GELOMBANG BUNYI DAN CAHAYA ( ANDI F/XI MIPA 1DAN 2)

Sekolah : SMA SHAFTA

Mata Pelajaran : Fisika

Kelas/Semester : XI / Genap

Materi Pokok : Gelombang Bunyi dan Cahaya

Alokasi Waktu : 5 Minggu x 4 Jam Pelajaran @45 Menit

KOMPETENSI DASAR

3.10 Menerapkan konsep dan prinsip gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi

4.10 Melakukan percobaan tentang gelombang bunyi dan/atau cahaya, berikut presentasi hasil percobaan dan makna fisisnya misalnya sonometer, dan kisi difraksi

INDIKATOR

Memahami penggunaan gelombang sonar di laut, bunyi dan permasalahannya, karakteristik cahaya, difraksi, dan interferensi.
Menjelaskan tentang cepat rambat bunyi, azas Doppler
Menjelaskan tentang intensitas bunyi, difraksi kisi, interferensi
Melaksanakan percobaan untuk menyelidiki fenomena dawai dan pipa organa, menyelidiki pola difraksi, dan interferensi
Presentasi hasil diskusi tentang cepat rambat bunyi, azas Doppler, intensitas bunyi, dawai, pipa organa, difraksi kisi dan interferensi
ntensitas bunyi adalah Energi gelombang bunyi yang menembus permukaan bidang tiap satu satuan luas tiap detiknya. Pada dasarnya gelombang bunyi adalah rambatan energi yang berasal dari sumber bunyi yang merambat ke segala arah, sehingga muka gelombangnya berbentuk bola.

Intensitas Bunyi

Apabila suatu sumber bunyi mempunyai daya sebesar P watt, maka besarnya intensitas bunyi di suatu tempat yang berjarak r dari sumber bunyi dapat dinyatakan :

$I=frac{P}{A}=frac{P}{4pi r^2}$

dengan :

I = intensitas bunyi (watt/m²)
P = daya sumber bunyi (watt, joule/s)
A = luas permukaan yang ditembus gelombang bunyi (m²)
r = jarak tempat dari sumber bunyi (m)

Berdasarkan persamaan di atas terlihat bahwa intensitas bunyi di suatu tempat berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya, makin jauh dari sumber bunyi, maka intensitasnya semakin kecil. Jika titik A berjarak r₁ dan titik B berjarak r₂ dari sumber bunyi, maka perbandingan intensitas bunyi antara titik A dan B dapat dinyatakan dalam persamaan :

$frac{I_{A}}{I_{B}}=frac{frac{P}{4pi r_{1}^{2}}}{frac{P}{4pi r_{2}^{2}}}=frac{r_{2}^{2}}{r_{1}^{2}}$

Dikarenakan pendengaran telinga manusia mempunyai keterbatasan, maka para ahli menggunakan istilah dalam intensitas bunyi dengan menggunakan ambang pendengaran dan ambang perasaan. Intensitas ambang pendengaran (Io) yaitu intensitas bunyi terkecil yang masih mampu didengar oleh telinga, sedangkan intensitas ambang perasaan yaitu intensitas bunyi yang terbesar yang masih dapat didengar telinga tanpa menimbulkan rasa sakit. Besarnya ambang pendengaran berkisar pada 10^-12 watt/m² dan besarnya ambang perasaan berkisar pada 1 watt/m².

Taraf Intensitas Bunyi

Berdasarkan hasil penelitian para ahli ternyata bahwa daya pendengaran telinga manusia terhadap gelombang bunyi bersifat logaritmis, sehingga para ilmuwan menyatakan mengukur intensitas bunyi tidak dalam watt/m² melainkan dalam satuan dB (desi bell) yang menyatakan Taraf Intensitas bunyi (TI). Taraf intensitas didefinisikan sebagai sepuluh kali logaritma perbandingan intensitas dengan intensitas ambang pendengaran. Taraf intensitas bunyi merupakan perbandingan nilai logaritma antara intensitas bunyi yang diukur dengan intensitas ambang pendengaran (Io) yang dituliskan dalam persamaan :

$TI=10frac{log I}{logI_{0}}$

dengan :

TI = taraf intensitas bunyi (dB = desi bell)
I = intesitas bunyi (watt.m^-2)
Io = intensitas ambang pendengaran (Io = 10^-12 watt.m^-2)
Taraf Intensitas bunyti dari berbagai sumber bunyI

Sebuah gelombang bunyi merambat pada suatu bahan logam yang memiliki modulus Young 4 x 10⁸ Pa. Apabila massa jenis bahan sebesar 8,0 x 10³ kg/m³, cepat rambat gelombang bunyi pada bahan tersebut sekitar … .
1. 1 x 10² m/s
2. 2,2 x 10² m/s
3. 1,4 x 10³ m/s
4. 2,2 x 10³ m/s
5. 5,1 x 10³ m/s

Cepat rambat gelombang bunyi pada suatu gas sebesar 400 m/s. Apabila suhu naik menjadi 4 kali semula, maka cepat rambat gelombang bunyi tersebut menjadi … .
1. 100 m/s
2. 200 m/s
3. 300 m/s
4. 600 m/s
5. 800 m/s

Tinggi rendahnya nada dari suatu bunyi ditentukan oleh … .
1. amplitudo
2. jumlah pelayangan
3. frekuensinya
4. warna bunyinya
5. intonasinya

Sepotong dawai yang panjangnya 80 cm dan bermassa 16 gram dijepit kedua ujungnya dan terentang tegang dengan tegangan 800 N. Frekuensi nada atas kedua yang dihasilkan adalah… .
1. 125 Hz
2. 150 Hz
3. 250 Hz
4. 300 Hz
5. 375 Hz

Agar frekuensi nada dasar pipa organa lebih tinggi, cara yang dapat ditempuh adalah … .
1. memperpanjang pipa
2. memperbesar penampang pipa
3. meniup pipa lebih keras
4. menaikkan suhu udara di dalam pipa
5. memperpendek pipa

Suatu tabung yang salah satu ujungnya tertutup dapat menghasilkan frekuensi dasar 512 Hz. Jika tabung tersebut terbuka kedua ujungnya. Frekuensi nada dasar yang dihasilkannya sama dengan … .
1. 1.040 Hz
2. 1.024 Hz
3. 925 Hz
4. 700 Hz
5. 420 Hz

Ambulan A yang sedang berhenti membunyikan sirine berfrekuensi 1.356 Hz. Ambulan B bergerak mendekat ambulan A dengan laju 10 m/s sambil membunyikan sirine berfrekuensi 1.320 Hz. Jika laju bunyi di udara 340 m/s, maka layangan yang didengar oleh orang di dalam ambulan A adalah … .
1. 2 layangan
2. 3 layangan
3. 4 layangan
4. 5 layangan
5. 6 layangan

Taraf intensitas 10 peluit yang dibunyikan bersama-sama 85 dB. Jika hanya 1 peluit yang dibunyikan taraf intensitasnya … .
1. 75 dB
2. 85 dB
3. 95 dB
4. 750 dB
5. 850 dB

Taraf intensitas sebuah sepeda motor 80 dB, Jika 10 buah sepeda motor sejenis berbunyi bersamaan, menimbulkan taraf intensitas … dB.
1. 90
2. 100
3. 110
4. 120
5. 800

Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 918 Hz, bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 ms^-1. Kecepatan rambat bunyi di udara 340 ms^-1. Jika pengamat bergerak dengan kecepatan 17 ms^-1 searah dengan gerak sumber bunyi, maka frekuensi yang terdengar oleh pengamat adalah … .

920 Hz D. 1.194 Hz
934 Hz E. 1.220 Hz
969 Hz

Taraf intensitas bunyi di suatu tempat berjarak 20 meter dari sumber bunyi adalah 100 dB. Jika 10 sumber bunyi yang sejenis pada satu titik berbunyi bersama-sama, maka taraf intensitas yang terdengar dari jarak 200 meter adalah … .

90 dB
100 dB
110 dB
120 dB
1000 dB

Sebuah sumber bunyi mengeluarkan bunyi dengan frekuensi 480 Hz dan terdengar oleh seseorang pengamat pada frekuensi 576 Hz. Jika sumber bunyi dan pengamat mempunyai kecepatan sama 30 ms^-1 dan keduanya bergerak saling mendekat, maka besarnya kecepatan bunyi adalah … .

210 ms^-1
270 ms^-1
330 ms^-1
340 ms^-1
360 ms^-1

Agar taraf intensitas berkurang sebesar 20 dB maka jarak ke suatu sumber bunyi harus dijadikan …. kali semula.
1. 2
2. 10
3. 20
4. 100
5. 200

Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 1024 Hz bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 m/s. Kecepatan rambat bunyi adalah sebesar 340 m/s. Jika pengamat bergerak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan 17 m/s maka frekuensi bunyi yang didengar oleh pengamat sama dengan….Hz
1. 920
2. 1080
3. 1120
4. 1220
5. 1320

Gelombang bunyi dan gelombang cahaya adalah sama dalam hal keduanya … .

adalah gelombang longitudinal
boleh memiliki panjang gelombang beberapa meter
dapat merambat melalui vakum
dibiaskan ketika bergerak dari satu medium ke medium lainnya
adalah gelombang elektromagnetik

Pencatat waktu dari lomba lari cepat 100 m memperhatikan bahwa ada suatu kelambatan 0,30 sekon antara melihat kilatan pistol tanda start dan mendengarkan bunyi letusannya. Cepat rambat bunyi di udara adalah … .

300 m s^-1
320 m s^-1
333 m s^-1
347 m s^-1
354 m s^-1

Ketika terjadi hujan di tempat P, terdengar ledakan petir setelah 8,0 sekon melihat kilatan cahaya. Tempat P tegak lurus 2,4 km di bawah tempat terjadinya petir. Jika tempat Q berjarak 1,0 km dari P, berapa lama sejak petir terjadi orang di tempat Q akan mendengar bunyi petir? Cepat rambat bunyi di udara 300 m/s dan tempat Q pada ketinggian yang sama dengan tempat P.