Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten/kota – Gelombang bunyi

Intensitas bunyi

1. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.20
Tingkat intensitas suatu bunyi menyatakan nilai logaritma dari….

  1. Perbandingan antara daya di suatu tempat dengan daya yang dihasilkan oleh suatu sumber bunyi
  2. Intensitas suatu bunyi per satuan luas permukaan
  3. Intensitas suatu bunyi pada jarak tertentu dari sumbernya
  4. Perbandingan antara intensitas suatu bunyi dengan intensitas ambang pendengaran manusia

Pembahasan

Rumus tingkat intensitas bunyi :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Gelombang bunyi 1Keterangan rumus : TI = tingkat intensitas, I = intensitas suatu bunyi, Io = intensitas ambang pendengaran manusia = 10-12 W/m2
Berdasarkan rumus di atas dapat disimpulkan tingkat intensitas suatu bunyi menyatakan nilai logaritma dari perbandingan antara intensitas suatu bunyi dengan intensitas ambang pendengaran manusia.
Jawaban yang benar adalah D.

2. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.22
Intensitas suatu bunyi adalah 6 x 10-6 W/cm2. Jika kemudian taraf intensitasnya dinaikkan sebesar 10 dB, maka intensitasnya 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

Pembahasan
Diketahui :
Intensitas (I) = 6 x 10-6 W/cm2
Intensitas ambang (Io) = 10-12 W/m2 = 10-12 W / 104 cm2 = 10-16 W/cm2
Ditanya : Jika TI dinaikkan 10 dB maka I menjadi….
Jawab :
Penambahan intensitas bunyi sebesar 10 W/m2 = 10-3 W/cm2 setara dengan penambahan taraf intensitas bunyi sebesar 10 dB. Penambahan intensitas bunyi sebesar 102 W/m2 = 10-2 W/cm2 setara dengan penambahan taraf intensitas bunyi sebesar 20 dB. Demikian seterusnya.

Jika kemudian taraf intensitasnya dinaikkan sebesar 10 dB, maka intensitasnya bertambah 10-3 W/cm2. Jadi intensitasnya 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.
Tidak ada jawaban yang benar.

Resonansi gelombang bunyi
3. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.17
Perhatikan gambar berikut!
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Gelombang bunyi 2Setelah garpu tala A digetarkan oleh pemukul, garpu tala B ikut bergetar. Peristiwa tersebut terjadi karena….

  1. Garpu tala A memiliki amplitudo sama dengan garpu tala B
  2. Kedua garpu tala menggunakan kotak resonansi yang sama
  3. Garpu tala B mempunyai frekuensi sama dengan garpu tala A
  4. Warna bunyi yang ditimbulkan kedua garpu tala sama.

Pembahasan
Setelah digetarkan oleh pemukul, garpu tala A menggetarkan udara di sekitarnya sehingga udara juga bergetar dengan frekuensi yang sama. Selanjutnya udara menggetarkan garputala B. Garputala B pada dasarnya juga sedang bergetar dengan frekuensi alami tetapi amplitudo getarannya sangat kecil dan getarannya tidak dapat dilihat oleh mata. Karena frekuensi alami garputala B sama dengan frekuensi getaran udara dan frekuensi garputala A maka molekul udara memperbesar amplitudo getaran garputala B. Garputala B tampak bergetar karena amplitudo getarannya dapat dilihat oleh mata.
Jawaban yang benar adalah C.

4. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.21
Sebuah tabung resonansi menghasilkan suara dengungan keras untuk pertama kalinya pada saat panjang kolom udara 17 cm dan suara dengungan keras untuk kedua kalinya pada saat panjang kolom udara 51 cm. Bila frekuensi garpu tala yang digunakan adalah 500 Hz. Cepat rambat udara di dalam tabung tersebut adalah….

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

Pembahasan
Bentuk tabung resonansi adalah salah satu ujungnya terbuka dan ujung lainnya tertutup sehingga jarak antara titik simpul dan titik perut berurutan = panjang tabung minimum = ¼ λ = λ/4.
Rumus panjang tabung :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Gelombang bunyi 3Jarak antara titik simpul dan titik perut pada tabung resonansi yang berujung terbuka dan tertutup terpenuhi ketika n berupa bilangan ganjil.   
 
Panjang gelombang untuk n1 = 1 dan L = 0,17 meter :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Gelombang bunyi 4Panjang gelombang untuk n2 = 3 dan L = 0,51 meter :
Pembahasan soal OSN fisika SMP tingkat kabupaten kota – Gelombang bunyi 5Jawaban yang benar adalah C.

Cepat rambat gelombang bunyi
5. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.19
Untuk mengukur kedalaman laut, sebuah kapal memancarkan gelombang ultrasonik ke dasar laut. Pantulan gelombang tersebut diterima oleh detektor di kapal 12 sekon kemudian. Jika kecepatan gelombang ultrasonik di dalam air adalah 1200 m/s, maka dapat disimpulkan kedalaman laut tersebut adalah….

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

Pembahasan
Diketahui :
Pantulan gelombang tersebut diterima oleh detektor di kapal 12 sekon. Jadi 12 sekon adalah waktu pergi pulang.
Selang waktu (t) = 12 sekon / 2 = 6 sekon
Kecepatan gelombang ultrasonik di dalam air (v) = 1200 m/s
Ditanya : Kedalaman laut (s)
Jawab :
Kedalaman laut (s) :
s = v t
s = (1200 meter/sekon)(6 sekon) = 7200 meter = 7,2 kilometer
Jawaban yang benar adalah A.

6. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.22
Suara halilintar terdengar 8 detik setelah terlihatnya sebuah kilat. Jika kecepatan cahaya 3 x 108 m/det dan kecepatan bunyi di udara 340 m/det, maka jarak antara sumber halilintar dengan pendengar dapat diperkirakan sama dengan…

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

Pembahasan
Diketahui :
Selang waktu (t) gerak bunyi = 8 detik
Kecepatan cahaya (v cahaya) = 3 x 108 meter/detik
Kecepatan bunyi di udara (v bunyi) = 340 meter/detik
Ditanya : Jarak antara sumber halilintar dengan pendengar
Jawab :
Kecepatan cahaya sangat besar sehingga terjadinya kilat dan terlihatnya kilat dapat dianggap terjadi pada waktu bersamaan.
Jarak sumber halilintar ke pendengar :
s = v t = (340 meter/detik)(8 detik) = 2720 meter = 2,72 km
Jawaban yang benar adalah B.

7. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2011 No.28
Di sebuah tempat seorang pengamat mendengar suara halilintar 16,2 detik setelah penampakan kilat. Jika kecepatan cahaya di udara 3 x 108 m/s dan cepat rambat bunyi di udara saat itu 343 m/s, maka dapat ditaksir jarak antara lokasi petir dan pengamat mendekati….

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

Pembahasan
Diketahui :
Selang waktu (t) gerak bunyi = 16,2 detik
Kecepatan cahaya (v cahaya) = 3 x 108 meter/detik
Kecepatan bunyi di udara (v bunyi) = 343 meter/detik
Ditanya : Jarak antara lokasi petir dan pengamat
Jawab :
Kecepatan cahaya sangat besar sehingga terjadinya kilat dan terlihatnya kilat dapat dianggap terjadi pada waktu bersamaan.
Jarak sumber halilintar ke pendengar :
s = v t = (343 meter/detik)(16,2 detik) = 5556,6 meter = 5,5 km
Jawaban yang benar adalah A.

Frekuensi gelombang bunyi
8. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.24
Nada C yang dihasilkan oleh senar gitar dan nada C yang dihasilkan oleh piano memiliki kesamaan dalam hal….

  1. frekuensi bunyi
  2. warna bunyi
  3. amplitudo bunyi
  4. intensitas bunyi

Pembahasan
Nada C senar gitar dan nada C piano memiliki kesamaan dalam hal frekuensi bunyi atau nada bunyi.
Jawaban yang benar adalah A.

Perambatan gelombang bunyi
9. Soal Olimpiade Sains Nasional SMP Tingkat Kabupaten/Kota Tahun 2010 No.25
Pada siang hari udara yang berada lebih dekat ke tanah memiliki suhu yang lebih tinggi dari suhu udara yang berada lebih jauh dari tanah. Pada malam hari terjadi sebaliknya, udara yang berada lebih dekat ke tanah memiliki suhu yang lebih rendah dari suhu udara yang berada lebih jauh dari tanah. Karena itu….

  1. Siang hari bunyi lebih banyak merambat ke atas daripada ke arah mendatar
  2. Malam hari bunyi lebih banyak merambat ke atas daripada ke arah mendatar
  3. Siang maupun malam hari bunyi merambat ke arah mana saja
  4. Siang maupun malam hari bunyi lebih banyak merambat ke arah mendatar daripada ke atas

Pembahasan
Pada siang hari, udara yang berada lebih dekat ke tanah memiliki suhu yang lebih tinggi dari suhu udara yang berada lebih jauh dari tanah. Dengan kata lain, pada siang hari udara yang berada lebih dekat ke tanah lebih panas daripada udara yang berada lebih jauh dari tanah. Udara yang lebih panas mempunyai massa jenis lebih kecil sehingga mudah bergerak ke atas. Jadi pada siang hari udara lebih banyak bergerak ke atas. Bunyi merambat melalui udara dan bunyi merambat ke arah mana saja. Walaupun demikian, karena pada siang hari udara lebih banyak bergerak ke atas maka bunyi juga lebih banyak merambat ke atas.

Sebaliknya pada malam hari udara tidak banyak bergerak ke atas sehingga bunyi juga tidak banyak merambat ke atas. Hal ini yang menjadi alasan mengapa pada malam hari bunyi dari jarak jauh dapat didengar sedangkan pada siang hari bunyi dari jarak jauh sulit didengar.
Jawaban yang benar adalah A.

Ukuran Kertas : F4, Jumlah halaman : 74

Materi Pembahasan Soal :

  • Besaran, satuan, dimensi, pengukuran dan angka penting
  • Resultan vektor, besaran vektor dan skalar
  • Hukum Gerak Newton
  • Gerak Lurus
  • Usaha dan Energi Mekanik, Pesawat Sederhana
  • Fluida Statis
  • Gelombang Bunyi
  • Osilasi
  • Gelombang Mekanik
  • Alat Optik Cermin dan Lensa
  • Alat Optik Mata, Kacamata dan Teropong
  • Gelombang Cahaya
  • Pemuaian
  • Skala Suhu, Kalibrasi termometer
  • Kalor, Perubahan Wujud, Perpindahan Kalor, Asas Black
  • Muatan listrik, Gaya listrik
  • Rangkaian listrik, Hambatan listrik
  • Energi dan Daya listrik, Gerak Partikel Bermuatan
  • Hukum Ampere, GGL induksi, Transformator
Anda perlu masuk untuk melihat isi sepenuhnya. Silahkan . Bukan Member? Bergabung

Penulis, Netpreneur, Guru. Dari Lembata/Flores Timur, Nusa Tenggara Timur.