GELOMBANG MEKANIS. Materi Pendalaman 02:

Materi Pendalaman 0: GELOMBANG MEKANIS PENGERTIAN GELOMBANG. Gejala mengenai gerak gelombang banyak kita jumpai seharihari. Kita tentu mengenal gelombang yang dihasilkan oleh sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam air, sebab hal itu mudah kita amati. Di dalam perambatannya ada gelombang yang memerlukan medium perantara, misalnya gelombang air, gelombang bunyi. Tetapi ada juga yang tidak memerlukan medium perantara, misalnya gelombang cahaya dan gelombang elektromagnet. Di dalam bab ini dibahas hanyalah gelombang di dalam medium yang lenting yang disebut : Gelombang Mekanis. Karena siat kelentingan dari medium maka gangguan keseimbangan ini dirambatkan ketitik lainnya. Jadi gelombang adalah usikan yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energi (tenaga). Siat umum gelombang, antara lain : a. dapat dipantulkan (releksi) b. dapat dibiaskan (reraksi) c. dapat dipadukan (intererensi) d. dapat dilenturkan (deraksi) e. dapat dipolarisasikan (diserap arah getarnya) Berdasarkan arah getaran partikel terhadap arah perambatan gelombang dapat dibedakan menjadi Gelombang Transersal dan Gelombang Longitudinal. Gelombang Transersal ialah gelombang yang arah perambatannya tegak lurus pada arah getaran partikel. misalnya : gelombang pada tali, gelombang permukaan air, gelombang elektromagnetik. Gelombang Longitudinal ialah gelombang yang arah perambatannya searah dengan arah getaran partikel. misalnya : gelombang pada pegas, gelombang bunyi. PANJANG GELOMBANG Bila sebuah partikel yang bergetar menggetarkan partikelpartikel lain yang berada disekitarnya, berarti getaran itu merambat. Getaran yang merambat disebut Gelombang Berjalan. Jarak yang ditempuh getaran dalam satu periode disebut Panjang Gelombang ( ). Bila cepat rambat gelombang V dan periode getarannya T maka :. T atau V Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 6

PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN. y A t x sin ( ) T Dari titik P merambat getaran yang amplitudonya A, periodenya T dan cepat rambat getarannya. Bila titik P telah bergetar t detik, simpangannya : y A sin t A p sin t T Dari P ke Q yang jaraknya x getaran memerlukan x detik, jadi ketika P telah bergetar t detik, titik Q baru bergetar ( t x ) detik. Simpangan Q saat itu : y A sin x Q t T ( ) Jadi persamaan gelombang berjalan adalah : t x y A sin ( ) T Perbedaan phase antara titik P dan Q adalah : x ( t ) t x T T Bila getaran itu merambat dari kanan ke kiri dan P telah bergetar t detik, maka simpangan titik Q : PEMANTULAN GELOMBANG BERJALAN. Titik P digerakkan ke atas dan kembali ke titik seimbang. karenanya dari P merambat gunung gelombang menuju Q. Bila Q ujung terikat, ternyata yang dipantulkan adalah lembah gelombang. Jadi oleh ujung terikat gunung gelombang dipantulkan sebagai lembah gelombang, phase gelombang terpantul berupa setengah. Tetapi bila Q ujung yang bebas, yang dipantulkan adalah gunung gelombang. Kesimpulan : Pada ujung terikat phase gelombang terpantul berubah, sedangkan pada pemantulan diujung bebas phase gelombang terpantul tidak berubah. PERSAMAAN GELOMBANG STASIONER. Pada proses pantulan gelombang, terjadi gelombang pantul yang mempunyai amplitudo dan rekwensi yang sama dengan gelombang datangnya, hanya saja arah rambatannya yang berlawanan. hasil intererensi (perpaduan) dari kedua gelombang tersebut disebut Gelombang Stasioner Atau Gelombang Diam. Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 7

PERCOBAAN MELDE Percobaan Melde digunakan untuk menyelidiki cepat rambat gelombang transersal dalam dawai. Perhatikan gambar di bawah ini. Pada salah satu ujung tangkai garpu tala diikatkan erat-erat sehelai kawat halus lagi kuat. kawat halus tersebut ditumpu pada sebuah katrol dan ujung kawat diberi beban, misalnya sebesar g gram. Garpu tala digetarkan dengan elektromagnet secara terus menerus, hingga amplitudo yang ditimbulkan oleh garpu tala konstan. Untuk menggetarkan ujung kawat A dapat pula dipakai alat ibrator. Setelah terbentuk pola gelombang stasioner dalam kawat dan jika diamati akan terlihat adanya simpul dan perut di antara simpul-silpul tersebut. Diantara simpul-simpul itu antara lain adalah A dan K yaitu ujung-ujung kawat tersebut, ujung A pada garpu tala dan simpul K pada bagian yang ditumpu oleh katrol. Pada seluruh panjang kawat AK = L dibuat terjadi 4 gelombang, maka kawat mempunyai = 4 L. Apabila adalah rekwensi getaran tersebut, maka cepat rambat gelombang dalam kawat adalah =. = 4 L Jadi sekarang beban di tambah hingga menjadi 4g gram, maka pada seluruh panjang kawat ternyata hanya terjadi gelombang, jadi : = L = L sehingga : =. = L Kemudian beban dijadikan 6g gram, maka pada seluruh panjang kawat hanya terjadi satu gelombang, jadi : 3 = L, maka 3 =. 3 = L Beban dijadikan 64g gram, maka pada seluruh panjang kawat hanya terjadi gelombang, jadi : 4 = L sehingga 4 =. 4 =. L 4 = L Dari hasil pengamatan ini, maka timbul suatu anggapan atau dugaan, bahwa agaknya ada hubungan antara cepat rambat gelombang dengan berat beban, yang pada hakekatnya merupakan tegangan dalam kawat. data pengamatan tersebut di atas kita susun sebagai : Pengamatan I F = g = 4 L = 4. L Pengamatan II F = 4 g = L =. L Pengamatan III F 3 = 6 g 3 = L 3 =. L Pengamatan IV F 4 = 64 g 4 = L 4 =. L Data di atas kita olah sebagai berikut :. L. L, dan 4 F F 4g 4 g Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 8

3 KESIMPULAN. 4. L. L 4, dan 4. L 8, dan. L 4 F F 3 F F 4 6g 6 g 64g 64 g Cepat rambat gelombang dalam tali, kawat, dawai berbanding senilai dengan akar gaya tegangan kawat, tali dawai tersebut. Percobaan di atas diulang kembali dengan bahan sama, panjang kawat tetap, beban sama (dimulai dari 6 g gram), hanya saja luas penampang kawat dibuat 4 kali lipat, maka dapat kita amati sebagai berikut : = L sehingga =. L 3 =.L (dari percobaan pertama, dengan menggunakan 6g gram) maka : ' 3. L. L Percobaan diulangi lagi dengan beban tetap 6 g gram, akan tetapi kawat diganti dengan kawat yang berpenampang 6 kali lipat (dari bahan yang sama dan panjang tetap), maka dalam kawat terjadi 4 gelombang, sehingga : = 4 L sehingga = 4. L sehingga : ' 3. L. L 4 4 Apabila panjang kawat tetap dan dari bahan yang sama, sedangkan penampang diubah, maka berarti sama dengan mengubah massa kawat. Kalau massa kawat semula adalah m, maka pada percobaan tersebut massa kawat berturut-turut diubah menjadi m = 4 m dan m 3 = 6 m. dari data percobaan kedua, setelah diolah sebagai berikut : ' 3 ' 3, dan m m 4, dan m 3 m 4m 4 m 6m 6 m Dari pengolahan data tersebut dapatlah disimpulkan : KESIMPULAN. Cepat rambat gelombang berbanding balik nilai akar kuadrat massa kawat, asalkan panjangnya tetap. Percobaan selanjutnya diulangi lagi, akan tetapi diusahakan agar massa kawat antara simpul-simpul A dan K tetap, sedangkan panjang AK ariabel. Ternyata cepat rambatnyapun berubah pula, meskipun beban tidak berubah, Kalau jarak AK Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 9

menjadi jarak semula yaitu = 4 4 L, maka cepat rambatnya menjadi kali semula, sebaliknya jika panjang kawat AK dilipat empatkan dari AK semula, menjadi 4 L maka cepat rambatnya menjadi kali cepat rambat semula, asalkan massa kawat tetap. Dari percobaan ketiga ini dapatlah disimpulkan. KESIMPULAN 3. Untuk massa kawat yang tetap, maka cepat rambat gelombang berbanding senilai dengan akar kuadrat panjang kawat. Kesimpulan () dan (3) dapat disatukan menjadi : Cepat rambat gelombang dalam kawat berbanding terbalik nilai dengan akar massa persatuan panjang kawat. Jika massa persatuan panjang kawat ini dimisalkan atau dilambangkan dengan, maka kesimpulan () sampai dengan (3) di atas dapat dirumuskan menjadi : k F k = aktor pembanding, yang dalam SI harga k =. Satuan : dalam SI : m F = newton kg s m SUMBER-SUMBER BUNYI GETARAN BUNYI Sehelai dawai ditegangkan dengan beban ariabel. Jika dawai dipetik di tengah-tengahnya, maka seluruh dawai akan bergetar membentuk setengah panjang gelombang. Gelombang yang terjadi adalah gelombang stasioner, pada bagian ujung terjadi simpul dan di bagain tengah terjadi perut. jadi panjang kawat L = atau = o = L. Nada yang ditimbulkan adalah nada dasar, Jika rekwensinya dilambangkan dengan o maka : o. o = o. L = o = L Jika tepat ditengah dawai dijepit, kemudian senar digetarkan maka getaran yang terjadi dalam senar digambar sebagai berikut : = cepat rambat gelombang dalam kawat (tali, dawai) F = gaya tegangan kawat = massa persatuan panjang kawat Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 0

Senar digetarkan pada jarak 4 L dari salah satu ujung senar. Gelombang yang terjadi menunjukkan bahwa pada seluruh panjang tali erjadi gelombang. Jadi L = dan nada yang ditimbulkannya merupakan nada atas pertama., dengan rekwensi. Maka. =. L = = L = L Dawai juga dapat digetarkan sedemikian sehingga antara kedua ujungnya terdapat dua buah simpul, yaitu dengan cara pada jarak 3 panjang dawai dari salah satu ujungnya dijepit dengan penumpu dan dawai digetarkan pada jarak 6 L, maka pola gelombang yang terjadi dapat digambar sebagai berikut : Seluruh panjang dawai akan menggetar dengan membentuk gelombang. Jadi L = Nada yang ditimbulkan adalah nada atas kedua dengan rekwensi. Jadi : L = 3 atau = 3 L. =. 3 L = = 3 L dari data di atas dapat disimpulkan : o : : :... = : : 3 :... Yang disebut nada selaras (nada harmonis) atau juga dinamakan nada lageolet. Rumus umum dari pada rekwensi nada-nada tersebut di atas adalah : n n L L n n karena adalah kecepatan rambat gelombang transersal, maka n n F L. A dari persamaan di atas dapat disimpulkan dalam hukum Mersenne berikut ini :. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan panjang dawai.. Frekwensi nada dasar dawai berbanding lurus ( berbanding senilai ) dengan akar kuadrat tegangan tali. 3. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan akar kudrat penampang dawai. Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com

4. Frekwensi nada dasar dawai berbanding terbalik dengan akar kuadrat masa jenis bahan dawai. Pada nada atas ke-n terdapat ( n+ ) simpul dan ( n+ ) perut. GETARAN KOLOM UDARA PIPA ORGANA TERBUKA. Kolom udara dapat beresonansi, artinya dapat bergetar. Kenyataan ini digunakan pada alat musik yang dinamakan Organa, baik organa dengan pipa tertutup maupun pipa terbuka. Dibawah ini adalah gambar penampang pipa organa terbuka. Jika Udara dihembuskan kuat-kuat melalui lobang A dan diarahkan ke celah C, sehingga menyebabkan bibir B bergetar, maka udarapun bergetar. Gelombang getaran udara merambat ke atas dan oleh lubang sebelah atas gelombang bunyi dipantulkan ke bawah dan bertemu dengan gelombang bunyi yang datang dari bawah berikutnya, sehingga terjadilah intererensi. Maka dalam kolom udara dalam pipa organa timbul pola gelombang longitudinal stasioner. Karena bagian atas pipa terbuka, demikian pula celah C, maka tekanan udara di empat tersebut tentulah sama dan sama dengan tekanan udara luar, jadi tekanan di tempat tersebut timbulah perut. Pada gambar (b) di atas terlihat simpul diantara perut. Ini berarti pipa organa bergetar dengan nada terendah yang disebut nada dasar organa. Frekwensi nada dasar dilambangkan o, jadi L = o atau o = L, sehingga o = L. Pada gambar (c) memperlihatkan dua simpul dan satu perut diantara kedua perut, dikatakan udara dalam pipa organa bergetar dengan nada atas pertama dan dilambangkan dengan. Pada pola tersebut sepanjang kolom udara dalam pipa terjadi gelombang. Jadi : = L. =. L = = L = L Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com

Pada gambar (d) memperlihatkan 3 simpul dan dua perut di antara kedua perut, dan bunyi yang ditimbulkan merupakan nada atas kedua dilambangkan. Pada pola tersebut dalam pipa organa terbuka tersebut terjadi gelombang, jadi : L = 3 atau = 3 L. =. 3 L = = 3 L Secara berturut-turut peristiwa di atas dapat kita amati sebagai berikut : 0 3 L ( perut dan simpul ) ( 3 perut dan simpul ) L 3 ( 4 perut dan simpul ) L 4 ( 5 perut dan 4 simpul ) L n n n L L n Dari data di atas dapat disimpulkan bahwa : o : : : 3 :... = : : 3 : 4 :... Ungkapan tersebut dinamakan Hukum Bernoulli ke I, yaitu : Frekwensi nada-nada yang dihasilkan oleh pipa organa terbuka berbanding sebagai bilangan asli. PIPA ORGANA TERTUTUP Apabila pada ujung atas pipa organa tertutup, maka dinamakan pipa organa tertutup, sehingga gelombang longitudinal stasioner yang terjadi pada bagian ujung tertutup merupakan simpul dan pada bagian ujung terbuka terjadi perut. Gambar berikut menunjukkan berbagi pola getaran yang terjadi pada pipa organa tertutup. Pada nada atas ke-n terdapat : ( n+ ) perut dan ( n+ ) simpul sehingga secara umum dapat dirumuskan sebagai : Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 3

Pada (a) memberikan nada dasar dengan rekwensi o. Pada panjang kolom udara L terjadi /4 gelombang, karena hanya terdapat simpul dan perut. Jadi : L = o ; o = 4L 0. 0 = 0. 4L = 0 = 4L Pada pola ( b ) memberikan nada atas pertama dengan Frekwensi. Sepanjang kolom udara pipa organa tertutup terjadi simpul dan perut, sehingga panjang pipa = 3 4 panjang gelombang. Jadi : L = 3 4 atau = 4 3 L. =. 4 3 L = = 3 4L Pada pola ( c ) memberikan nada atas kedua dengan dengan rekwensi pada panjang kolom udara pipa organa tertutup terjadi 3 simpul dan 3 perut, sehinga panjang pipa = 5 4 panjang gelombang. Jadi : L = 5 4 atau = 4 5 L. =. 4 5 L = = 5 4L Dari keterangan di atas dapat disimpulkan : Pada nada atas ke-n terdapat ( n+ ) simpul dan ( n+ ) perut. o : : : 3 :... = : 3 : 5 : 7 :... Ungkapan ini dinamakan Hukum Bernoulli ke II : Frekwensi nada pipa organa tertutup berbanding sebagai bilanganbilangan ganjil. Secara umum dirumuskan : n n 4L Sehingga untuk panjang gelombangnya : n 4L n Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 4

SIFAT-SIFAT GELOMBANG.. Pemantulan. Siat ini digunakan untuk mengukur kedalaman laut. h = ½. t pp ( t pp = waktu pergi-pulang). Resonansi. Yaitu ikut bergetarnya suatu benda. Syarat : rekwensinya sama. Kolom udara l n ln = (n ) ¼ n mulai,, 3 resonansi ke- n = dan seterusnya. 3. INTERFERENSI GELOMBANG BERFREKWENSI BERBEDA SEDIKIT MENIMBULKAN LAYANGAN. Layangan adalah intererensi dua getaran harmonis yang sama arah getarnya, tetapi mempunyai perbedaan rekwensi sedikit sekali. Misalnya dua getaran A dan N berturut-turut mempunyai rekwensi = 4 Hz dan = 6 Hz Mula-mula kedua sumber getar bergetar dengan ase sama, jadi superposisi gelombang saling memperkuat atau terjadi penguatan. Setelah beberapa saat getaran B mendahului getaran dari pada A, sehingga asenya berlawanan, jadi saat ini superposisi saling menghapus. Beberapa saat kemudian B bergetar satu getaran lebih dahulu dari A, maka saat ini ase A dan B sama lagi dan terjadi superposisi saling memperkuat lagi, artinya terjadi terjadi penguatan lagi dan seterusnya. Dari graik di atas terlihat bahwa amplitudo dari superposisi adalah y = y + y yang harganya bertambah besar dari nol sampai maksimum dan kemudian menjadi kecil lagi dari maksimum sampai nol. Pada saat terjadi amplitudo maksimum, maka intererensi mencapai terkuat atau terjadi penguatan dan pada saat amplitudo minimum terjadi intererensi pelemahan. Yang dimaksud dengan satu layangan ialah bunyi yang terdengar keras- lemah - keras atau lemah - keras - lemah, seperti yang terlihat pada graik. Jika untuk terjadi satu layangan diperlukan waktu n detik, maka dalam satu detik terjadi layangan. Bilangan ini ternyata sama dengan selisih rekwensi antara sumber bunyi yang menimbulkannya. Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 5

Jadi : = / - / = jumlah layangan. suara yang lebih tinggi, berarti rekwensinya lebih besar dan sebaliknya ketika bis menjauhi anda, bunyi klakson terdengar lebih rendah, karena rekwensi bunyi yang didengar berkurang. Peristiwa ini dinamakan Eek Doppler. dan adalah rekwensi-rekwensi yang menimbulkan layangan. 4. Berintererensi. Intererensi ini dibuktikan dengan Pipa Qiunke. Beda ase intererensi kuat dan lemah adalah ½ EFFEK DOPPLER Memang benar jika dikatakan, bahwa rekwensi bunyi sama dengan rekwensi sumbernya. Akan tetapi tidaklah selalu demikian antara rekwensi sumber bunyi dengan rekwensi bunyi yang kita dengar. Apabila antara sumber bunyi dan pendengar tidak ada gerakan relati, maka rekwensi sumber bunyi dan rekwensi bunyi yang didengar oleh seseorang adalah sama. Akan tetapi jika antara sumber bunyi dan si pendengar ada gerak relati, misalnya sumber bunyi bergerak mendekati si pendengar, atau si pendengar bergerak mendekati sumber bunyi, atau keduanya bergerak saling mendekati atau menjauhi, ternyata antara rekwensi sumber bunyi dan rekwensi bunyi yang didengar tidaklah sama. Suatu contoh misalnya ketika anda naik bis dan berpapasan dengan bis lain yang sedeang membunyikan klakson, maka akan terdengar Jadi Eek Doppler adalah peristiwa berubahnya harga rekwensi bunyi yang diterima oleh pendengar (P) dari rekwensi suatu sumbner bunyi (S) apabila terjadi gerakan relati antara P dan S. Oleh Doppler dirumuskan sebagai : P P. S S P adalah rekwensi yang didengar oleh pendengar. S adalah rekwensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi. P adalah kecepatan pendengar. S adalah kecepatan sumber bunyi. adalah kecepatan bunyi di udara. Tanda + untuk P dipakai bila pendengar bergerak mendekati sumber bunyi. Tanda - untuk P dipakai bila pendengar bergerak menjauhi sumber bunyi. Tanda + untuk S dipakai bila sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar. Tanda - untuk S dipakai bila sumber bunyi bergerak mendekati penengar. Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 6

. Jika terdapat angin dengan kecepatan a dan menuju pendengar maka menjadi (+ a ). Jika angin menjauhi pendengar maka menjadi (- a ) SETIAP GELOMBANG MERAMBATKAN ENERGI Rambatan bunyi adalah ramabatan gelombang, sedangkan rambatan gelombang adalah salah satu bentuk rambatan energi. Makin besar energi bunyi yang diterima makin nyaring suara yang kita dengar. INTENSITAS BUNYI. Yang dimaksud dengan intensitas bunyi ialah : Besar energi bunyi tiap satuan waktu tiap satuan luas yang datang tegak lurus. Dapat dirumuskan sebagai : P I A I = Intensitas bunyi dalam watt/m atau watt/cm A = Luas bidang bola dalam m atau cm P = Daya bunyi dalam J/det atau watt. Bila S merupakan sumber bunyi yang berdaya P watt dan energi bunyi merambat ke segala arah sama rata, Intensitas bunyi di titik yang jaraknya R dari S adalah : I P I 4 R : I : R R Kesimpulan : Intensitas bunyi berbanding terbalik dengan kuadrat jaraknya. TARAF INTENSITAS BUNYI. ( TI ) Intensitas bunyi terkecil yang masi merangsang pendengaran disebut harga ambang pendengaran, besarnya 0 - watt/m. Intensitas bunyi terbesar yang masih dapat didengar tanpa menimbulkan rasa sakit pada telinga sebesar watt/m. Logaritma perbandingan intensitas bunyi dengan harga ambang pendengaran disebut Tara Intensitas Bunyi. T I log TI tara intensitas bunyi dalam : Bel. I adalah intensitas bunyi. I o adalah harga ambang pendengaran. Bila satuan TI dalam Decibel ( db ) hubungan di atas menjadi : T I log I I 0 I I 0 Bel = 0 db Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 7

LATIHAN SOAL LATIHAN SOAL GELOMBANG BUNYI.. Sebuah batu dilempar ke tengah kolam sejauh 0 m dari tepi kolam, sehingga terjadi gelombang permukaan air yang sampai ke tepi setelah 4 detik. Bila sebuah gabus bergerak 4 gelombang tiap detik, tentukan panjang gelombang permukaan air tersebut. (Jawab :,5 m).. Sebuah sumber getar menimbulkan gelombang transersal pada permukaan air dengan periode ¼ detik. Bila jarak antara dua bukit adalah 5 cm, maka tentukan cepat rambat gelombang pada permukaan air tersebut. (Jawab : m/det). 3. Suatu sumber getaran menimbulkan gelombang longitudinal dengan periode /86 detik dan merambat dengan kecepatan 430 m/det. Berapa jarak antara dua rapatan? (Jawab : 5 meter). 4. Seseorang ditugaskan mengamati permukaan gelombang yang terjadi pada sebuah sungai. Jarak antara puncak dan lembah yang berdekatan ternyata dari hasil pengamatannya adalah,05 meter. Dan dalam waktu 5 detik dirambatkan 7 puncak gelombang. Maka tentukan cepat rambat riak gelombang permukaan air tersebut. (Jawab :,38 m/det). 5. Cepat rambat gelombang transersal dalam seutas tali yang panjangnya 30 meter adalah 40 m/det. Berapa massa tali tersebut apabila gaya tegangan tali = Newton? (Jawab : 0,0375 kg). 6. Seutas tali yang panjangnya 3 meter, dengan massa 900 gram mengalami tegangan 0 newton. Tentukan besar cepat rambat gelombang transersal yang merambat melalui tali tersebut. (Jawab : 8,8 m/det). 7. Seutas tali dengan penampang mm mempunyai massa jenis 8 gram/cm 3. Bila tali tersebut ditegangkan dengan gaya 8 N. Tentukan cepat rambat gelombang pada tali tersebut. (Jawab : 3,6 m/det). 8. Pada percobaan Melde digunakan garpu tala sebagai sumber getarnya. Frekwensi yang ditimbulkannya adalah 365 Hz. Tali yang dihubungkan dengannya direntangkan dengan beban 96 gram. Apabila jarak antara dua simpul yang berturutan = 4 cm, tentukanlah : a. Cepat rambat gelombang pada tali. (Jawab : 90 cm/det). b. Berapa tegangan yang harus diberikan agar jarak antara dua simpul yang berturutan menjadi 5 cm. (Jawab : 47.000 dyne). c. Berat dari cm tali tersebut, apabila g = 980 cm/det. (Jawab : 0,8 dyne). 9. Sepotong kawat yang massanya 0,5 gram dan panjangnya 50 cm mengalami tegangan 6,5 newton. a. Hitung cepat rambat gelombang transersal yang terjadi pada kawat (Jawab : 50 m/det). Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 8

b. Bila kedua ujung kawat dijepit dan tidak terdapat simpul lagi di antara kedua ujung kawat tersebut, maka tentukan rekwensinya. (Jawab : 50 Hz). 0. Cepat rambat gelombang longitudinal dalam air 500 m/det. Hitunglah modulus kenyal air. (Jawab :,5. 0 9 newton/m ).. Dawai yang massanya 0, gram dan panjangnya 80 cm, salah satu ujungnya diikatkan pada sebuah garpu tala yang memberikan rekwensi 50 Hz. Berapa tegangan tali yang harus diberikan agar tali tidak menggetar dengan empat paruhan gelombang. (Jawab :,5 newton).. Hitung kecepatan gelombang bunyi yang merambat di udara dalam keadaan STP (Tekanan dan suhu standard). Massa jenis udara pada keadaan STP,93 Kg/m 3, =,40. (Jawab : 33 m/det). 3. Bila amplitudo cukup besar, telinga orang dapat mendengar bunyi dengan rekwensi antara 0 Hz dan 0.000 Hz. Hitung panjang gelombang pada rekwensirekwensi tersebut apabila : a. Gelombang merambat dalam medium air dengan cepat rambat 450 m/det. (Jawab : 7,5 cm). b. Gelombang merambat dalam medium udara. R = 8,3 x 0 7, udara =,4, t udara = 7 0 dan M udara = 9 (Jawab :,73 cm). 4. Cepat rambat gelombang longitudinal dalam Helium dan Argon pada suhu 0 0 C berturut-turut adalah 970 m/det dan 30 m/det. Berapa berat atom argon bila berat atom helium = 4. Argon dan Helium adalah gas monoatomik. (Jawab : 39,). 5. Ditentukan massa jenis gas hidrogen pada suhu 0 0 dan tekanan atmosir adalah : 9.0-5 gram/cm 3 dan konstanta Laplace gas hidrogen adalah,40, tentukanlah cepat rambat bunyi dalam gas hidrogen tersebut. (Jawab : 55 m/det). 6. Pada suhu 0 0 C cepat rambat bunyi di udara 330 m/det. Tentukan cepat rambat bunyi di udara pada suhu 40 0 C. (Jawab : 34 m/det). 7. Cepat rambat bunyi dalam zat padat adalah 450 m/det. Tentukan modulus young zat padat, jika massa jenisnya 0 4 kg m -3. (Jawab :,.0 0 N.m - ). 8. Tentukan rekwensi dasar dari getaran sepotong tali yang panjangnya 6 meter dan massanya kg yang ditegangkan dengan gaya 9 N. (Jawab : Hz). 9. Cepat rambat bunyi dalam gas H pada suhu 7 0 C adalah 360 m/det. a. Berapa cepat rambat bunyi dalam gas O pada suhu yang sama, jika konstanta Laplace kedua gas tersebut sama? (Jawab : 90 m/det) b. Berapa cepat rambat bunyi dalam O pada suhu 47 0 C (Jawab : 93 m/det). 0. Sepotong dawai tembaga dengan massa jenis 9 x 0 3 kg/m 3 yang panjangnya m dan berpenampang 0-6 m mendapat tegangan oleh suatu gaya sebesar 360 N. Jika Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 9

dawai dipetik, berapa rekwensi nada dasarnya? (Jawab : 50 Hz).. Cepat rambat bunyi dalam gas hidrogen pada suhu 5 0 C = 00 m/s. Berapa laju rambat bunyi dalam Oksigen pada suhu 9 0 C, jika tetapan Laplace kedua gas sama sedangkan M H = gram/mol dan M O = 3 gram/mol. (Jawab : 350 m/s).. Sehelai dawai dengan massa 0,5 gram dan panjangnya 50 cm diberi tegangan 88, newton kemudian dawai dipetik dan memberikan nada dasar. Tentukanlah : a. Cepat rambat gelombang transersal dalam dawai (Jawab : 97 m/s) b. Frekwensi nada dasarnya, rekwensi nada atas pertama dan nada atas kedua. (Jawab : 97 Hz, 594 Hz, 89 Hz). 3. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada dasarnya dengan rekwensi 500 Hz. Bila cepat rambat suara di udara = 340 m/s, maka tentukan panjang pipa organa tersebut. (Jawab : 0,34 m). 4. Sepotong dawai yang panjangnya 0 cm dan sepotong dawai lain yang panjangnya 60 cm masing-masing menimbulkan nada dasar. Tentukan interal yang dihasilkan. (Jawab : 4 : 3 Kwart). 5. Tentukan rekwensi nada tunggal yang ditimbulkan oleh sirine, jika banyak lubang pada lempeng sirine = 5 dan melakukan putaran 500 rpm. (Jawab : 300 Hz). 6. Sebuah pipa organa terbuka menghasilkan nada dasar dengan rekwensi 49 cps. Sehelai dawai yang panjangnya 54 cm dengan gaya tegangannya menghasilkan nada dasar dengan rekwensi 440 cps. Pipa organa dihembus lebih kuat sehingga dihasilkan nada atas pertamanya. Dawai sekarang diperpendek menjadi 48 cm dengan gaya tegangan tetap lalu dipetik bersama-sama dengan hembusan pipa organa tersebut. Berapa layangan yang terjadi? (Jawab : 3 Hz). 7. Pada sirine terdapat dua deret lubang. Deret lubang bagian luar = 0 buah. Jika dengan deret lubang yang terdalam nada tunggal yang ditimbulkan memberikan interal nada kwint, maka berapa banyak lubang pada deret bagian dalam? (Jawab : 30 lubang). 8. Sepotong kawat yang panjangnya 3 meter dengan luas penampang mm, massanya 4 gram. Bila kawat diberi beban 0 Newton, maka kawat bertambah panjang 0,5 mm. a. Tentukan modulus elastisnya. (Jawab : x 0 N/m ) b. Cepat rambat bunyi dalam rel yang dibuat dari bahan tersebut. (Jawab : 5000 m/det). 9. Dawai sebuah sonometer menghasilkan nada dasar. Bila senar dipotong 30 cm dihasilkan nada dasar baru yang kwint terhadap nada dasar semula. Dengan diusahakan agar tegangan dawai tetap seperti semula, maka harus dipotong berapa senar sonometer tersebut agar dihasilkan nada dasar baru yang terts terhadap nada dasar semula. (Jawab : 9 cm). 30. Sebuah mobil melaju dengan kelajuan 7 km/jam dan membunyikan klakson dengan rekwensi 480 Hz Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com 0

berpapasan dengan mobil lain yang berkecepatan 08 km/jam. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 m/s, maka tentukan rekwensi bunyi yang didengar oleh pengendara mobil kedua. (Jawab : 555 Hz). 3. Frekwensi nada atas pertama pipa organa terbuka = 560 Hz. Pipa organa tertutup memberikan nada atas pertama yang kwint terhadap nada dasar pipa organa terbuka. Bila cepat rambat bunyi pada waktu itu = 336 m/det, maka hitunglah : a. Panjang pipa organa masing-masing. (Jawab : 60 cm ; 60 cm). b. Interal antara nada-nada atas pertama kedua pipa organa tersebut. (Jawab : kwart). 3. Sebuah petasan diledakkan di suatu tempat. Pada jarak m dari pusat ledakan intensitas bunyinya = 0-4 watt/m. Tentukan intensitas bunyi pada jarak 0 m dari pusat ledakan. (Jawab : 0-6 watt/m ). 33. Dalam suatu ruang periksa di PUSKESMAS ada seorang bayi menangis dengan tara intensitas 80 db. Bila dalam ruang tersebut terdapat 0 orang bayi yang menangis bersamaan dengan kekuatan yang sama, maka tentukan tara intensitasnya. (Jawab : 90 db). 34. Tabung Kundt digunakan untuk menghitung cepat rambat bunyi dalam baja. Untuk keperluan tersebut, maka batang getar dibuat dari baja yang panjangnya 75 cm dan dijepit di bagian tengahnya. Batang baja digetarkan longitudinal, sehingga jarak antara dua simpul berturutan dari gelombang stasioner yang timbul dalam kolom udara di dalam tabung gelombang adalah 5 cm. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan cepat rambat bunyi dalam batang baja. (Jawab : 5.00 m/s) 35. Sebuah pipa kundt mempunyai batang penggetar dari gelas yang panjangnya0,65 meter, dijepit di tengah-tengahnya. Tabung gelombang berisi udara. Cepat rambat bunyi dalam gelas sebesar 500 m/s, dan jika jarak antara dua simpul berturutan dalam tabung adalah 0,085 meter. Tentukan cepat rambat bunyi di udara. (Jawab : 340 m/s). ================O0O================ Kompilasi i3: Pendalaman Materi Dasar aliis.wordpress.com