15 soal fisika Tentang Bunyi

1.Bunyi mempunyai intensitas 1 x 10^-9 W/m². Berapa taraf intensitasnya dalam satuan desibel (dB) ?
Pembahasan
Diketahui :
I = 1 x 10^-9 W/m²
I_o = 1 x 10^-12 W/m²
Ditanya : Taraf Intensitas (dB) ?
Jawab :


2. Taraf intensitas bunyi dalam suatu ruangan adalah 100 dB. Berapa intensitas bunyi dalam ruangan tersebut ?
Pembahasan
Diketahui :
TI = 100 dB
I_o = 1 x 10^-12 W/m²
Ditanya : Intensitas bunyi (I) dalam ruangan ?
Jawab :


 3. Dua gelombang bunyi mempunyai intensitas 1 x 10^-5 W/m² dan 1 x 10^-4 W/m². Perbedaan taraf intensitasnya dalam dB adalah…
Pembahasan
Diketahui :
I₁ = 10^-5 W/m²
I₂ = 10^-4 W/m²
I_o = 10^-12 W/m²
Ditanya : Perbedaan taraf intensitas (TI) dalam dB ?
Jawab :

Perbedaan taraf intensitas ?
TI₁ – TI₂ = 80 dB -70 dB = 10 dB

4. Tentukan perbandingan intensitas dua bunyi yang taraf intensitas adalah 10 dB dan 40 dB.
Pembahasan
Diketahui :
TI₁ = 10 dB
TI₂ = 40 dB
I_o = 10^-12 W/m²
Ditanya : Perbandingan intensitas kedua bunyi (I₁ : I₂) ?
Jawab :
Perbandingan intensitas kedua sumber bunyi :
I₁ : I₂
10^-11 : 10<sup>-8

soal.5</sup>
 
Duah buah Garputala bergetar secara bersama-sama dengan frekuensi masing-masing 416 Hz dan 418 Hz
Penyelesaian
Diketahui    :
f1    =  416 Hz
f2    =  418 Hz
Ditanya    :
    fl
    Tl
Jawab
    fl        =  f2 –f1
=  418 – 416
=  2 Hz
    Tl        =  1/fl   
        =  1/2 detik   

soal 6.
 Duah buah Garputala bergetar secara bersama-sama dengan frekuensi masing-masing 416 Hz dan 418 Hz
Penyelesaian
Diketahui    :
f1    =  416 Hz
f2    =  418 Hz
Ditanya    :
    fl
    Tl
Jawab
    fl        =  f2 –f1
=  418 – 416
=  2 Hz
    Tl        =  1/fl   
        =  1/2 detik   

soal 7.
 Sebuah mesin jahit yang sedang bekerja mempunyai intensitas bunyi 10-8 W/m2. Apabila intensitas ambang bunyi 10-12 wb/m2, hitunglah Taraf intensitas bunyi dari 10 mesin jahit sejenis yang sedang bekerja bersama-sama !
Penyelesaian
Diketahui    :
I1    =  10-8 Watt/m2
Io    =  10-12 Watt/m2
Ditanya    :  TI10 
Jawab        :
TI10    =   10 log I_10/Io             I10   = 10.I1  =  10.10-8  =  10-7 Watt/m2
    =  10 log 〖10〗^(-7)/〖 10〗^(-12)
       =  10 (log 10-7 – log 10-12)
    =  10 (-7 + 12)
    =  10. 5
    =  50 dB

soal 8.
Pemancar Radio yang berfrekuensi 10.000 Hz mempunyai Panjang gelombang 150 cm. tentukan Cepat rambat bunyi tersebut !
Penyelesaian
Diketahui    :
f    =  10.000 Hz
λ    =  150 cm  = 1,5 m
Ditanya    :  V
Jawab
V    =  λ. f
    =  1,5. 10.000
    =  15.000 m/s

soal 9
 Suatu sumber bunyi bergerak menjauhi seorang Pendengar yang tidak bergerak dengan kecepatan 108 km/jam. Apabila frekuensinya 120 Hz dan Cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, tentukanlah frekuensi yang terdengar oleh Pendengar !
Penyelesaian
Diketahui    :
VP    =  0
VS    =  108 km/jam  =  108.000/3600  =  30 m/s
fS    =  120 Hz
V    =  340 m/s
Ditanya    :  fP 
Jawab
fP    =  (V ± V_P)/(V ±V_s ) .fS
    =  (V+ V_P)/(V+ V_S ) . fS
    =  (340+0)/(340+30) . 120
    =  110,27 Hz

soal 10.
Sebuah sumber  mengeluarkan bunyi dengan intensitas 10^-5 watt/m². Jika intensitas ambang bernilai 10^-12 watt/m², tentukan taraf intensitas bunyi tersebut!

Pembahasan
Untuk menghitung taraf intensitas suatu bunyi gunakan persamaan berikut ini



dari data soal didapat



soal 11.
. Seorang anak berada pada jarak 100 m dari sebuah sumber bunyi yang berdaya 12,56 watt. Tentukan besar taraf intensitas bunyi yang didengar anak tersebut jika Π adalah 3,14 dan intensitas ambang pendengaran I₀ = 10^-12 watt/m²!

Pembahasan
Untuk menentukan  taraf intensitas bunyi gunakan persamaan berikut

Taraf Intensitas Bunyi


Intensitas Bunyi



dimana P adalah daya dalam satuan watt dan A adalah luasan dalam satuan m²,asumsikan bunyi menyebar merata sehingga membentuk luasan berupa bola sehingga A = 4 Πr², dimana r adalah jari-jari bola atau sama dengan jarak anak dari sumber bunyi.

Sehingga:






soal 12
. Sebuah bom molotov meletus pada jarak 20 meter dari seorang anak .

Jika anak tersebut mendengar bunyi ledakan dengan taraf intensitas sebesar 120 dB, tentukan besar taraf intensitas yang didengar seorang anak lain yang berada pada jarak 180 m dari anak pertama!

Pembahasan
Untuk menentukan taraf intensitas bunyi dari sebuah sumber yang didengar dari dua tempat yang berbeda dipergunakan persamaan berikut:



dengan r₁ adalah jarak anak pertama dari sumber bunyi (20 m) dan r₂ adalah jarak anak kedua dari sumber bunyi (180+20 = 200 m)



soal 13
. Sebuah pabrik memiliki 100 mesin yang identik. Jika sebuah mesin memiliki taraf intensitas bunyi sebesar 70 dB, tentukan nilai taraf intensitas bunyi yang terdengar jika semua mesin di pabrik tersebut dinyalakan bersamaan! (Tipikal Soal UN)

Pembahasan
Untuk menentukan Taraf Intensitas bunyi oleh banyak sumber yang identik gunakan persamaan berikut:



dimana TI₁ adalah TI sebuah sumber bunyi dan n adalah banyaknya sumber bunyi. Sehingga



soal 14
. Tentukan nilai perbandingan intensitas suatu sumber bunyi  dari dua tempat yaitu A yang berjarak 4 m dari sumber dan dari B  yang berjarak 9 m dari sumber!

Pembahasan
Intensitas sebuah sumber bunyi dari dua tempat yang berbeda:



6. Seorang penonton pada lomba balap mobil mendengar bunyi (deru mobil) yang berbeda, ketika mobil mendekat dan menjauh. Rata- rata mobil balap mengeluarkan bunyi 800 Hz. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s^-1 dan kecepatan mobil 20 m.s^-1, maka frekuensi yang di dengar saat mobil mendekat adalah....
A. 805 Hz
B. 810 Hz
C. 815 Hz
D. 850 Hz
E. 875 Hz
Sumber soal : Ujian Nasional Fisika Tahun 2008/2009

Pembahasan
Penerapan efek Doppler, pendengar dalam posisi diam berarti V_p = NOL, sumber mendekati pendengar berarti tanda untuk V_s adalah negatif.



7. Suatu sumber bunyi 1 kHz bergerak langsung ke arah seorang pendengar yang rehat dengan kelajuan 0,9 kali kelajuan bunyi. Frekuensi yang diterimanya dalam kHz adalah....
A. 10,0
B. 1,9
C. 1,1
D. 0,5
E. 0,1
Sumber soal : UM UGM 2003

Pembahasan



8. Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10⁻² kg ditegangkan 200 N, maka nada dasar piano adalah berfrekuensi....
A. 100 Hz
B. 200 Hz
C. 400 Hz
D. 600 Hz
E. 800 Hz
Sumber soal : UMPTN Tahun 1995

Pembahasan
Kecepatan gelombang pada dawai adalah :




Nada dasar pada dawai terjadi saat:



Frekuensi dawai:



Rumus Cepat :



9. Sebuah pipa organa terbuka tertutup menghasilkan nada dasar pada frekuensi 150 Hz. Tentukan besar frekuensi nada atas kedua dari pipa organa tersebut!

Pembahasan
Perbandingan frekuensi nada dasar, nada atas pertama, nada atas kedua dan seterusnya dari sebuah pipa organa tertutup adalah :



Jika diambil perbandingan antara f₂ dan f₀ diperoleh:



soal 15

Pada Gambar 3.3, dua pengeras suara koheren, A dan B, di pisahkan pada jarak 3,60 m. Seorang pendengar berada sejauh 2,70 m dari pengeras suara B. Segitiga ABC adalah segitiga siku-siku. Kedua pengeras suara mengeluarkan bunyi frekuenasi sama 95 Hz, dan cepat rambat bunyi di udara adalah 342 m/s. Apakah pendengar mendengar bunyi kuat atau sama sekali tidak mendengar bunyi?

Gambar 3.3 interferensi kontruktif atau destruktif

Pembahasan:

Pendengar mendengar bunyi kuat atau sama sekali tak mendengar bunyi di C bergantung apakah di C terjadi interferensi konstruktif atau destruktif. Interferensi konstruktif atau destruktif ditentukan oleh hubungan beda lintasan Δs = AC – BC terhadap panjang gelombang bunyi λ.

Jawab:
Perhatikan segitiga siku-siku ABC pada gambar 3.3:
AC² = AB² + BC²
= 3,60² + 2,70² = (4 × 0,9)² + (3 × 0,9)²
AC = 0,9 = 0,9(5) = 4,5m
Beda lintasan kedua gelombang bunyi yang bertemu di C adalah
Δs = AC – BC = 4,5 m – 2,70 m = 1,80 m
Sekarang mari kita hitung panjag gelombang bunyi, λ, dengan persamaan dasar gelombang.
v = λf ↔ λ = 3,60 m
Perhatikan,      Δs = 1,80 m =
Δs =
Karena Δs = , maka di C terjadi interferensi konstruktif dan pendengar akan mendengar bunyi yang kuat.