SOAL DAN PEMBAHASAN BUNYI

Kamis, 26 Januari 20170 komentar

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم


Pembaca yang dirahmati Allah....

Berikut pembahasan beberapa soal UN Fisika

1. Sebuah mobil pemadam kebakaran dan motor bergerak saling menjauhi. Motor bergerak dengan kecepatan 40 m.s−1. Mobil kebakaran membunyikan sirene dengan frekuensi 400 Hz dan didengar oleh pengendara motor dengan frekuensi 300 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m.s−1 maka kecepatan mobil pemadam kebakaran adalah ....
A.   20 m.s−1
B.   25 m.s−1
C.   30 m.s−1
D.   50 m.s−1
E.   60 m.s−1

Pembahasan

Soal di atas merupakan contoh efek Doppler yang dirumuskan
Rumus efek Doppler
Indeks p untuk pendengar (pengendara motor) sedangkan indeks s untuk sumber bunyi (sirene mobil pemadam kebakaran).

Untuk menentukan nilai positif atau negatif pada vp dan vs, kita gambar ilustrasi soal di atas dengan meletakkan pendengar di sebelah kiri.  

Gambar ilustrasi efek Doppler yang bergerak saling menjauhi

Dengan meletakkan pendengar di sebelah kiri maka arah panah ke kanan berarti positif (vsbernilai positif) sedangkan arah panah ke kiri berarti negatif (vp bernilai negatif). Sehingga rumus di atas menjadi
Rumus efek Doppler untuk dengan gerak saling menjauh
Mari kita selesaikan soal di atas!
Penghitungan dengan rumus efek Doppler
340 + vs = 400
           vs = 400 − 340
               = 60
Jadi, kecepatan mobil pemadam kebakaran tersebut adalah 60 m.s−1

2. Dini berada di dalam kereta api A yang berhenti. Sebuah kereta api lain (B) bergerak mendekati A dengan kecepatan 2 m/s sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 676 Hz. Bila cepat rambat bunyi di udara 340 m/s maka frekuensi peluit kereta B yang didengar Dini adalah ….
A.   680 Hz
B.   676 Hz
C.   660 Hz
D.   656 Hz
E.   640 Hz

Pembahasan

Perhatikan ilustrasi gambar untuk soal di atas!

Ilustrasi efek Doppler, sumber bunyi bergerak mendekati pendengar yang diam

Berdasarkan ilustrasi di atas, vp bernilai nol sehingga tidak perlu dicantumkan dalam rumus. Sedangkan vs bergerak ke arah kiri sehingga bernilai negatif (Ingat, selalu letakkan pendengar di sebelah kiri). Dengan demikian, rumus efek Doppler yang berlaku adalah
Rumus efek Doppler untuk sumber bunyi yang bergerak mendekati pendengar yang diam
Nah, tinggal langkah terakhir, menentukan frekuensi pendengar. 
Penghitungan efek Doppler untuk sumber bunyi yang bergerak mendekati pendengar yang diam
       = 680
Jadi, frekuensi peluit kereta B yang didengar oleh Dini adalah 680 Hz . 

3. Intensitas bunyi di titik P yang berjarak 3 m dari sumber bunyi adalah 10−4 watt.m−2. Titik R berjarak 300 m dari sumber bunyi. Jika intensitas ambang I0 = 10−12 watt.m−2maka perbandingan taraf intensitas di titik P dan R adalah ....
A.   1 : 2
B.   2 : 1
C.   2 : 3
D.   2 : 4
E.   3 : 4

Pembahasan

Data yang dapat kita ketahui dari soal:
rP = 3 m
IP = 10−4 watt.m−2
rR = 300 m
I0 = 10−12 watt.m−2
Intensitas bunyi pada jarak tertentu terhadap sumber bunyi dirumuskan sebagai
Intensitas bunyi terhadap jarak tertentu terhadap sumber bunyi
Berdasarkan rumus di atas, kita dapat menentukan hubungan antara intensitas dan jarak sebagai berikut:
Hubungan antara intensitas bunyi degan jarak sumber bunyi
      IR = 10−4 × 10−4
          = 10−8
Sementara itu, hubungan antara intensitas dan taraf intensitas dirumuskan sebagai
Hubungan antara taraf intensitas dan intensitas bunyi
Nah, sekarang kita tentukan taraf intensitas di titik P dan R berdasarkan rumus di atas.
  • Taraf intensitas di titik P
Penghitungan taraf intensitas di titik P
         = 10 log 108 dB
         = 80 dB
  • Taraf intensitas di titik R
Penghitungan taraf intensitas di titik R
         = 10 log 104 dB
         = 40 dB
Dengan demikian, perbandingan antara TIP dan TIR adalah
TIP : TIR = 80 dB : 40 dB
               = 2 : 1
Jadi, perbandingan antara taraf intensitas di titik P dan taraf intensitas di titik R adalah 2 : 1 

4. Sebuah mesin menghasilkan bunyi dengan taraf intensitas bunyi sebesar 40 dB. Jika intensitas ambang pendengaran manusia 10−12 W.m−2 maka untuk dua mesin identik yang sedang bekerja bersama menghasilkan intensitas bunyi sebesar ....
A.   2 × 10−8 W.m−2
B.   3 × 10−8 W.m−2
C.   4 × 10−8 W.m−2
D.   5 × 10−8 W.m−2
E.   6 × 10−8 W.m−2

Pembahasan

Diketahui:
TI1 = 40 dB
I0 = 10−12 W.m−2
Taraf intensitas untuk n sumber bunyi dirumuskan sebagai
TIn = TI1 + 10 log n
Untuk dua mesin identik yang bekerja bersama akan menghasilkan taraf intensitas:
TI2 = TI1 + 10 log 2
      = 40 + 10 log 2   ... (1)
Hubungan antara taraf intensitas dan intensitas adalah
Hubungan taraf intensitas dan intensitas sumber bunyi
Berdasarkan hubungan di atas, diperoleh:
Taraf intensitas 2 mesin
Substitusi persamaan (1) dan nilai I0 ke persamaan di atas diperoleh:
Penyelesaian taraf intensitas 2 mesin
Ubah angka 4 menjadi bentuk log sehingga semua suku dalam bentuk logaritma. Kemudian selesaikan dengan rumus baku logaritma.
Penyelesaian akhir taraf intensitas 2 mesin yang bekerja bersama
Jadi, intensitas bunyi dari dua mesin identik yang bekerja bersama adalah 2 × 10−8

Sumber : http://kakajaz.blogspot.co.id/
Bagikan artikel ini :

Posting Komentar

 
Admin : Mr. Iksan
No Copyright © 2011. GENERASI FISIKA