Formula gelombang bunyi

Contoh soalan dan formula gelombang bunyi

Keamatan bunyi

1. Tahap keamatan bunyi menunjukkan nilai logaritma bagi….

1. Perbandingan antara kuasa di sesuatu tempat dan kuasa yang dihasilkan oleh sumber bunyi
2. Keamatan bunyi per unit luas permukaan
3. Keamatan bunyi pada jarak tertentu dari sumbernya
4. Perbandingan antara keamatan bunyi dan keamatan ambang pendengaran manusia

Perbincangan

Formula tahap keamatan bunyi:
Huraian formula: TI = tahap keamatan, I = keamatan bunyi, I_o = keamatan ambang pendengaran manusia = 10^-12 W / m²
Berdasarkan formula di atas, dapat disimpulkan bahawa tahap keamatan bunyi menyatakan nilai logaritma perbandingan antara keamatan bunyi dan keamatan ambang pendengaran manusia.
Jawapan yang betul ialah D.

2. Keamatan bunyi ialah 6 x 10^-6 W/cm²Jika tahap keamatan kemudiannya ditingkatkan sebanyak 10 dB, maka keamatan tersebut menjadi….

1. 6 x 10^-5 W/cm²
2. 6 x 10^-7 W/cm²
3. 3 x 10^-6 W/cm²
4. 12 x 10^-6 W/cm²

Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Intensiti (I) = 6 x 10^-6 W/cm²
Keamatan ambang (I_o) = 10^-12 W / m² = 10^-12 Dengan 10⁴ cm² = 10^-16 W/cm²
Ditanya: Jika TI ditingkatkan sebanyak 10 dB maka I menjadi….
Jawapan:
Peningkatan keamatan bunyi sebanyak 10 W/m² = 10^-3 W/cm² bersamaan dengan meningkatkan tahap keamatan bunyi sebanyak 10 dB.² W / m² = 10^-2 W/cm² bersamaan dengan meningkatkan tahap keamatan bunyi sebanyak 20 dB. Dan begitulah seterusnya.

Jika tahap keamatan kemudiannya ditingkatkan sebanyak 10 dB, maka keamatan tersebut meningkat sebanyak 10^-3 W/cm²Jadi keamatan menjadi (6 x 10^-6 W/cm²) + (10^-4 W/cm²) = (6 x 10^-6 W/cm²) + (100 x 10^-6 W/cm²) = 100 x 10^-6 W/cm².
Tiada jawapan yang betul.

Resonans gelombang bunyi

3. Lihat gambar berikut!
Selepas garpu tala A digetarkan oleh pemukul, garpu tala B juga bergetar. Peristiwa ini berlaku kerana….

1. Garpu tala A mempunyai amplitud yang sama seperti garpu tala B
2. Kedua-dua garpu tala menggunakan kotak resonans yang sama.
3. Garpu tala B mempunyai frekuensi yang sama seperti garpu tala A
4. Warna bunyi yang dihasilkan oleh kedua-dua garpu tala adalah sama.

Perbincangan
Selepas digetarkan oleh pemukul, garpu tala A menggetarkan udara di sekelilingnya supaya udara juga bergetar dengan frekuensi yang sama. Kemudian udara menggetarkan garpu tala B. Garpu tala B pada dasarnya juga bergetar dengan frekuensi semula jadinya tetapi amplitud getarannya sangat kecil dan getarannya tidak dapat dilihat oleh mata. Oleh kerana frekuensi semula jadi garpu tala B adalah sama dengan frekuensi getaran udara dan frekuensi garpu tala A, molekul udara meningkatkan amplitud getaran garpu tala B. Garpu tala B kelihatan bergetar kerana amplitud getarannya dapat dilihat oleh mata.
Jawapan yang betul ialah C.

4. Sebuah tiub resonans menghasilkan bunyi dengungan yang kuat buat kali pertama apabila panjang turus udara ialah 17 cm dan bunyi dengungan yang kuat buat kali kedua apabila panjang turus udara ialah 51 cm. Jika frekuensi garpu tala yang digunakan ialah 500 Hz. Kelajuan perambatan udara dalam tiub ialah….

1. 138 m / s
2. 230 m / s
3. 340 m / s
4. 461 m / s

Perbincangan
Bentuk tiub resonans ialah satu hujung terbuka dan hujung yang satu lagi tertutup supaya jarak antara titik bucu dan titik antinod masing-masing = panjang tiub minimum = ¼ λ = λ/4.
Formula untuk panjang silinder:
Jarak antara titik nod dan antinod dalam tiub resonans hujung terbuka dan hujung tertutup dipenuhi apabila n ialah nombor ganjil.   
 
Panjang gelombang untuk n₁ = 1 dan L = 0,17 meter:
Panjang gelombang untuk n₂ = 3 dan L = 0,51 meter:
Jawapan yang betul ialah C.

Kelajuan gelombang bunyi

5. Untuk mengukur kedalaman laut, sebuah kapal memancarkan gelombang ultrasonik ke arah dasar laut. Gelombang yang dipantulkan diterima oleh pengesan di kapal 12 saat kemudian. Jika kelajuan gelombang ultrasonik di dalam air ialah 1200 m/s, maka kedalaman laut boleh disimpulkan sebagai….

1. 7,2 km
2. 14,4 km
3. 21,6 km
4. 28,8 km

Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Gelombang yang dipantulkan diterima oleh pengesan di atas kapal dalam masa 12 saat. Jadi 12 saat ialah masa perjalanan pergi balik.
Selang masa (t) = 12 saat / 2 = 6 saat
Kelajuan gelombang ultrasonik dalam air (v) = 1200 m/s
Ditanya: Kedalaman laut
Jawapan:
Kedalaman laut:
s = vt
s = (1200 meter/saat)(6 saat) = 7200 meter = 7,2 kilometer
Jawapan yang betul ialah A.

6. Bunyi guruh kedengaran 8 saat selepas kilat kelihatan. Jika kelajuan cahaya ialah 3 x 10⁸ m/saat dan kelajuan bunyi di udara ialah 340 m/saat, maka jarak antara sumber kilat dan pendengar boleh dianggarkan sama seperti…

1. 1,82 km
2. 2,72 km
3. 4,25 km
4. 7,24 km

Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Selang masa (t) gerakan bunyi = 8 saat
Kelajuan cahaya (v cahaya) = 3 x 10⁸ meter/saat
Halaju bunyi di udara (v bunyi) = 340 meter/saat
Ditanya: Jarak antara sumber kilat dan pendengar
Jawapan:
Kelajuan cahaya begitu besar sehingga kejadian kilat dan kemunculan kilat boleh dianggap berlaku pada masa yang sama.
Jarak dari sumber kilat ke pendengar:
s = vt = (340 meter/saat)(8 saat) = 2720 meter = 2,72 km
Jawapan yang betul ialah B.

7. Di lokasi tertentu, seorang pemerhati mendengar guruh 16,2 saat selepas kemunculan kilat. Jika kelajuan cahaya di udara ialah 3 x 10⁸ m/s dan kelajuan bunyi di udara pada masa itu ialah 343 m/s, maka jarak antara lokasi kilat dan pemerhati yang menghampiri boleh dianggarkan sebagai….

1. 5,5 km
2. 12,5 km
3. 25 km
4. 55 km

Perbincangan
Adalah diketahui bahawa:
Selang masa (t) gerakan bunyi = 16,2 saat
Kelajuan cahaya (v cahaya) = 3 x 10⁸ meter/saat
Halaju bunyi di udara (v bunyi) = 343 meter/saat
Ditanya: Jarak antara lokasi kilat dan pemerhati
Jawapan:
Kelajuan cahaya begitu besar sehingga kejadian kilat dan kemunculan kilat boleh dianggap berlaku pada masa yang sama.
Jarak dari sumber kilat ke pendengar:
s = vt = (343 meter/saat)(16,2 saat) = 5556,6 meter = 5,5 km
Jawapan yang betul ialah A.

Frekuensi gelombang bunyi

8. Not C yang dihasilkan oleh tali gitar dan not C yang dihasilkan oleh piano mempunyai persamaan dalam hal….

1. frekuensi bunyi
2. warna bunyi
3. amplitud bunyi
4. keamatan bunyi

Perbincangan
Not C tali gitar dan not C piano mempunyai persamaan dari segi frekuensi atau pic bunyi.
Jawapan yang betul ialah A.

Penyebaran gelombang bunyi

9. Pada siang hari, udara yang lebih dekat dengan tanah mempunyai suhu yang lebih tinggi daripada udara yang lebih jauh dari tanah. Pada waktu malam, sebaliknya berlaku; udara yang lebih dekat dengan tanah mempunyai suhu yang lebih rendah daripada udara yang lebih jauh dari tanah. Oleh itu…

1. Pada siang hari, bunyi bergerak lebih ke atas berbanding secara mendatar
2. Pada waktu malam, bunyi bergerak lebih ke atas berbanding secara mendatar
3. Siang atau malam, bunyi bergerak ke semua arah.
4. Siang dan malam, bunyi merambat lebih mendatar daripada ke atas

Perbincangan
Pada siang hari, udara yang lebih dekat dengan tanah mempunyai suhu yang lebih tinggi daripada udara yang lebih jauh dari tanah. Dalam erti kata lain, pada siang hari, udara yang lebih dekat dengan tanah adalah lebih panas daripada udara yang lebih jauh dari tanah. Udara yang lebih panas mempunyai ketumpatan yang lebih rendah, jadi ia bergerak ke atas dengan lebih mudah. ​​Oleh itu, pada siang hari, udara bergerak ke atas lebih banyak. Bunyi bergerak melalui udara, dan bunyi bergerak ke semua arah. Walau bagaimanapun, kerana udara bergerak ke atas lebih banyak pada siang hari, bunyi juga bergerak ke atas lebih banyak.

Sebaliknya, pada waktu malam, udara tidak bergerak ke atas dengan banyak, jadi bunyi tidak bergerak ke atas dengan banyak. Inilah sebabnya mengapa bunyi yang jauh dapat didengari pada waktu malam, manakala bunyi yang jauh sukar didengari pada waktu siang.
Jawapan yang betul ialah A.