11 Contoh soal gelombang bunyi dan pembahasannya

Contoh soal gelombang bunyi nomor 1

Intensitas bunyi pada jarak 5 m dari sumber adalah 10^-4 watt.m^-2. Intensitas bunyi pada jarak 10 meter adalah … watt.m^-2.
A. 0,25 x 10^-4
B. 0,50 x 10^-4
C. 1,00 x 10^-4
D. 2 x 10^-4
E. 4 x 10^-4

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

r₁ = 5 m
I₁ = 10^-4 watt.m^-2
r₂ = 10 m

Untuk menentukan I₂ dengan menggunakan rumus dibawah ini.

I₁

I₂

r₂²

r₁²

10^-4 watt.m^-2

I₂

(10 m)²

(5 m)²

10^-4 watt.m^-2

I₂

100 m²

25 m²

I₂ =

10^-4 watt.m^-2

I₂ = 0,25 x 10^-4 watt.m^-2

Soal ini jawabannya A.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 2

Taraf intensitas bunyi suatu ledakan pada jarak 2 m dari sumbernya adalah 90 dB. Pada jarak 20 m dari sumber ledakan, taraf intensitasnya adalah …
A. 0,9 dB
B. 9 dB
C. 70 dB
D. 100 dB
E. 110 dB

Pembahasan

Pada soal ini diketahui:

r₁ = 2 m
TI₁ = 90 dB
r₂ = 20 m

Untuk menentukan TI₂ menggunakan rumus dibawah ini.

TI₂ = TI₁ + 10 log (

r₁

r₂

)²
TI₂ = 90 dB + 10 log (

2 m

20 m

)²
TI₂ = 90 dB + 10 . -2
TI₂ = 90 dB – 20 = 70 dB

Soal ini jawabannya C.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 3

Taraf intensitas bunyi sebuah mesin adalah 60 dB (intensitas ambang pendengaran = 10^-12 W/m²). Jika taraf intensitas didalam ruang pabrik yang menggunakan sejumlah mesin itu adalah 80 dB, jumlah mesin yang digunakan adalah …
A. 200
B. 140
C. 100
D. 20
E. 10

Pembahasan

Diketahui:

TI₁ = 60 dB
TI_n = 80 dB

Cara menghitung jumlah mesin (n) dengan menggunakan rumus dibawah ini.

TI_n = TI₁ + 10 log n
80 dB = 60 dB + 10 log n
10 log n = 80 – 60 = 20
log n = 20/10 = 2
n = 10² = 100

Soal ini jawabannya C.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 4

Taraf intensitas bunyi sebuah mesin rata-rata 50 dB. Apabila 100 mesin dihidupkan bersamaan, maka taraf intensitasnya adalah …
A. 20 dB
B. 50 dB
C. 70 dB
D. 75 dB
E. 150 dB

Pembahasan

TI_n = TI₁ + 10 log n
TI₁₀₀ = 50 dB + 10 log 100
TI₁₀₀ = 50 dB + 10 . 2
TI₁₀₀ = 50 dB + 20 = 70 dB

Soal ini jawabannya C.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 5

Jika piano yang panjangnya 0,5 m dan bermassa 10^-2 kg ditegangkan 200 N, frekuensi nada dasar piano tersebut adalah …
A. 100 Hz
B. 200 Hz
C. 400 Hz
D. 600 Hz
E. 800 Hz

Pembahasan

Hitung kecepatan dawai dengan rumus dibawah ini.

v = √

F . L

v = √

200 N . 0,5 kg

0,01

= 100 m/s

Frekuensi nada dasar dawai dihitung menggunakan rumus dibawah ini.

f_n = (n + 1)

f₀ = (0 + 1)

100 m/s

2 . 0,5 m

f₀ = 1 x 100 Hz = 100 Hz

Soal ini jawabannya A.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 6

Seutas dawai bergetar, memperdengarkan nada atas pertama. Jika panjang dawai sama dengan 0,5 m, maka panjang gelombangnya adalah …
A. 2,0 m
B. 1,5 m
C. 1,0 m
D. 0,5 m
E. 0,4 m

Pembahasan

1 λ = L sehingga λ = 0,5 m.Jawaban D.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 7

Seutas dawai panjangnya 1,80 meter. Jika tegangan dawai diatur sedemikian hingga kecepatan gelombang transversal yang dihasilkan 900 m/s, maka frekuensi nada atas pertama adalah …
A. 640 Hz
B. 500 Hz
C. 320 Hz
D. 250 Hz
E. 125 Hz

Pembahasan

f_n = (n + 1)

f₁ = (1 + 1)

900 m/s

2 . 1,80 m

f₁ = 2 x 250 Hz = 500 Hz

Soal ini jawabannya B.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 8

Sebuah seruling yang memiliki kolom udara terbuka pada kedua ujungnya memiliki nada atas kedua dengan frekuensi 1.700 Hz. Jika kecepatan suara diudara adalah 340 m/s, panjang seruling tersebut adalah …
A. 10 cm
B. 15 cm
C. 20 cm
D. 25 cm
E. 30 cm

Pembahasan

Untuk menjawab soal ini menggunakan rumus frekuensi pipa organa terbuka yaitu sebagai berikut.

f_n = (n + 1)

1.700 Hz = (2 + 1)

340 m/s

2 . L

L =

3 x 340 m/s

2 x 1.700 Hz

L =

1.020 m/s

3.400 Hz

= 0,3 m = 30 cm

Soal ini jawabannya E.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 9

Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup-sebelah B memiliki panjang yang sama. Perbandingan frekuensi nada atas pertama antara pipa organa A dengan pipa organa B adalah …
A. 1 : 1
B. 2 : 1
C. 2 : 3
D. 3 : 2
E. 4 : 3

Pembahasan

f_{n terbuka}

f_{n tertutup}

(n + 1) v

(2n + 1) v

f_{n terbuka}

f_{n tertutup}

(n + 1)

(2n + 1)

f_{1 terbuka}

f_{1 tertutup}

(1 + 1)

(2 . 1 + 1)

f_{1 terbuka}

f_{1 tertutup}

3/4

f_{1 terbuka}

f_{1 tertutup}

Soal ini jawabannya E.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 10

Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirene menara dengan frekuensi 2000 Hz. Jika sirene memancarkan bunyi dengan frekuensi 1.700 Hz dan cepat rambat bunyi diudara 310 m/s, kecepatan pesawat udara tersebut adalah …
A. 196 km/jam
B. 200 km/jam
C. 216 km/jam
D. 220 km/jam
E. 236 km/jam

Pembahasan

f_p =

v + v_p

v – v_s

. f_s
2000 Hz =

310 m/s + v_p

310 m/s – 0 m/s

. 1.700 Hz
310 m/s + v_p =

2000 Hz . 310 m/s

1.700 Hz

310 m/s + v_p =

620.000 m/s

1.700

310 m/s + v_p = 364,7 m/s
v_p = 364,7 m/s – 310 m/s = 54,7 m/s
v_p =

54,7 x 3600 km

1000 jam

= 196 km/jam

Soal ini jawabannya A.

Contoh soal gelombang bunyi nomor 11

Mobil ambulans bergerak dengan kelajuan 30 m/s sambil membunyikan sirene yang menghasilkan frekuensi 900 Hz. Perbedaan frekuensi yang didengar oleh seseorang yang diam dipinggir jalan ketika mobil ambulans mendekati dan menjauhi jika cepat rambat bunyi bunyi diudara saat itu 340 m/s adalah …
A. 30 Hz
B. 60 Hz
C. 95 Hz
D. 135 Hz
E. 160 Hz

Pembahasan

Frekuensi pendengar ketika mobil ambulans mendekati sebagai berikut.

f_p =

v + v_p

v – v_s

. f_s
f_p =

340 m/s + 0 m/s

340 m/s – 30 m/s

. 900 Hz
f_p =

340 m/s

310 m/s

. 900 Hz = 987 Hz

Frekuensi pendengar ketika mobil ambulans menjauhi sebagai berikut.

f_p =

v – v_p

v + v_s

. f_s
f_p =

340 m/s – 0 m/s

340 m/s + 30 m/s

. 900 Hz
f_p =

340 m/s

370 m/s

. 900 Hz = 827 Hz

Jadi perbedaan frekuensi 987 Hz – 827 Hz = 160 Hz. Soal ini jawabannya E.