მექანიკური ტალღების შესახებ კითხვების მაგალითები

13 Contoh soal Gelombang Mekanik

1. Beda fase gelombang transversal

ყურადღება მიაქციეთ სურათს ტალღა sinusoidal berikut!

Jika panjang gelombang sinusoidal di atas adalah 80 cm, maka titik yang memiliki beda fase ¾ adalah…

A. P dengan Q

B. P dengan R

C. P dengan S

D. Q dengan S

E. R dengan S

დისკუსია

P-Q = 3/4 panjang gelombang

P-R = 1 1/2 = 1,5 panjang gelombang

P-S = 2 panjang gelombang

Q-S = 1 1/4 = 1,25 panjang gelombang

R-S = 1/2 panjang gelombang

სწორი პასუხია A.

2. Pipa organa terbuka dan tertutup

Disediakan dua pipa organa yang satu terbuka dan yang lain tertutup masing-masing dengan panjang yang sama. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka perbandingan frekuensi nada atas kedua pipa organa terbuka dengan frekuensi nada atas kedua pipa organa tertutup adalah…

დისკუსია

ცნობილია:

Panjang pipa organa terbuka dan tertutup, sama.

ჰაერში ხმის სიჩქარე (v) = 340 მ/წმ

ჰკითხა:

პასუხი: Perbandingan frekuensi nada atas ke dua (f₃) pipa organa terbuka dan tertutup

Pipa organa terbuka

Pipa organa terbuka atau tabung terbuka adalah tabung yang kedua ujungnya terbuka seperti pada gambar di samping.

Gambar di samping merupakan grafik gelombang bunyi dalam pipa organa terbuka, di mana simpul mewakili rapatan udara dan perut mewakili regangan udara.

Nada dasar (f₁) = v / 2L = 340/2L = 170/L

Nada atas kedua (f₃) = 3 f₁ = 3 (170/L) = 510/L

Pipa organa tertutup

Pipa organa tertutup atau tabung tertutup adalah tabung yang salah satu ujungnya terbuka dan ujung lainnya tertutup sebagaimana tampak seperti gambar di samping. Jika kedua ujung tabung tertutup maka tabung tidak bisa difungsikan.

Gambar di samping merupakan grafik gelombang bunyi dalam pipa organa tertutup, di mana simpul mewakili rapatan udara dan perut mewakili regangan udara.

Nada dasar (f₁) = v / 4L = 340/4L = 85/L

Nada atas kedua (f₃) = 3 f₁ = 3 (85/L) = 255/L

Perbandingan frekuensi nada atas ke dua (f₃) pipa organa terbuka dan tertutup

510/L : 255/L

510: 255

2: 1

3. Taraf intensitas gelombang bunyi

Sebuah sumber gelombang bunyi dengan daya 12,56 W memancarkan gelombang ke medium sekelilingnya dengan homogen. Intensitas ambang bunyi 10^-12 ვმ^-2. Besar taraf intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 10 meter dari sumber adalah…

დისკუსია

ცნობილია:

Daya = 12,56 Watt

Intensitas ambang bunyi (I_o) = 10^-12 ვმ^-2

Jarak (r) = 10 meter

ჰკითხა: Taraf intensitas (TI)

პასუხი:

Rumus hubungan antara daya (P), intensitas (I) dan jarak (r) :

Taraf intensitas (TI):

4. Intensitas bunyi

Sebuah sistem pengeras suara memancarkan daya akustik 36π watt dan taraf intensitas 80 dB saat didengar pada jarak x dari pengeras suara tersebut. (I_o = 10^-12 watt.m^-2). Nilai x yang tepat adalah…

ა. 100 მ

ბ. 160 მ

დაახლოებით 175 მ

დ. 225 მ

აღმ. 300 მ

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

Daya (P) = 36π Watt

Taraf intensitas (TI) = 80 dB

Jarak = x

Batas pendengaran manusia (I_o) = 10^-12 Watt.m^-2

ჰკითხა: Nilai x

პასუხი:

Rumus hubungan antara daya (P), intensitas (I) dan jarak (x) :

Terlebih dahulu hitung Intensitas bunyi pada jarak x :

Intensitas bunyi :

Hitung nilai x :

სწორი პასუხია ე.

5. Gelombang Berjalan

2015/2016 SMA/MA ფიზიკის ეროვნული გამოცდის კითხვა №24

Persamaan gelombang berjalan dinyatakan dalam satuan Sistem Internasional (SI) adalah y = 0,2 sin (0,2πx-20πt)

Dari pernyataan-pernyataan berikut :

(1) Cepat rambat gelombang 100 m.s^-1

(2) Pada x = 0 dan t = 0 simpangan gelombang = 0

(3) Frekuensi gelombang 20 Hz

(4) Amplitudo gelombang 2 cm

Manakah yang benar ?

ა. (1) და (2)

ბ. (1) და (3)

გ. (1) და (4)

დ. (2) და (4)

ე. (2) და (3)

დისკუსია

Tiga bentuk persamaan gelombang :

y = A sin (ωt – kx) ——> 1

ω = 2π / T და k = 2π / λ

y = ცოდვა (2π/T) t – (2π/λ) x

y = A sin 2π (t/T – x/λ) ——-> 2

y = A sin 2π (f t – x/λ) ——-> 2

T = 1/f და λ = v/f

y = A sin 2π (ft – f(x/v))

y = A sin 2πf (t – x/v) ——-> 3

Persamaan gelombang berjalan pada soal di atas sama seperti bentuk 2 :

y = 0,2 sin (0,2πx-20πt)

y = 0,2 sin π (0,2x-20t)

y = 0,2 sin 2π (0,1x-10t)

y = 0,2 sin 2π (x/10 -10t)

y = A sin 2π (f t – x/λ)

A = amplitudo = 0,2 meter = 0,2 (100 cm) = 20 cm

f = frekuensi = 10 s^-1 = 10 Hertz

λ = panjang gelombang = 10 meter

v = cepat rambat gelombang = f λ = (10 s^-1)(10 m) = 100 ms^-1

სწორი პასუხია A.

6.  დოპლერის ეფექტი

Sebuah mobil ambulans bergerak dengan kecepatan 72 km.jam^-1 sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 1500 Hz. Pengendara sepeda motor bergerak dengan kecepatan 20 m.s^-1 berlawanan arah dengan mobil ambulans. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m.s^-1, maka perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekat dan menjauh mobil ambulans adalah…

ა. 25: 36

ბ. 36: 49

გ. 64:81

დ. 81: 64

E. 100: 61

დისკუსია

Aturan tanda :

v selalu positif

v_p positif jika pendengar mendekati sumber bunyi

v_p negatif jika pendengar menjauhi sumber bunyi

v_s positif jika sumber bunyi menjauhi pendengar

v_s negatif jika sumber bunyi mendekati pendengar

v_p = 0 jika pendengar diam

v_s = 0 jika sumber bunyi diam

ცნობილია, რომ:

ხმის წყაროს სიხშირე (f) = 1500 ჰც

მსმენელის სიჩქარე (v)_p) = 20 მ / წმ

ხმის წყაროს სიჩქარე (v)_s) = 72 კმ/სთ = 72 (1000 meter) / 3600 sekon = 72.000/3600 meter/sekon = 20 m/s

Cepat rambat bunyi (v) = 340 m/s

ჰკითხა: Perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekat dan menjauh mobil ambulans

პასუხი:

დოპლერის ეფექტის ფორმულა:

Frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekati mobil ambulans

Keduanya berlawanan arah sehingga ketika sepeda motor mendekati mobil ambulans, keduanya saling mendekati. v_p positif jika pendengar mendekati sumber bunyi dan v_s negatif jika sumber bunyi mendekati pendengar.

Frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu menjauh dari mobil ambulans

Keduanya berlawanan arah sehingga ketika sepeda motor menjauh dari mobil ambulans, keduanya saling menjauhi. v_p negatif jika pendengar menjauhi sumber bunyi dan v_s positif jika sumber bunyi menjauhi pendengar.

Perbandingan frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor sewaktu mendekati dan menjauhi mobil ambulans.

სწორი პასუხია D.

ხმის ინტენსივობა

7. შეხედეთ შემდეგ სურათს!

Jika titik P merupakan sumber bunyi yang memancar ke segala arah, maka perbandingan intensitas bunyi di titik S, R, dan Q berturut-turut adalah…

ა. 16: 25: 100

ბ. 16: 50: 200

გ. 32: 50: 100

დ. 36: 25: 100

E. 72: 25: 200

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

Jarak titik Q dari sumber bunyi (r_Q) = 3 მეტრი

R წერტილის მანძილი ხმის წყაროდან (r_R) = 6 მეტრი

Jarak titik S dari sumber bunyi (r_S) = 5 მეტრი

Intensitas bunyi di titik Q = I_Q

Intensitas bunyi di titik R = I_R

Intensitas bunyi di titik S = I_S

ჰკითხა: Perbandingan intensitas bunyi di titik S, R, dan Q (I_S : ᲛᲔ_R : ᲛᲔ_Q)

პასუხი:

Intensitas bunyi di titik S :

Intensitas bunyi di titik R :

Intensitas bunyi di titik S :

Perbandingan intensitas bunyi di titik S, R, dan Q :

სწორი პასუხია D.

8. Gelombang bunyi menyebar dari sumbernya ke segala arah sama rata. Titik A berjarak P dari sumber bunyi, titik B berjarak 2P dari sumber bunyi dan titik C berjarak 4P dari sumber bunyi. Perbandingan intensitas bunyi yang diterima A, B dan C adalah…

ა. 16: 4: 1

ბ. 4: 2: 1

გ. 4: 1: 16

დ. 1: 2: 4

E. 1: 4: 16

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

A წერტილის მანძილი ხმის წყაროდან (r_A) = P

B წერტილის მანძილი ხმის წყაროდან (r_B) = 2P

Jarak titik C dari sumber bunyi (r_C) = 4P

ხმის ინტენსივობა A = I წერტილში_A

ხმის ინტენსივობა B = I წერტილში_B

Intensitas bunyi di titik C = I_C

ჰკითხა: Perbandingan intensitas bunyi di titik A, B, dan C (I_A : ᲛᲔ_B : ᲛᲔ_C)

პასუხი:

Intensitas bunyi di titik A :

Intensitas bunyi di titik B :

Intensitas bunyi di titik C :

Perbandingan intensitas bunyi di titik A, B, dan C :

სწორი პასუხია A.

9. დოპლერის ეფექტი

Gambar berikut menunjukkan mobil polisi mengejar seorang penjahat bermotor:

Mobil polisi sambil membunyikan sirine yang berfrekuensi 930 Hz mengejar motor penjahat yang melarikan diri dengan kecepatan 72 km.jam^-1. Mobil polisi mempercepat kecepatannya hingga 108 km.jam^-1 agar dapat mengejar penjahat tersebut. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s^-1, maka besar frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh penjahat bermotor tersebut adalah…

ა. 850 ჰც

ბ. 900 ჰც

C. 960 ჰც

დ. 1.020 ჰც

E. 1.200 Hz

დისკუსია

Aturan tanda :

v selalu positif

v_p positif jika pendengar mendekati sumber bunyi

v_p negatif jika pendengar menjauhi sumber bunyi

v_s positif jika sumber bunyi menjauhi pendengar

v_s negatif jika sumber bunyi mendekati pendengar

v_p = 0 jika pendengar diam

v_s = 0 jika sumber bunyi diam

ცნობილია, რომ:

Frekuensi sumber bunyi (f) = 930 Hz

მსმენელის სიჩქარე (v)_p) = 72 km.jam^-1 = 72 (1000 meter) / 3600 (sekon) = 72.000/3600 meter/sekon = 20 m/s = -20 m.s^-1 (negatif karena penjahat menjauhi polisi)

ხმის წყაროს სიჩქარე (v)_s) = 108 km.jam^-1 = 108 (1000 meter) / 3600 (sekon) = 108.000/3600 meter/sekon = 30 m/s = -30 m.s^-1 (negatif karena polisi mendekati penjahat)

Cepat rambat bunyi (v) = 340 m.s^-1

ჰკითხა: Frekuensi bunyi yang didengar oleh pendengar (f’)

პასუხი:

დოპლერის ეფექტის ფორმულა:

სწორი პასუხია C.

ხმის ინტენსივობის დონე

10. Di dalam sebuah aula sebanyak 100 orang siswa sedang belajar menyanyi. Bila taraf intensitas suara satu orang siswa saat bernyanyi 40 dB (anggap untuk setiap anak sama), maka intensitas bunyi yang dihasilkan di aula tersebut adalah… (I_o = 10^-12 ვმ^-2)

ა^-4 ვმ^-2

ბ^-5 ვმ^-2

C. 10^-6 ვმ^-2

დ^-7 ვმ^-2

ე .10^-8 ვმ^-2

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

Taraf intensitas satu siswa (T_I) = 40 dB

Intensitas ambang pendengaran manusia (I_o) = 10^-12 W / მ²

Jumlah siswa (x) = 100

ჰკითხა: Intensitas bunyi 100 siswa

პასუხი:

Intensitas bunyi 1 siswa :

Intensitas bunyi 100 siswa :

I_x = (x)(I)

I_x = (100)(10^-8) = (10²)(10^-8)

I_x = 10^-6 W / მ²

სწორი პასუხია C.

11. Intensitas bunyi 100 mesin identik sebesar 10^-7 ვატი.მ^-2. Jika I_o = 10^-12 ვატი.მ^-2, maka taraf intensitas bunyi sebuah mesin adalah….

ა. 70 დბ

ბ. 60 დბ

C. 50 დბ

დ. 40 დბ

ე. 30 დბ

დისკუსია

ცნობილია, რომ:

Intensitas bunyi 100 mesin (I_x) = 10^-7 ვატი.მ^-2

Intensitas ambang pendengaran manusia (I_o) = 10^-12 W / მ²

Jumlah mesin (x) = 100 = 10²

ჰკითხა: Taraf intensitas bunyi sebuah mesin (TI)

პასუხი:

Intensitas bunyi 1 mesin :

I_x = (x)(I)

10^-7 = (10²)(I)

მე = 10^-7 / 10² = (10^-7)(10^-2) = 10^-9

Taraf intensitas bunyi sebuah mesin (TI) :

სწორი პასუხია ე.

12. Sifat umum dari gelombang adalah sebagai berikut :
(1) tidak dapat merambat dalam ruang hampa
(2) merambat dengan lurus dalam medium yang berbeda
(3) mengalami refleksi
(4) mengalami difraksi
(5) mengalami interferensi

Dari sifat gelombang di atas, yang sesuai dengan ciri-ciri gelombang cahaya adalah….

ა. მხოლოდ (1) და (2)
ბ. მხოლოდ (3) და (4)
გ. (2), (3) და (4)
დ. (3), (4) და (5)
E. (1), (3), (4), dan (5)

დისკუსია

(1) Gelombang cahaya merupakan gelombang elektromagnetik yang tidak membutuhkan medium perambatan. Karena tidak membutuhkan medium perambatan maka gelombang elektromagnetik dapat merambat dalam ruang hampa.
(2) Apabila gelombang cahaya yang sedang merambat dalam suatu medium memasuki medium yang baru, gelombang cahaya juga mengalami pembiasan. Pembiasan cahaya adalah pembelokan arah rambatan gelombang cahaya. Pembiasan terjadi karena adanya perbedaan kecepatan gelombang cahaya dalam setiap medium yang berbeda.
(3) Selain mengalami pembiasan, gelombang cahaya juga mengalami pemantulan atau refleksi. Pemantulan cahaya oleh cermin datar merupakan salah satu contoh peristiwa pemantulan cahaya. Adanya pemantulan cahaya oleh cermin datar memungkinkan dimanfaatkannya cermin datar sebagai alat rias.
(4) Difraksi tidak hanya dialami oleh gelombang elektromagetik seperti gelombang cahaya, tetapi dialami juga oleh gelombang mekanik seperti gelombang gelombang air dan gelombang bunyi.
(5) Selain dialami oleh gelombang elektromagnetik seperti gelombang cahaya, interferensi dialami juga oleh gelombang mekanik seperti gelombang air, gelombang tali atau gelombang bunyi.
სწორი პასუხია D.

13. Perhatikan sifat-sifat gelombang berikut!
(1) mengalami difraksi
(2) mengalami refleksi
(3) tidak dapat merambat dalam ruang hampa
(4) dapat mengalami polarisasi
(5) bergerak lurus bila melewati dua medium yang berbeda
Dari sifat gelombang di atas yang sesuai dengan ciri-ciri gelombang bunyi adalah….

ა. (1), (2) და (3)
ბ. (1), (2) და (4)
გ. (1), (3) და (4)
დ. (2), (3) და (4)
ე. (3), (4) და (5)

დისკუსია
(1) Difraksi tidak hanya dialami oleh gelombang elektromagnetik seperti gelombang cahaya, tetapi dialami juga oleh gelombang mekanik seperti gelombang bunyi.
(2) Refleksi atau pemantulan dialami oleh gelombang elektromagnetik seperti gelombang cahaya dan gelombang mekanik seperti gelombang bunyi atau gelombang air. Contoh peristiwa pemantulan gelombang bunyi adalah gema.
(3) Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium perambatan agar bisa merambat. Jika tidak ada medium seperti dalam ruang hampa maka gelombang bunyi tidak dapat merambat.

(4) Polarisasi dialami oleh gelombang transversal seperti gelombang tali, gelombang permukaan air dan gelombang elektromagnetik seperti gelombang cahaya. Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal karenanya tidak dapat mengalami polarisasi.
(5) Ketika merambat dari suatu medium ke medium yang berbeda, gelombang bunyi mengalami pembiasan atau pembelokkan arah rambatan. Pembiasan terjadi ketika gelombang mulai memasuki medium yang berbeda.
სწორი პასუხია A.

 

 

კითხვის წყარო:

ეროვნული გამოცდის ფიზიკის კითხვები უფროსი საშუალო სკოლის/პროფესიული საშუალო სკოლისთვის