepat rambat gelombang yang terjadi jika massa beban dijadikan 4 kali semula adalah . . .

   A. v

   B. 2,0 v

   C. 1,5 v

   D. 3,0 v

   E. 4,0 v

Pembahasan :

Diketahui :

l = 10 m

m = 100 g = 0,1 kg

F₁ = W_beban = m_beban.g = m.10 = 10m

F₂ = W_beban = m_beban.g = 4m.10 = 40m

v₁ = v

Ditanya : cepat rambat (v₂) jika m_beban 4 kali semula

Persamaan cepat rambat gelombang pada percobaan Melde

v	=	√(F.l/ m)
v2	=	F.l/ m
v2/ F	=	l/ m

Pada kedua kondisi di atas, nilai (l/m) nya sama besar

(l/ m)1	=	(l/ m)2
v12/ F1	=	v22/ F2
v2/ 10m	=	v22/ 40m
40m.v2/ 10m	=	v22
4v2	=	v22
4v	=	v2

Jawaban E

 

12. Pada percobaan gelombang, seutas kawat baja A memiliki frekuensi dasar 600 Hz. Kawat B identik dengan kawat A dan diberi tegangan yang sama dengan kawat A. Jika diameter B 4 kali diameter kawat baja A, maka frekuensi nada dasar gelombang kawat baja B adalah . . .

   A. 150 Hz

   B. 200 Hz

   C. 400 Hz

   D. 600 Hz

   E. 800 Hz

Pembahasan :

Diketahui :

f_0A = 600 Hz

d_B = 4 d_A

r_B = 4 r_A

F_A = F_B = F

L_A = L_B = L

Ditanya : frekuensi nada dasar B (f_0B)

Persamaan frekuensi nada dasar

f0	=	v/ 2L
2L	=	v/ f0

Pada kedua kondisi di atas, nilai (2L) keduanya adalah sama besar

(2L)A	=	(2L)B
vA/ f0A	=	vB/ f0B
f0B	=	f0A.vB/ vA
f0B	=	f0A √(F/ρ.AB)/ √(F/ρ.AA)
f0B	=	f0A √(1/AB)/ √(1/AA)
f0B	=	f0A √(1/πrB2)/ √(1/πrA2)
f0B	=	f0A √(1/rB2)/ √(1/rA2)
f0B	=	f0A √(1/(4rA)2/ √(1/rA2)
f0B	=	f0A √(1/16rA2)/ √(1/rA2)
f0B	=	f0A √(1/16)/ √(1)
f0B	=	f0A .(1/4)
f0B	=	(600).(1/4)
f0B	=	150

Jawaban A

 

13. Dawai yang panjangnya 90 cm bergetar dengan nada atas pertama berfrekuensi 300 Hz.

   1) Cepat rambat gelombang di dawai 270 Hz

   2) Frekuensi nada atas kedua dawai 600 Hz

   3) Frekuensi nada dasar dawai 150 Hz

   4) Panjang gelombang nada dasar dawai 45 cm

Pernyataan yang benar ditunjukkan oleh nomor . . .

   A. 1, 2, dan 3

   B. 1 dan 3

   C. 2 dan 4

   D. 4 saja

   E. semua benar

Pembahasan :

Diketahui :

L = 90 cm = 0,9 m

f₁ = 300 Hz

*Cepat rambat dawai

f₁ = v/L

v = f₁.L

v = 300(0,9) = 270 m/s

*Frekuensi nada atas kedua dawai (f₂)

f₂ = 3v/ 2L

f₂ = 3(270)/ 2(0,9)

f₂ = 810/ 1,8

f₂ = 450 Hz

*Frekuensi nada dasar dawai (f₀)

f₀ = v/ 2L

f₀ = 270/ 2(0,9)

f₀ = 270/ 1,8

f₀ = 150 Hz

*Panjang gelombang pada nada dasar (λ₀)

λ_n = 2L/ (n + 1)

λ₀ = 2L/ (0+ 1)

λ₀ = 2L

λ₀ = 2(0,9) = 1,8 m = 180 cm

Jawaban B

 

14. Dawai memiliki panjang 0,8 m. Jika tegangan dawai itu diatur, hingga kecepatan gelombang transversal yang dihasilkan adalah 400 m/s, maka frekuensi nada dasarnya adalah . . .

   A. 600 Hz

   B. 500 Hz

   C. 320 Hz

   D. 250 Hz

   E. 125 Hz

Pembahasan :

Diketahui :

L = 0,8 m

v = 400 m/s

Ditanya : frekuensi nada dasar (f₀)

f₀ = v/ 2L

f₀ = 400/ 2(0,8)

f₀ = 400/ 1,6

f₀ = 250 Hz

Jawaban D

 

15. Garputala berfrekuensi 700 Hz digetarkan dekat sebuah tabung berisi air. Jika laju rambat bunyi di udara 350 m/s, maka akan terjadi resonansi. Jarak minimum permukaan air dengan ujung tabung adalah . . .

   A. 12,5 cm

   B. 20,0 cm

   C. 22,5 cm

   D. 25,0 cm

   E. 30,0 cm

Pembahasan :

f = 700 Hz

v = 350 m/s

L = (1/4)λ

λ = 4L

Ditanya : panjang kolom udara (L)

Resonansi  mirip dengan pipa organa tertutup. Kolom udara minimum resonansi terdiri dari (1/4)λ.

f = v/ λ

f = v/ 4L

L = v/ 4f

L = 350/ 4(700)

L = 350/ 4(700)

L = 0,125 m = 12,5 cm

Jawaban A

 

16. Frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka adalah 270 Hz. Frekuensi nada dasarnya adalah . . .

   A. 90 Hz

   B. 100 Hz

   C. 110 Hz

   D. 145 Hz

   E. 168 Hz

Pembahasan :

Diketahui :

f₂ = 270 Hz

λ₂ = 2L/ 3

λ₀ = 2L

Ditanya : frekuensi nada dasar pipa organa terbuka (f₀)

f₂ = v/ λ₂

f₂ = 3v/ 2L

f₂ = 3.(f₀)

f₀ = f₂/ 3

f₀ = 270/ 3

f₀ = 90 Hz

Jawaban A

 

17. Frekuensi nada atas kedua dari pipa organa tertutup adalah 600 Hz. Frekuensi nada dasarnya adalah . . .

   A. 100 Hz

   B. 120 Hz

   C. 150 Hz

   D. 175 Hz

   E. 185 Hz

Pembahasan :

Diketahui :

f₂ = 600 Hz

Ditanya : frekuensi nada dasar pipa organa tertutup (f₀)

f₂ = 5v/ 4L

f₂ = 5.(f₀)

f₀ = f₂/ 5

f₀ = 600/ 5

f₀ = 120 Hz

Jawaban B

 

18. Pada pipa organa terbuka nada atas kedua dihasilkan pada panjang gelombang sebesar x, sedangkan pada pipa organa tertutup nada atas kedua dihasilkan panjang gelombang sebesar y. Jika kedua pipa panjangnya sama, maka perbandingan x dan y adalah . . .

   A. 2 : 1

   B. 3 : 4

   C. 4 : 3

   D. 5 : 6

   E. 6 : 5

Pembahasan :

Diketahui :

*Pipa organa terbuka nada atas kedua

L = (3/2)λ₂

L = (3/2)x

*Pipa organa tertutup nada atas kedua

L = (5/4)λ₂

L = (5/4)y

Ditanya : nilai x : y

L	=	L
(3/2)x	=	(5/4)y
x/ y	=	(5/4)/ (3/2)
x/ y	=	5.2/ 3.4
x/ y		10/ 12
x/ y		5/ 6

Jawaban C.

 

19. Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup B mempunyai panjang yang sama. Perbandingan frekuensi nada atas pertama antara pipa organa A dan pipa organa B adalah . . .

   A. 4 : 3

   B. 3 : 2

   C. 2 : 3

   D. 2 : 1

   E. 1 : 1

Pembahasan :

Diketahui :

L_A = L_B

f_0A = v/ 2L

L = v/ 2.f_0A

f_0B = v/ 4L

L = v/ 4.f_0B

Ditanya : perbandingan frekuensi f_0A : f_0B

L	=	L
v/ 2.f0A	=	v/ 4.f0B
1/ f0A	=	1/ 2.f0B
2/ 1	=	f0A/ f0B

Jawaban D

 

20. Pada suatu hari, ketika cepat rambat bunyi sebesar 345 m/s, frekuensi dasar pipa organa yang tertutup salah satu ujungnya adalah 220 Hz. Jika nada atas kedua pipa organa tertutup panjang gelombangnya sama dengan nada atas ketiga pipa organa yang terbuka kedua ujungnya, maka panjang pipa organa terbuka adalah . . .

   A. 87 cm

   B. 75 cm

   C. 63 cm

   D. 43 cm

   E. 37 cm

Pembahasan :

Diketahui :

Terbuka = A; tertutup = B

v = 345 m/s

f_0B = 220 Hz

λ_2B = λ_3A

Ditanya : panjang pipa organa terbuka (L_A)

*Panjang pipa organa tertutup (L_B)

f_0B = v/4L_B

L_B = v/4.f_0B

L_B = 345/4.(220)

L_B = 69/176

*Panjang gelombang organa terbuka (L_A)

λ2B	=	λ3A
5/4LB	=	4/2LA
LA	=	4.4.LB /2. 5
LA	=	16.LB /10
LA	=	8.LB /5
LA	=	8.(69/176) /5
LA	=	8.69 /5. 176
LA	=	552 /880
LA	=	0,63

Jadi, panjang gelombang organa terbuka (L_A) = 0,63 m = 63 cm

Jawaban C

 

Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda

 

Jika anda belum puas dengan 10 soal pembahasan gelombang bunyi di atas, maka anda dapat lanjutkan ke postingan selanjutnya.

Share this post