ULIMORANGKIR

Tahun Pelajaran : 2023 / 2024

Semester : II(Dua)

Materi : Getaran, Gelombang, dan Bunyi

Hari / tanggal :

Pilihan Berganda

1. Perbandingan periode getar benda A dan B adalah

3 : 2. Jika frekuensi benda A 100 getaran per

detik, frekuensi benda B dalam getaran per

detik adalah …

a. 50 c. 150

b. 75 d. 200

Pembahasan :

Periode T_A : T_B = 3 : 2

Frekuensi f_A = 100 Hz

Maka frekuensi f_B = … ?

Kunci : c

2. Perhatikan tabel berikut ini

Pegas	Jumlah	Waktu
Pegas	Getaran	(s)
I	12	6
II	6	12
III	14	7
IV	20	5

Pegas yang mempunyai periode yang sama

ditunjukkan oleh pegas nomor …

a. I dan II c. II dan IV

b. I dan III d. III dan IV

Pembahasan :

Untuk menentukan jawaban yang benar,

silahkan dicoba satu per satu.

Pegas I

Pegas II

Pegas III

Pegas IV

Kunci : b

3. A bergetar dengan frekuensi 5 Hz dan B bergetar dengan periode 0,1 sekon dan mulai bergetar bersamaan. Jika A telah bergetar sebanyak 24 getaran, jumlah getaran yang dilakukan B adalah …

a. 48 getaran c. 12 getaran

b. 24 getaran d. 4,8 getaran

Pembahasan :

Dik :

Nama benda

Banyak getaran

(n)

Frekuensi

(f)

Periode

(T)

Benda A

5 Hz

Benda B

0,1 s

bergetar bersamaan.

Dit : banyak getaran benda B, n_B = … ?

Peny :

Bergetar bersamaan berarti t_A = t_B.

Kunci : a

4. Contoh dari gelombang transversal dan longitudinal yang tepat adalah …

	Gelombang	Gelombang
	Transversal	Longitudinal
a	Cahaya	Riak – riak air
b	Radio	Bunyi
c	Bunyi	Cahaya
d	Riak – riak air	Radio

Pembahasan :

Gelombang radio merupakan gelombang elektromagnetik, memiliki bentuk transversal. Dan bunyi merupakan gelombang longitudinal.

Kunci : b

5. Dua puluh gelombang dihasilkan pada tali dalam waktu 5 sekon. Jika cepat rambat gelombang 20 m/s, panjang gelombangnya adalah …

a. 4 meter c. 8 meter

b. 5 meter d. 10 meter

Pembahasan :

Dik :

Banyak gelombang, n = 20 gelombang

Waktu yang dibutuhkan, t = 5 sekon

Cepat rambat gelombang, v = 20 m/s

Dit :

Panjang gelombang, λ = … ?

Peny :

Terlebih dahulu kita cari nilai f,

Terakhir kita dapat menghitung λ,

Kunci : b

6. Sebuah botol berayun di permukaan air kolam. Dalam 5 sekon botol berayun sebanyak 10 siklus. Jika panjang gelombang 9,0 m. Maka laju perambatan gelombang adalah …

a. 18 m/s c. 45 m/s

b. 36 m/s d. 90 m/s

Pembahasan :

Dik :

Banyak ayunan botol, n = 10 siklus

Panjang gelombang, λ = 9 m

Waktu yang dibutuhkan, t = 5 sekon

Dit :

Laju rambatan gelombang, v = … ?

Peny :

Hitunglah terlebih dahulu nilai f.

Maka laju perambatan, v :

Kunci : a

7. Ujung sebuah tali digetarkan naik – turun secara berkala sehingga terjadi gelombang tali. Jika waktu gerakan ujung tali dari posisi tinggi maksimum ke tinggi maksimum berikutnya adalah 0,2 s dan jarak dari lembah ke puncak terdekat pada tali adalah 30 cm, maka cepat rambat dan frekuensi gelombang adalah …

a. 300 cm/s dan 5 Hz c. 150 cm/s dan 5 Hz

b. 300 cm/s dan 0,2 Hz d. 150 cm/s dan 0,2 Hz

Pembahasan :

Dik :

Waktu dari posisi maksimum ke posisi maksimum berikutnya, t = 0,2 sekon. (berarti waktu yang dimaksud sama saja dengan periode, T = 0,2 s).

Jarak dari lembah ke puncak berikutnya, x = 30 cm.

Dit :

cepat rambat, v = … ? & frekuensi gelombang, f = … ?

peny :

perhatikan gambar di bawah ini,

Frekuensi gelombang, f :

Banyak gelombang, n = ¼ + ¼ = ½ gelombang

Maka panjang gelombangnya,

Maka cepat rambat gelombangnya, v :

Kunci : a

8. Gelombang permukaan air suatu danau tampak seperti gambar berikut.

Waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari gabus 1 ke gabus 2 adalah 3 sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah …

a. 0,2 m/s c. 20 m/s

b. 3,6 m/s d. 36 m/s

Pembahasan :

Dik :

Jarak gelombang, x = 60 cm = 0,6 m

Waktu gelombang, t = 3 sekon

Dit :

Cepat rambat gelombang, v = … ?

Peny :

Kunci : a

9. Gambar berikut menunjukkan sebuah gelombang

transversal

Jika cepat rambat gelombang adalah 2 cm/s, pasangan amplitudo dan panjang gelombang yang benar adalah …

	Amplitudo	Panjang gelombang
	(cm)	(cm)
a	0,020	0,006
b	0,003	0,02
c	0,003	0,04
d	0,006	0,04

Pembahasan :

Perhatikan gambar gelombangnya,

Pada sumbu y ada angka + 0,006 cm dan – 0,006 cm, secara tidak langsung sudah menjawab amplitudo gelombangnya A = ± 0,006 cm.

Untuk menghitung panjang gelombangnya, terlebih dahulu kita carikan frekuensinya melalui data pada gambar. Dimana banyak gelombang (n = 3/2 gelombang) dan waktunya (t = 0,03 sekon).

Kunci : d

10. Sebuah tambur dipukul, kulitnya bergetar sebanyak 50 kali

dalam setengah sekon. Bunyi tambur merambat di udara dan

terdengar pada jarak 1 km setelah 3,125 sekon.

Panjang gelombang bunyi tambur dan periode getar kulit

tambur berturut – turut adalah …

a. 6,4 meter dan 0,02 sekon

b. 6,4 meter dan 0,01 sekon

c. 3,2 meter dan 0,02 sekon

d. 3,2 meter dan 0,01 sekon

Pembahasan

Dik :

Waktu getaran, t₁ = ½ sekon

Banyak getaran, n = 50 kali

Jarak rambatan bunyi, x = 1 km = 1.000 m

Waktu rambatan, t₂ = 3,125 sekon

Dit :

Panjang gelombang bunyi, λ = … ?

Dan periode getar, T = …?

Peny :

Periode getar tambur, T :

Frekuensi getar tambur sama dengan frekuensi bunyi rambatan tambur (f₁ = f₂).

Maka panjang gelombang rambat bunyi, λ dapat kita tentukan.

Persamaan (1) dan (2) kita substitusikan,

Kunci : d

11. Dua nada dengan kuat bunyi berbeda tetapi tinggi nadanya sama dimainkan pada suatu instrumen musik. Kedua gelombang bunyi yang dihasilkan akan memiliki …

a. Amplitudo sama dan cepat rambat sama

b. Frekuensi sama dan cepat rambat sama

c. Amplitudo berbeda dan cepat rambat sama

d. Amplitudo berbeda dan cepat rambat berbeda

Pembahasan :

Tinggi/rendahnya nada ditentukan besar kecilnya nilai frekuensi. Jadi dari soal diketahui tinggi nadanya sama, berarti f₁ = f₂.

Kuat/lemahnya bunyi ditentukan oleh amplitudo. Dari soal kita ketahui dua nada dengan kuat bunyi berbeda, berarti amplitudo A₁ ≠ A₂.

Cepat rambat bunyi dirumuskan v = f x λ, berarti cepat rambat bunyi berbanding lurus dengan frekuensi (f ∞ v). Yang artinya jika frekuensi makin besar maka cepat rambat pun makin besar (f >> maka v >>). Tetapi perlu diingat cepat rambat bunyi sudah tetap sekitar ± 340 m/s.

Kesimpulan opsi b dan c berpeluang sama – sama benar.

Kunci : b/c

12. Cepat rambat bunyi di udara, dalam air, dan baja

yang tepat adalah …

	Udara	Air	Baja
	(m/s)	(m/s)	(m/s)
a	330	6.000	1.500
b	330	1.500	6.000
c	6.000	330	1.500
d	6.000	1.500	330

Pembahasan :

Cepat rambat bunyi memiliki urutan, cepat rambat bunyi pada zat padat lebih besar dari pada cepat rambat bunyi di dalam zat cair. Dan bahkan cepat rambat bunyinya lebih besar dari pada di udara (v_padat > v_cair > v_udara). Dari tabel dapat kita lihat urutan yang benarnya adalah opsi b.

Kunci : b

13. Sebuah mikrofon yang dihubungkan ke sebuah layar osiloskop menerima sebuah nada murni yang diperlihatkan sebagai sketsa gelombang. Sebuah instrumen musik dimainkan untuk menghasilkan nada dengan tinggi yang sama tetapi dengan kualitas yang berbeda. Sketsa gelombang berikut yang akan didisplai di layar osiloskop adalah …

Pembahasan :

Dari soal terlihat penekanan tampilan dimonitor (displai), dan tidak meminta kita menjawab perbandingan bentuk gelombang dengan frekuensi sama dan kualitas yang berbeda. Maka perhatikan saja tampilan monitor pada osiloskopnya, seperti gambar di bawah ini.

Kunci : d

14. Tinggi nada suatu dawai semakin besar jika …

a. Panjang dawai diperbesar dan luas

penampangnya diperkecil

b. Tegangan dan panjang dawai diperkecil

c. Tegangan dan luas penampang dawai

diperbesar

d. Panjang dawai diperkecil dan tegangannya

diperbesar

Pembahasan :

Perhatikan gambar di bawah ini,

Tinggi/rendah nada yang dihasilkan dawai ditentukan oleh nilai frekuensinya. Sekarang akan kita pelajari rumus frekuensi pada dawai.

Dimana :

L = panjang dawai/senar (m),

T = tegangan tali senar/dawai (N),

n = frekuensi bunyi ke – n (n = 0, 1, 2, … ),

μ = kerapatan massa dawai tiap panjang(l)nya (kg/m),

w = berat beban yang memberikan tegangan (N),

m = massa senar/dawai (kg).

terlihat dari rumusannya, jika kita berharap frekuensi dawai/senar menjadi tinggi. Maka tindakan yang harus dilakukan adalah :

· memperpendek panjang senar/dawai,

· membuat tegangan tali senar/dawai

menjadi lebih besar,

· mencari kerapatan tali senar/dawai (μ)

yang lebih kecil nilainya.

Kesimpulannya, panjang dawai diperpendek dan tegangan tali senar diperbesar.

Kunci : d

15. Sebuah sumber gelombang sonar berfrekuensi 100 kHz di udara mempunyai panjang gelombang 3 mm. Jika laju gelombang bunyi di air adalah 5/3 kali laju gelombang bunyi di udara, panjang gelombang bunyi yang dikeluarkan oleh sumber gelombang tersebut di dalam air adalah …

a. 5 m c. 5 cm

b. 5 dm d. 5 mm

Pembahasan :

Dik :

Di udara,

Frekuensi sonar, f_u = 100 kHz = 100 000 Hz

Panjang gelombangnya, λ_u = 3 mm

Perbandingan laju bunyi, v_air = 5/3 v_udara.

Dit :

panjang gelombang bunyi di dalam air, λ_air = … ?

Peny :

Penting dicatat, frekuensi nilainya tetap saat

berpindah dari satu medium ke medium lain.

Kunci : d

16. Berikut yang merupakan bentuk pemanfaatan dari gelombang

bunyi adalah …

a. Menentukan lokasi kawanan ikan dalam laut

b. Sterilisasi tabung – tabung uji laboratorium

c. Membunuh sel – sel kanker

d. Remote control televisi

Pembahasan :-

Catatan : ini hafalan

Kunci : a

17. Seorang perenang dekat laut menerima dua goncangan yang berasal dari ledakan dinamit pada permukaan air. Goncangan yang satu melalui udara dan yang lain melalui air. Jika selisih waktu pendengaran itu 4 sekon, jarak terjadinya ledakan dari perenang tersebut adalah … (cepat rambat bunyi di udara 340 m/s dan cepat rambat bunyi dalam air laut 1.500 m/s).

a. 1,76 km c. 170 km

b. 17,6 km d. 176 km

Pembahasan :

Dik :

Cepat rambat bunyi di udara, v_u = 340 m/s

Cepat rambat bunyi di air, v_a = 1500 m/s

Selisih waktu, ∆t = 4 sekon

Dit :

jarak ledakan dengan si perenang, s = … ?

peny :

Maka jarak si perenang dari ledakan, dengan terlebih dahulu kita mencari tahu waktu t_air.

Maka jarak si perenang terhadap ledakan,

Kunci : a

18. Sebuah kapal sedang mengapung di permukaan laut berkedalaman 300 m. Sebuah pengirim gema pada bagian bawah kapal mengirim suatu pulsa ultrasonik ke bawah dan gemanya diterima dari dasar laut 1,5 sekon kemudian. Jika pengirim gema secara kontinu menghasilkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi 5 kHz, maka panjang gelombang ultrasonik di dalam air adalah …

a. 0,08 meter c. 0,06 meter

b. 0,8 meter d. 0,6 meter

Pembahasan :

Perhatikan gambar berikut,

Cepat rambat bunyi, v :

Maka panjang gelombangnya,

Kunci : a

19. Dua anak pada posisi A dan B, ada di depan sebuah bagunan tinggi, seperti ditunjukkan dalam gambar. Anak A melakukan sebuah tepuk tangan dan anak B yang berdiri di belakangnya, mendengar dua tepuk tangan yang berselisih waktu 2 sekon.

Berdasarkan informasi tersebut, besar cepat rambat bunyi adalah …

a. 150 m/s c. 350 m/s

b. 300 m/s d. 500 m/s

Pembahasan :

Selisih waktu, ∆t = 2 sekon

ó ∆t = t₂ – t₁

ó 2 = t₁ – t₂

ó t₁ = 2 + t₂

Selama t₁ bunyi sudah menempuh jarak, s_t1 :

S_t1 = 150 m + 150 m + 200 m = 500 m.

Selama t₂ bunyi hanya menempuh jarak, s₂ = 200 m.

Cepat rambat bunyi di tempat si A dan B dapat dipastikan sama (v_A = v_B).

Maka cepat rambat bunyi di udara di tempat kedua anak dapat kita hitung.

Kunci : a

20. Andi berdiri di dasar jurang diantara dua tebing yang tinggi, kemudian ia berteriak. Ia mendengar dua gema, pertama setelah 1 sekon dan kedua setelah 1,5 sekon. Jika cepat rambat bunyi di udara pada saat itu adalah 320 m/s, jarak antara kedua tebing adalah …

a. 400 meter c. 240 meter

b. 320 meter d. 200 meter

Pembahasan :

Waktu gem pertama, t₁ = 1 s dan waktu gema kedua,

t₂ = 1,5 s dan cepat rambat bunyi di udara 320 m/s.

Kunci : a

A) MATERI AJAR CERMIN DATAR

Sebatang tongkat homogen panjangnya L dan massanya M, salah satu ujungnya bersandar pada dinding licin dan membentuk sudut θ terhadap dinding, sedangkan ujung yang lain terletak pada lantai kasar.

a. Tentukan nilai gaya kontak dinding terhadap

tongkat (nyatakan dalam M, g, dan L)

b. Tentukan nilai gaya kontak dinding terhadap

tongkat jika sudut θ tidak diketahui, tetapi

diketahui koefisien gesek statisnya sebesar μ.

(nyatakan dalam μ, M, dan g).

Pembahasan :

Langkah pertama, buat gambaran soal

Langkah kedua, mari kita pahami kondisi tongkat

Dari soal dan diperkuat dengan gambar pada langkah pertama. Dapat disimpulkan tongkat diam atau setimbang, yang berarti diam dalam gerak translasinya. Tetapi setimbang dalam gerak rotasinya.

Langkah ketiga, kita jawab bagian a)

Yang ditanyakan adalah gaya kontak dinding terhadap tongkat N_A. Dan titik B sebagai titik tumpu.