10 Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi (bagian 3) ǀ Pilihan Ganda - Cuntorio

Gelombang bunyi topik taraf intensitas dan efek doppler akan kita bahas bersama. Berikut 10 soal dan pembahasan gelombang bunyi (bagian 3) pilihan ganda yang dapat anda gunakan belajar.

 

Pilihlah jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.

21. Pengamat yang duduk bangku taman dan didekati mobil ambulans yang sedang melaju dengan kecepatan 25 m/s sambil membunyikan sirine berfrekuensi 420 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara saat itu 325 m/s,maka frekuensi bunyi sirine yang didengar pengamat adalah . . .

   A. 390 Hz

   B. 400 Hz

   C. 425 Hz

   D. 445 Hz

   E. 455 Hz

Pembahasan :

Kejadian pengamat diam dan sumber bergerak mendekat. Persamaan efek dopplernya adalah

f_p = (v).f_s/ (v – v_s). Berbagai variasi persamaan (rumus) efek doppler klik disini.

Diketahui :

v = 325 m/s

v_s = 25 m/s

f_s = 420 Hz

Ditanya : frekuensi yang didengar pengamat (f_p)

f_p = (v).f_s/ (v – v_s)

f_p = (325).(420)/ (325 – 25)

f_p = 455 m/s

Jawaban D

 

22. Mobil A dan B bergerak dengan kecepatan sama besar 50 m/s, membunyikan klaksonnya. Seorang pendengar berdiri di antara mobil A dan B. Jika kecepatan udara 350 m/s, dan frekuensi yang dibunyikan dua mobil sama yaitu 1200 Hz, maka besar perbedaan frekuensi klakson yang didengar pendengar adalah . . .

   A. 330 Hz

   B. 350 Hz

   C. 375 Hz

   D. 400 Hz

   E. 425 Hz

Pembahasan :

Kejadiannya adalah pengamat berada di antara mobil A dan B. Mobil A melaju mendekati pengamat, sedangkan B menjauhi pengamat. Persamaan (rumus) efek doppler pengamat diam, tetapi sumber mendekat adalah f_pA = (v).f_s/ (v – v_sA). Sedangkan, persamaan (rumus) efek doppler pengamat diam, tetapi sumber menjauh f_pB = (v).f_s/ (v + v_sB). Variasi persamaan efek doppler kil disini.

Diketahui :

v = 350 m/s

v_sA = v_sB = 50 m/s

f_s = 1200 Hz

Ditanya : perbedaan frekuensi yang didengar pengamat (f_pA - f_pB) untuk A mendekat dan B menjauh

*Frekuensi yang didengar pengamat untuk A mendekat

f_pA = (v).f_s/ (v – v_sA)

f_pA = (350).(1200)/ (350 – 50)

f_pA = 1400 Hz

*Frekuensi yang didengar pengamat untuk B menjauh

f_pB = (v).f_s/ (v + v_sB)

f_pB = (350).(1200)/ (350 + 50)

f_pB = 1050 Hz

Jadi, perbedaan frekuensi yang didengar pengamat (f_pA - f_pB) = (1400 - 1050) = 350 Hz

Jawaban B

 

23. Stephen Chow yang mengendarai sepeda motor dengan kecepatan 10 m/s dan saling menjauhi dengan mobil ambulans berkecepatan 15 m/s. Angin bertiup dengan kecepatan 5 m/s searah dengan ambulans. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s dan frekuensi sirine ambulans 700 Hz, maka frekuensi yang didengar Stephen Chow adalah . . .

   A. 450 Hz

   B. 500 Hz

   C. 550 Hz

   D. 600 Hz

   E. 650 Hz

Pembahasan :

Kejadian di atas adalah pengamat menjauh dan sumber juga menjauh. Angin berhembus searah dengan sumber. Persamaan efek doppler adalah f_p = (v’ - v_p).f_s/ (v’ + v_s). Nilai v’ nya adalah v - v_a karena tidak membantu memperkuat frekuensi ke telinga pengamat.

Diketahui :

v_a = 5 m/s

v_p = 10 m/s

v_s = 15 m/s

v = 340 m/s

f_s = 700 Hz

v’ = 340 – 5 = 335 m/s

Ditanya : frekuensi yang didengar pengamat (f_p)

f_p = (v’ - v_p).f_s/ (v’ + v_s)

f_p = (335 - 10).(700)/ (335 + 15)

f_p = (325).(700)/ (350)

f_p = 650 Hz

Jawaban E

 

24. Sumber A memancarkan bunyi dengan energi yang sama ke segala arah dengan laju perambatan konstan. Radha berjalan hingga jarak 8 m dari sumber tersebut mendengar A. Intensitas sumber bunyi berkurang menjadi setengahnya. Jika Radha ingin mendengar bunyi tersebut dengan intensitas yang sama seperti sebelumnya, maka jarak antara Radha dan sumber bunyi harus . . .

   A. 8 m

   B. 8√2 m

   C. 4 m

   D. 4√2 m

   E. 2 m

Pembahasan :

Pengamat berada pada jarak x mendengar bunyi dengan intensitas I. Pengamat bergerak hingga berjarak 8 m dari sumber mendengar bunyi dengan intensitas 0,5I.

Diketahui :

I₁ = I

I₂ = 0,5I

r₁ = x

r₂ = 8 m

Ditanya : Jarak x ketika intensitas bunyi I (r₁)

I₁/ I₂ = r₂²/ r₁²

I/ 0,5I = (8)²/ (x)²

2 = 64/ x²

x² = 64/2

x² = 32

x² = 16.2

x = 4√2 m

Jawaban D

 

25. Sumber bunyi B dengan frekuensi 1 kHz mendekati seorang pengamat yang juga mempunyai sumber bunyi dengan frekuensi sama. Jika pengamat mendengar 10 layangan per detik dan laju bunyi di udara 340 m/s, maka laju sumber bunyi yang sedang bergerak adalah . . .

   A. 1,7 m/s

   B. 3,0 m/s

   C. 3,4 m/s

   D. 5,3 m/s

   E. 7,1 m/s

Pembahasan :

Diketahui :

f_s = 1 kHz = 1000 Hz

layangan = 10

v = 340 m/s

Ditanya : laju sumber (v_s)

Layangan = f_p – f_s

Layangan	=	(v.fs/ (v - vs)) – fs
Layangan	=	(v.fs/ (v - vs)) – fs
Layangan	=	fs ((v / (v - vs)) – 1)
10	=	1000.((340/ (340 - vs)) – 1)
1/ 100	=	(vs/ (340 - vs))
340 - vs	=	100vs
101vs	=	340
vs	=	3,4

Jawaban C

 

26. Taraf intensitas bunyi jendela terbuka, yang luasnya 1 m² adalah 60 dB. Jika nilai ambang bunyi 10^-12 W/m², maka taraf intensitas 100 buah sumber bunyi yang sama dibunyikan serentak adalah . . .

   A. 62 dB

   B. 80 dB

   C. 82 dB

   D. 100 dB

   E. 1660 dB

Pembahasan :

Diketahui :

TI₁ = 60 dB

I₀ = 10^-12 W/m²

n = 100

Ditanya : taraf intensitas 100 sumber (TI₁₀₀)

TI₁₀₀ = TI₁ + 10 log n

TI₁₀₀ = 60 + 10 log (100)

TI₁₀₀ = 60 + 10.2

TI₁₀₀ = 80 dB

Jawaban B

 

27. Bunyi mesin menghasilkan taraf intensitas bunyi sebesar 30 dB. Jika intensitas ambang bunyi 10^-12 W/m², maka bunyi 10 mesin sejenis yang sedang bekerja bersamaan memiliki intensitas bunyi sebesar . . .

   A. 1 x 10^-8 W/m²

   B. 2 x 10^-8 W/m²

   C. 5 x 10^-8 W/m²

   D. 5 x 10^-10 W/m²

   E. 2 x 10^-10 W/m²

Pembahasan :

Diketahui :

TI₁ = 30 dB

I₀ = 10^-12 W/m²

n = 10

Ditanya : intensitas 10 sumber (I₁₀₀)

*Taraf intensitas 10 mesin

TI₁₀ = TI₁ + 10 log n

TI₁₀ = 30 + 10 log (10)

TI₁₀ = 30 + 10.1

TI₁₀ = 40 dB

*Intensitas 10 mesin

TI₁₀ = 10 log (I/I₀)

40 = 10 log (I/10^-12)

log (I/10^-12) = 4

(I/10^-12) = 10⁴

I = 10⁴.10^-12

I = 10^-8

Jawaban A

 

28. Pada jarak 3 m dari sumber ledakan, terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Pada jarak 30 m dari sumber ledakan, bunyi itu terdengar dengan taraf intensitas . . .

   A. 5 dB

   B. 20 dB

   C. 30 dB

   D. 35 dB

   E. 45 dB

Pembahasan :

Diketahui :

r₁ = 3 m

TI₁ = 50 dB

I₀ = 10^-12 W/m²

r₂ = 30 m

Ditanya : Taraf intensitas kondisi 2 (TI₂)

TI₂ = TI₁ – 20 log (r₂/r₁)

TI₂ = 50 – 20 log (30/3)

TI₂ = 50 – 20 log (10)

TI₂ = 50 – 20

TI₂ = 30 dB

*tanda negatif pada persamaan karena bergerak menjauh.

Jawaban C

 

29. Taraf intensitas bunyi 1 buah mesin adalah 60 dB. Jika 100 buah mesin identik dibunyikan secara bersama-sama dan mesin-mesin itu dipindahkan dari jarak 100 m mendekati pendengar dan berjarak 1 m, maka bunyi mesin itu akan terdengar dengan taraf intensitas . . .

   A. 40 dB

   B. 60 dB

   C. 80 dB

   D. 100 dB

   E. 120 dB

Pembahasan :

Diketahui :

TI_i = 60 dB (satu mesin)

n = 100

r₁ = 0 m

r₂ =100 m

Ditanya : taraf intensitas akhir 100 mesin (TI₂)

*Taraf intensitas 100 mesin pada jarak 0 m (TI₁)

TI₁ = TI₁ + 10 log n

TI₁ = 60 + 10 log (100)

TI₁ = 60 + 10.2

TI₁ = 80 dB

*Taraf intensitas 100 mesin pada jarak 1 m (TI₂)

TI₂ = TI₁ + 20 log (r₂/r₁)

TI₂ = 80 + 20 log (100/1)

TI₂ = 80 + 20 log (100)

TI₂ = 80 + 40

TI₂ = 120 dB

Jawaban E

 

30. Taraf intensitas bunyi jendela terbuka yang luasnya 1 m² adalah 60 dB. Jika nilai ambang bunyi 10^-12 W/m², maka daya akustik yang masuk melalui jendela tersebut adalah . . .

   A. 10^-16 Watt

   B. 10^-12 Watt

   C. 10^-10 Watt

   D. 10^-6 Watt

   E. 10^-4 Watt

Pembahasan :

*Intensitas bunyi

TI = 10 log (I/ I₀)

60 = 10 log (I/ 10^-12)

6 = log (I/ 10^-12)

10⁶ = I/ 10^-12

I = 10^-6 W/m²

 

*Daya

P = I/A = 10^-6/ 1 = 10^-6 Watt

Jawaban D

 

Baca selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Cahaya (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda

 

Sekian 10 soal dan pembahasan gelombang bunyi (bagian 3). Kita akan lanjutkan pembahasan gelombang cahaya.