materi fisika sma

1. 1. suara guntur terdengar 12 sekon
setelah kilat terlihat. Jika jarak asal kilat
dari pengamat adalah 3960 m, berapakah
cepat rambat bunyi?
Jawab:
3960
330
12
m/s
s
v
t
= = =
2. seorang anak melepaskan sebuah
kelereng dari tepi atas sebuah sumur.
Setelah 13
8
sekon, ia mendengar bunyi
kelereng menyentuh air. Jika g = 2
10m/s
dan laju rambat bunyi 360 m/s,
tentukanlah kedalaman permukaan air
sumur diukur dari tepi atas sumur.
Jawab:
Missal batu mencapai permukaan air
sumur dalam selang waktu t,
2
2
2
1 1
(3 )
2 8
1 25
(10) 360
2 8
5 360 1125 0
,
3
rambatbunyigt v t
t t
t t
selesaikan persamaantersebut kita dapatkan
t s
= −
⎛ ⎞
× = × −⎜ ⎟
⎝ ⎠
+ − =
=
maka bunyi merambat dalam selang
waktu
1 1
3 3
8 8
s− =
1
360 45
8
mh = × =
3. seorang siswa X berdiri diantara dua
dinding P dan Q seperti ditunjukan pada
gambar dibawah ini. Ketika ia bertepuk
tangan sekali, ada suatu beda waktu 2,1
sekon di antara bunyi pantul dari dua
dinding. Berapakah cepat rambat bunyi
diudara?
Jawab:
Misal bunyi memantul kedinding P dan
terdengar bunyinya dalam selang waktu
t,
2
2,1
100 450
2,1
100 210 450
0,6
2 200
0,6
333,33
s
m/s
p Q
P
rambat
rambat
s s
t t
t t
t t
t
s
v
t
v
=
+
=
+
+ =
=
= =
=
4. sebuah jalan mebentang ditengah-
tengah antara dua barissan gedung yang
sejajar. Seorang pengendara motor
dengan kelajuan 36 km/jam
membunyikan klakson. Ia mendengar
X
100 m 450 m
P Q

2. gemanya 1 detik kemudian. Cepat
rambat bunyi adalah 330 m/s.
a. tentukan jarak antara kedua
barisan gedung itu.
b. kapankah ia akan mendengar
gema untuk kedua kalinya?
Jawab:
Pengendara motor berada ditengah-
tengah gedung, misal jarak gedung
adalah d,
a.
1
2
2
1
2
2330
1
330m
rambat
d
v
t
d
d
×
=
×
=
=
b.
1
4
2
1
4 330
2 2
330
s
rambat
d
v
t
t
×
=
× ×
= =
5. dua buah pengeras suara saling
berhadapanpada jarak pisah 100 m dan
dihubungkan ke pembangkit sinyal yang
sama, yang memberikan sinyal dengan
frekuensi 110 Hz.
a. jelaskan variasi kuat bunyi yang
terdengar sepanjang garis yang
menghubungkan kedua pengeras
suara.
b. seseorang berjalan sepanjang
garis mulai dari salah satu
pengeras suara menuju pengeras
suara lainnya dengan kecepatan
konstan 2,00 m/s. diukur dari t =
0 pada kedudukan aalnya,
kapankah orang itu akan
mendengar: (i) bunyi paling
lemah? Dan (ii) bunyi paling
kuat?
(cepat rambat bunyi 330 m/s).
Jawab:
Saya tinggalkan soal ini sebagai bahan
diskusi teman-teman…… ^_^
6. pada gambar berikut ini ditunjukan
dua buah sumber bunyi yang identik dan
sefase karena mengeluarkan puncak
gelombang pada saat yang bersamaan.
Panjang gelombang adalah 100 cm. jika
2r diketahui 150 cm, tentukan jarak 1r
yang mungkin pada keadaan dimana:
a. di P terdengar bunyi yang paling
kuat
b. di P terdengar bunyi yang paling
lemah.

3. Jawab:
a. bunyi terdengar paling kuat ketika
1 2
s n
r r n
λ
λ
∆ =
− =
misalkan n = 0,
1
1
50
50cm
r
r
= +
=
b. bunyi terdengar paling lemah ketika
1 2
1
2
1
2
s n
r r n
λ
λ
⎛ ⎞
∆ = +⎜ ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
− = +⎜ ⎟
⎝ ⎠
Misal n = 0,
1 2
1
1
1
2
1
2
1
50 100
2
100cm
s n
r r n
r
r
λ
λ
⎛ ⎞
∆ = +⎜ ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
− = +⎜ ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
= + ×⎜ ⎟
⎝ ⎠
=
7. interferometer bunyi seperti
ditunjukan pada gambar diatas
dijalankan oleh sebuah pengeras suara
yang memancarkan frekuensi 400 Hz.
Cepat rambat bunyi diudara 340 m/s.
jika interferensi destruktif pada suatu
saat tertentu, berapa jauh pipa U harus
digeser agar terdengar:
a. interferensi konstruktif, dan
b. interferensi destruktif sekali lagi.
Jawab:
Saya tinggalkan soal ini untuk bahan
diskusi teman-teman
Semangat....!!!!
8. sebuah ambulans bergerak dengan
kelajuan 10 m/s sambil membunyikan
sirine dengan frekuensi 400 Hz. Cepat
rambat bunyi diudara adalah 340 m/s.
seorang pengendara motor mula-mula
mendekat dan kemudian menjauh
dengan kelajuan 5 m/s. berapa frekuensi
sirine yang didengar oleh pengendara
ketika ia mendekati ambulans dan
menjauhi ambulans?
S1
S2
r1
r2
r1
r2
P
Pengeras
suara
pendengar

4. Jawab:
Ketika mendekati ambulans:
340 5
400
340 10
418,18
p
P s
s
P
P
v v
f f
v v
f
f Hz
+
=
−
+
= ×
−
=
Ketikamenjauhi ambulans:
340 5
400
340 10
382,85
p
P s
s
P
P
v v
f f
v v
f
f Hz
−
=
+
−
= ×
+
=
9. kereta A dengan kelajuan 20 m/s dan
kereta B dengan kelajuan 46 m/s
bergerak saling mendekati. Cepat rambat
bunyi diudara adalah 350 m/s. jika
masnis kereta A mebunyikan peluit
denga frekuensi 200 Hz, berapa
frekuensi peluit yang didengar oleh
masinis keeta B?
Jawab:
350 46
200
350 20
240Hz
p
P s
s
P
P
v v
f f
v v
f
f
+
=
−
+
= ×
−
=
10. pada kasus 1, sumber bunyi dan
pendengar bergerak saling mendekati
dengan kecepatan masing-masing 68
m/s. pada kasus kedua, sumber bunyi
dan pendengar bergerak saling menjauhi
dengan kecepatan masing-masing 68
m/s. tentukan perbandingan frekuensi
yang didengar oleh pendengar pada
kasus 1 dan kasus 2. (cepat rambat
bunyi diudara = 340 m/s)
Jawab:
Kasus I:
340 68
340 68
408
272
pP
s s
P
s
P
s
v vf
f v v
f
f
f
f
+
=
−
+
=
−
=
Kasus II:
340 68
340 68
272
408
pP
s s
P
s
P
s
v vf
f v v
f
f
f
f
−
=
+
−
=
+
=
11 sebuah sumber bunyi dengan
frekuensi sebesar 1024 Hz bergerak
mendekati seorang pengamat dengan
kecepatan 34 m/s. cepat rambat bunyi
adalah 340 m/s. jika pengamat bergerak
menjauhi sumber bunyi dengan
kecepatan 17 m/s, tentukan frekuensi
bunyi yang didengar oleh pengamat.

5. Jawab:
340 17
1024
340 34
1080,89
p
P s
s
P
P
v v
f f
v v
f
f Hz
−
=
−
−
= ×
−
=
12. dua buah garpu tala ( A dan B)
menghasilkan 4 layangan per detik
ketika dibunyikan pada saat yang
bersamaan. Jika A memiliki frekuensi
508 Hz, berapa frekuensi B yang
mungkin?
Jawab:
Kemungkinan pertama:
4 508
504Hz
L A B
B
B
f f f
f
f
= −
= −
=
Kemungkinan kedua:
4 508
512Hz
L B A
B
B
f f f
f
f
= −
= −
=
13. sebuah garpu tala yang diam bergetar
dengan frekuensi 384 Hz. Garpu tala
lainnya yang bergetar dengan frekuensi
380 Hz dibawa seorang anak yang
berlari menjauhi garpu tala yang
pertama. Kecepatan rambat bunyi
diudara = 320 m/s. jika anak itu tidak
mendengar layangan, hitung kecepatan
anak itu.
Jawab:
Frekuensi yang didengar anak dari garpu
tala yang diam adalah:
320
384
320 0
0
320
384 380
320 0
320 380
320 384
3,33m/s
A
A s
s
A
A
L A B
A B
A B
A
A
A
v v
f f
v v
v
f
f f f
f f
f f
v
v
v
−
=
−
−
= ×
−
= −
= −
=
−
× =
−
−
=
=
14. Suatu gelombang sinus merambat
pada tali yang panjangnya 80 cm. untuk
bergerak dari simpangan maksimum ke
nol. Suatu titik memerlukan waktu 0,05
sekon. Hitunglah:
a. periode gelombang,
b. gaya tegangan tali bila panjang
gelombang 0,5 m dan massa tali
640 gram.
Jawab:
a. 4 4 0,05 0,2sT t= = × =

6. b.
2 2
2 2
0,5 0,64
0,8 0,2
5N
FL
v
m
FL
T m
m
F
LT
F
λ
λ
=
=
×
= =
×
=
15. seutas senar dengan panjang 3 m
terikat pada kedua ujungnya. Frekuensi
resonansi nada atas pertama senar ini
adalah 60 getaran/sekon. Bila massa per
satuan panjang senar 0,01 gram /cm,
berapakah besar gaya tegangan kawat?
Jawab:
nada atas pertama f2 = 60 Hz, µ = 0,01
g/cm = 10-3
kg/m
( )
1 2
1
2
1
3 2
1
30
2
1
2
2
10 (30 2 3) 32,4
Hz
N
f f
F
f
L
F f L
F
µ
µ
−
= =
=
=
= × × =
16. seutas kawat baja dengan massa 5 g
dan panjang 1 meter diberi tegangan 968
N. tentukan:
a. cepat rambat gelombang
transversal sepanjang kawat,
b. panjang gelombang dan
frekuensi nada dasarnya,
c. frekuensi nada atas pertama dan
kedua.
Jawab:
a.
3
968 1
440
5 10
m/s
FL
v
m −
×
= = =
×
b.
panjang gelombang nada dasar ke
satu:
1 2 2mLλ = =
frekuensi nada dasar:
1
1
440
220
2
Hz
v
f
λ
= = =
c.
2 1
3 1
2 2 220 440
3 3 220 660
Hz
Hz
f f
f f
= = × =
= = × =
17. seutas dawai baja dengan massa per
satuan panjang -34 10× kg/m
ditegangkan dengan gaya 360 N. dawai
tersebut diikat pada kedua ujungnya.
Salah satu frekuensi resonansinya adalah
375 Hz, sedangkan frekuensi resonansi
berikutnya adalah 450 Hz. Hitunglah,
a. frekuensi nada dasar,
b. panjang dawai.

7. Jawab:
1 1
375
450 1
5
n
n
f n
f n
n
n
n
+
=
+
=
+
=
a.
1 5
1
1
5
1
375 75
5
Hz
f f
f
=
= × =
b.
1
1
3
1
2
1
2
1 360
2 75 4 10
2m
F
f
L
F
L
f
L
L
µ
µ
−
=
=
=
× ×
=
18. seutas kawat dengan l =1,6 meter
dan µ = 0,025 g/cm ditegangkan
dengan gaya 576 N. berapakah frekuensi
harmonik tertinggi kawat ini, yang masih
dalam batas pendengaran manusia (20 –
20000 Hz)?
Jawab:
3
2
576
20000
2 1,6 2,5 10
20000 150
133,34
n
n F
f
L
n
n
n
µ
−
=
≥
× ×
≥
≥
Jadi frekuensi tertinggi adalah:
133
133 3
133 576
2 1,6 2,5 10
19950Hz
f
f −
=
× ×
=
19. dua buah kawat baja dengan luas
penampang sama memiliki panjang
masing-masing L dan 2L. kedua kawat
diikat pada kedua ujungnya dan
ditegangkan sedemikian rupa sehingga
tegangan pada kawat yang lebih panjang
adalah empat kali lebih besar daripada
tegangan pada kawat yang lebih pendek.
Jika frekuensi nada dasar kawat yang
lebih pendek adalah 60 Hz, tentukan
frekuensi harmonik kedua dalam kawat
yang lebih panjang.
Jawab:
1 'f = frekuensi nada dasar pada kawat
yang pendek
1f = frekuensi nada dasar pada kawat
yang panjang
1
2
1
4 '
1 '
'
2
'
( '2 )
F F
F
f
L A
F
A f L
ρ
ρ
=
=
=

8. Untuk kawat yang panjang:
( )
2 12
1
2
2 2
f f
F
L Aρ
=
= ×
( )
( )
( ) ( )
2
2 2
2
2
2 2
22
2
2 2
2
2
2
1
4
'21
4 '
'
'
' '
1'
4
4 60 120Hz
F
f
L A
F f L A
f
L F A
F
f f
F
F F
f f f
F F
f
ρ
= ×
=
=
= =
= × =
20. dua buah dawai baja sejenis
memberikan nada dasar 204 Hz. Jika
panjang salah satu dawai ditambah 2 %,
berapakah frekuensi layangan yang
terjadi?
Jawab:
1
1
2
1
204
2
Hz
F
f
L
F
L
µ
µ
=
=
1
'
2( ( 0,02))
1 1
'
1,02 2
1
' 204
1,02
' 200
204 200 4
Hz
Hz
HzL
F
f
L L
F
f
L
f
f
f
µ
µ
=
+ ×
= ×
= ×
=
= − =
21. dua buah dawai baja yang identik
memberikan nada dasar dengan
frekuensi 400 Hz. Bila tegangan dalam
salah satu dawai ditambah 2 %, berapa
frekuensi layangan yang terjadi?
Jawab:
1 2
1
1
2
1
400
2
1 0,02
'
2
1
' 1,02
2
' 1,02 400
' 404
' 404 400 4
Hz
HzL
F
f f
L
F
L
F F
f
L
F
f
L
f
f
f f f
µ
µ
µ
µ
= =
=
+
=
= ×
= ×
=
= − = − =
22. cepat rambat bunyi dalam sebuah
pipa organa adalah 240 Hz, berapa
panjang minimum pipa organa untuk
kasus:
a. pipa organa terbuka,

9. b. pipa organa tertutup?
Jawab:
a.
1
1
2
2
340
2 240
0,7m
v
f
L
v
L
f
=
=
=
×
=
b.
1
1
4
4
340
4 240
0,35m
v
f
L
v
L
f
=
=
=
×
=
23. cepat rambat bunyi diudara adalah
320 m/s. sebuah pipa yang tertutup salah
satu ujungnya memiliki panjang 1 meter.
Hitunglah tiga frekuensi harmonik
terendah yang dihasilkan oleh pipa
tersebut.
jawab:
1
2 1
3 1
4
320
4 1
80
3 240
5 400
Hz
Hz
Hz
v
f
L
f f
f f
=
=
×
=
= =
= =
24. frekuensi nada dasar suatu pipa
organa terbuka sama dengan frekuensi
resonansi ketiga suatu pipa organa
tertutup. Jika panjang pipa organa
terbuka 0,6 m, hitunglah panjang pipa
organa tertutup.
Jawab:
untuk pipa organa terbuka:
1
2
b
b
v
f
L
=
Untuk pipa organa tertutup
4
7
4
t
t
v
f
L
=
4 1
7
4 2
2 0,6 7
4
2,1m
t b
t b
t
f f
v v
L L
L
=
=
× ×
=
=
25. sebuah pipa organa terbuka memiliki
panjang 2,00 m. frekuensi suatu

10. harmonik tertentu adalah 410 Hz dan
frekuensi harmonik berikutnya adalah
492 Hz. Tentukan cepat rambat bunyi
dalam kolom udara.
Jawab:
1 1
410
492 1
5
n
n
f n
f n
n
n
n
+
=
+
=
+
=
5 15
410 5
2
410 5
2 2
328
Hz
Hz
m
m/s
f f
v
L
v
v
=
=
= ×
×
=
26.dua pipa organa terbuka, masing-
masing dengan panjang 1,00 m dan 1,02
m, menghasilkan layangan 3,3 layangan
per sekon ketika keduanya berbunyi
pada nada dasarnya. Tentukan cepat
rambat bunyi diudara.
Jawab:
1 2
1 2
3,3
2 2
1 1
3,3
2 1 2 1,02
336,6m/s
Lf f f
v v
L L
v
v
= −
= −
⎛ ⎞
= −⎜ ⎟× ×⎝ ⎠
=
27. sebuah sumber mengirim gelombang
bunyi dengan daya keluaran 80 W.
anggap sumber bunyi adalah titik.
a. tentukan intensitas bunyi pada
jarak 3 m dari sumber.
b. tentukan jarak tempat yang
intensitas bunyinya berkurang
sampai taraf intensitasnya 80 dB.
Jawab:
a.
2
2
2
4
80
4 3
0,707w/m
P P
I
A rπ
π
= =
=
×
=
b.
1
1
0
12
2
1
2 1
2
2
2
2
10 log
0,707
10 log
10
118,5
10 log
3
80 118,5 10 log
252,5
dB
dB dB
m
I
TI
I
r
TI TI
r
r
r
−
=
=
=
⎛ ⎞
= + ⎜ ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
= + ⎜ ⎟
⎝ ⎠
=
28. sebuah sumber bunyi mempunyai
taraf intensitas 6 dB. Bila 10 buah
sumber bunyi yang sama berbunyi

11. secara serentak, berapa taraf intensitas
yang dihasilkan?
Jawab:
2 1
2
10 log
6 10 log10
17
dB
dB
TI TI n
TI
= +
= +
=
29. taraf intensitas sebuah bunyi sebuah
mesin adalah 60 dB (dengan acuan
intensitas ambang pendengaran
= 12 2
10 W/m−
). Jika taraf intensitas
didalam ruang pabrik yang
menggunakan sejumlah mesin itu adalah
70 dB, tentukanlah jumlah mesin yang
digunakan.
Jawab:
2 1 10log
70 60 10log
log 1
10
dB dB
TI TI n
n
n
n buah
= +
= +
=
=
30. pada jarak 30 meter dari sumber
ledakan terdengar bunyi dengan taraf
intensitas 50 dB. Tentukan taraf
intensitas bunyi pada jarak 30 meter dari
sumber ledakan tersebut.
jawab:
2
1
2 1
2
2
2
10 log
3
50 10 log
30
30
dB
dB
r
TI TI
r
TI
⎛ ⎞
= + ⎜ ⎟
⎝ ⎠
⎛ ⎞
= + ⎜ ⎟
⎝ ⎠
=