Soal Fisika Soal-soal Gelombang

Soal-soal Gelombang

Soal No. 1

Gelombang bunyi dari suatu sumber memiliki cepat rambat 340 m/s. Jika frekuensi gelombang bunyi adalah 500 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

Pembahasan

Data soal:

= 340 m/s

f = 500 Hz

= ………..

Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang:

= / f

= 340 / 500

= 0,68 m

Soal No. 2

Seorang anak mendengar bunyi yang memiliki panjang gelombang sebesar 5 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan:

a) frekuensi sumber bunyi

b) periode sumber bunyi

Pembahasan

Data soal:

= 340 m/s

= 5 m

f = ………. Hz

Hubungan panjang gelombang, cepat rambat dan frekuensi gelombang:

f = /

f = 340 / 5

f = 68 Hz

Soal No. 3

Sebuah kapal mengukur kedalaman suatu perairan laut dengan menggunakan perangkat suara. Bunyi ditembakkan ke dasar perairan dan 5 detik kemudian bunyi pantul tiba kembali di kapal. Jika cepat rambat bunyi di dalam air adalah 1500 m/s, tentukan kedalaman perairan tersebut!

Pembahasan

Menentukan jarak dua tempat (kedalaman) dengan pantulan bunyi:

S = ( x t) / 2

S = (1500 x 5) / 2

S = 3750 meter

Soal No. 4

Saat cuaca mendung seorang anak mendengar bunyi guntur 1,5 detik setelah terlihat kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 320 m/s, tentukan jarak sumber petir dari anak tersebut!

Pembahasan

Menentukan jarak dua tempat tanpa pantulan bunyi:

S = x t

S = 320 x 1,5

S = 480 m

Soal No. 5

Gelombang bunyi dengan frekuensi 5 kHz merambat diudara yang bersuhu 30C. Jika cepat rambat bunyi di udara pada suhu 0C adalah 330 m/s, tentukan:

a) cepat rambat bunyi

b) panjang gelombang bunyi

Pembahasan

Perbedaan cepat rambat bunyi akibat perbedaan / perubahan suhu udara:

= 0 + 0,6 t

= 330 + (0,6 x 30)

= 348 m/s

Soal No. 6

Bunyi dengan panjang gelombang 1,5 m memiliki kecepatan rambat sebesar 330 m/s. Dapatkah bunyi tersebut didengar oleh telinga manusia normal?

Pembahasan

Mencari frekuensi terlebih dahulu:

f = /

f = 330 / 1,5

f = 220 Hz

Bunyi dengan frekuensi antara 20 hingga 20000 Hz tergolong audiosonik , bisa didengar oleh manusia.

Selengkapnya :

infrasonik : frekuensi bunyi lebih kecil dari 20 Hz

ultrasonik : frekuensi bunyi lebih besar dari 20000 Hz

Soal No. 7

Resonansi pertama sebuah tabung kolom udara terjadi saat panjang tabung 15 cm. Tentukan:

a) panjang gelombang bunyi

b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua

c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga

d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempat

e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 340 m/s

Pembahasan

a) panjang gelombang bunyi

Resonansi pertama L = (1/4) x

15 = (1/4) x

= 4 x 15

= 60 cm

b) panjang kolom udara saat terjadi resonansi kedua

Resonansi kedua L = (3/4) x

L = (3/4) x 60 cm

L = 45 cm

c) panjang kolom udara saat terjadi resonasi ketiga

Resonansi ketiga L = (5/4) x

L = (5/4) x 60 cm

L = 75 cm

d) panjang kolom udara saat terjadi resonansi keempat

Resonansi keempat L = (7/4) x

L = (7/4) x 60 cm

L = 105 cm

e) frekuensi bunyi, jika cepat rambat bunyi adalah 339 m/s

= 60 cm = 0,6 meter

= 339 m/s

f = …….Hz

f = /

f = 339 / 0,6

f = 565 Hz

Soal No. 8

Tentukan perbandingan frekuensi yang dimiliki oleh dawai A yang panjangnya 100 cm dan dawai B yang panjangnya 50 cm jika kedua dawai terbuat dari bahan yang sama

Pembahasan

fA / fB = LB / LA

fA / fB = 50 / 100

fA : fB = 1: 2

Soal No. 9

Senar I dan senar II memiliki panjang yang sama. Jika luas penampang senar I adalah tiga kali luas penampang senar II, tentukan :

a) perbandingan frekuensi senar I dan senar II, anggap senar memiliki tegangan yang sama

b) frekuensi senar II jika frekuensi senar I adalah 500 Hz

Pembahasan

a) f1 / f2 = A2 / A1

f1 / f2 = A2 / 3A2

f1 : f2 = 1: 3

b) f1 : f2 = 1: 3

f2 = 3 x f1

f2 = 3 x 500

f2 = 1500 Hz

Soal No. 10

Gelombang berjalan mempunyai persmaan y = 0,2 sin (100 t 2 x), dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Tentukan amplitudo, periode, frekuensi, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang tersebut !

Pembahasan

Diketahui : y = 0,2 sin (100 t 2 x)

Ditanya : A = , T = , f = , = , v = ,

Jawab : Kita dapat menjawab soal tersebut dengan cara membandingkan persamaan gelombang dalam soal dengan persamaan umum gelombang berjalan yaitu sbb :

y = 0,2 sin (100 t 2 x)

Dari persamaan maka dpat diambil kesimpulan bahwa :

Amplitudonya adalah : A = 0,2 m

Periode dapat ditentukan:

T = 2/k,

k=2, berarti T= 1 s

w= 100

f = w/2, berarti, f=50 =1 meter

maka cepat rambat gelombangnya adalah : v = .f = 50.1 = 50 m/s

Soal No. 11

Intensitas bunyi di suatu tempat adalah 10-5 w/m2. Tentukanlah Taraf intensitas bunyi di tempat tersebut, jika diketahui intensitas ambang pendengaran I0= 10-12 w/m2 !

Pembahasan

Diketahui : I = 10-5 w/m2

I0= 10-12 w/m2

Ditanya : TI = ?

= 10 log 10-5 / 10-12 = 10.log 107= 10.7 = 70 dB

Soal No. 12

Sebuah sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi 480 Hz dan terdengar oleh seorang pengamat pada frekuensi 576 Hz . Jika sumber bunyi dan pengamat mempunyai kecepatan yang sama yaitu 30 m/s dan keduanya saling mendekat , maka besarnya kecepatan bunyi adalah..

Pembahasan

Fp = V Vp .Fs

V Vs

576= V+30 . 480

v-30

v(576-480)=30(576+480)

V=330 m/s

Soal-soal Fluida Dinamis

Soal No. 1

Air mengalir melalui pipa mendatar dengan luas penampang pada masing-masing ujungnya 200mm2 dan 100mm2. Bila air mengalir dari panampang besar dengan kecepatan adalah 2 m/s, maka kecepatan air pada penampang kecil adalah .

Pembahasan

1. jawaban:

Pembahasan

Diketahui:

A1 = 200 mm2= 2.10-4m2

A2 = 100mm2= 10-4m2

v1= 2 m/s

ditanyakan v2 = . ?

jawab:

Q1 = Q2

A1v1 = A2V2

v2 = A1v1/A2 = 2.10-4.2/10-4 = 4m/s

Soal No. 2

Azas Bernoulli dalam fluida bergerak menyatakan hubungan antara .

Pembahasan

jawab :

Dalam fluida bergerak, hubungan antara tekanan, kecepatan, dan massa jenis dinyatakan oleh Azas Bernouli.

Soal No. 3

Pada gambar tersebut, G adalah generator 1.000 W yang digerakan dengan kincir angin, generator hanya menerima energi sebesar 80% dari air. Bila generator dapat bekerja normal, maka debit air yang sampai kekincir air dalah .

Pembahasan

jawaban:

Diketahui:

Pg = 103watt

g = 80% air = 0,8 air

h = 10 m

Ditanya Q = . ?

Pg = ..V.g.h

1000 = 0,8.103.V.10.10

V = 12,5.103m3 = 12,5L

Q = V/t = 12,5 L/s

Soal No. 4

Suatu fluida ideal mengalir di dlaam pipa yang diameternya 5 cm, maka kecepatan aliran fluida adalah . 

jawaban:

Pembahasan

Diketahui:

= 5 cm = 5.10-2 m

= 2,5 cm = 2,5.10-2 m

= 32 m/s

Ditanya: v = ?

Jawab:

Karena memiliki besar diameter yang sama, maka kecepatan aliran fluida besarnya sama, yaitu 32 m/s.

Soal No. 5

Sebuah selang karet menyemprotkan air vertikal ke atas sejauh 4,05 meter. Bila luas ujung selang adalah 0,8 cm2, maka volume air yang keluar dari selang selama 1 menit adalah liter 

jawaban

Diketahui:

h = 4,05 m

A = 0,8cm2 = 8.10-5m2

t = 1menit = 60 sekon

ditanya: V = .?

Jawab

Ep = m.g.h = mv2

v = 2.g.h = 2.10.4,05 = 9 m/s

Q = A.v = 8.10-3.9 = 7,2.10-4 m3/s

V = Q.t = 7,2.10-4.60 = 432.10-4m3 = 43,2 L

Soal No. 6

Minyak mengalir melalui sebuah pipa bergaris tengah 8 cm dengan kecepatan rata-rata 3 m/s. Cepat aliran dalam pipa sebesar . 

jawaban:

Q = .R2.v = 3,14.16.10-4.3 = 0,151 m3/s = 151 liter/s

Soal No. 7

Debit air yang keluar dari pipa yang luas penampangnya 4cm2 sebesar 100 cm3/s. Kecepatan air yang keluar dari pipa tersebut adalah . 

jawaban: c

v = Q/A = 100/4 = 25 cm/s = 0,25 m/s

Soal No. 8

Air mengalir kedalam sebuah bak dengan debit tetap 0,5 liter/s. Jika bak tersebut berukuran 1x1x1 m3, maka bak tersebut akan penuh dalam waktu menit.

10. jawaban:

Diketahui

Q = 0,5 liter/s = 5.10-4 m3/s

V = 1m3

A = 1m2

Ditanyakan: t = . ?

Jawab:

t = V/Q = 1/5.10-4 = 2000 s = 33,3 menit

uraian

1. v1 = 2gh = 2.10.8 = 12,65 m/s

A = Q/v1 = 5.10-5 /12,65 = 3,95.10-6 m2

Q2 = A.v2 = 55,85.10-6 m3/s = 55,85 cm3/s

Soal No. 9

Diktetahui

Wu = 95N; Wcair = 87 N

Ditanya Fa = . ?

Jawab:

Fa = Wu  Wcair = (95-87) = 8 N

Soal No.10

Alat-alat yang prinsip kerjanya berdasarkan hukum Bernoulli

a. pipa pitot

b. pipa venturi

c. pesawat terbang

d. karburator motor

Soal No.11

Diketahui:

A = 25 cm2 = 25.10-4 ; v = 10 m/s

Ditanya: Q = .?

Penyelesaian

Q = A.v = 25.10-4.10= 0,025 m3/s

Soal-soal Fluida Dinamis

Soal No.1

Sepotong aluminium bermassa 2 kg dan suhunya 30 C. Kalor jenis aluminium 900 J/kg. C. Jika suhu batang dikehendaki menjadi 80 C maka hitunglah jumlah kalor yang harus diberikan pada batang aluminium tersebut.

Pembahasan

Diketahui:

m = 5 kg t

t1= 30

t2= 80 C

c = 900 J/kg.C

Ditanyakan: Q = …?

Q = c.m.T

= (900 J/kg.C) (5 kg) (80-30)

= 2,25 105 J.

Incoming search terms:

  • pembahasan sebuah kapal mengukur kedalaman suatu perairan laut menggunakan perangkat suara
  • sebuah kapal mengukur
  • sebuah kapal mengukur kedalaman suatu perairan laut dengan menggunakan
  • sebuah sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi 480
  • sebuah sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi 480 hz
  • sebuah sumber bunyi mengeluarkan frekuensi bunyi 480 Hz dan terdengar oleh seorang pengamat pada frekuensi 576 Hz jika sumber bunyi dan pengamat mempunyai kecepatan yang sama 30 m/s dan keduanya saling mendekat tentukan kecepatan bunyi tersebut
  • sebuah sumber mengeluarkan bunyi dengan frekuensi 480 hz

Leave a Reply

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

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <strike> <strong>