Gelombang bunyi merupakan salah satu materi yang dipelajari di kelas 11 dalam pelajaran fisika. Untuk menguji pemahaman siswa terhadap konsep gelombang bunyi, berikut ini akan disajikan beberapa contoh soal yang dapat digunakan sebagai latihan.
Soal 1
Sebuah bel berbunyi dengan frekuensi 256 Hz. Jika kecepatan rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, hitunglah panjang gelombang bunyi yang dihasilkan oleh bel tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Frekuensi (f) = 256 Hz
Kecepatan rambat bunyi (v) = 340 m/s
Panjang gelombang (λ) = ?
Rumus yang digunakan:
Kecepatan rambat bunyi (v) = frekuensi (f) x panjang gelombang (λ)
340 = 256 x λ
λ = 340 / 256 = 1.328125 m
Jadi, panjang gelombang bunyi yang dihasilkan oleh bel tersebut adalah 1.328125 meter.
Soal 2
Seorang siswa mengamati sebuah kolam yang bergetar karena adanya gelombang air. Siswa tersebut menghitung bahwa waktu yang dibutuhkan oleh gelombang untuk melakukan 10 getaran adalah 2 detik. Hitunglah frekuensi gelombang air tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Jumlah getaran (n) = 10 getaran
Waktu (t) = 2 detik
Frekuensi (f) = ?
Rumus yang digunakan:
Frekuensi (f) = jumlah getaran (n) / waktu (t)
f = 10 / 2 = 5 Hz
Jadi, frekuensi gelombang air tersebut adalah 5 Hz.
Soal 3
Sebuah speaker menghasilkan suara dengan frekuensi 1000 Hz. Jika kecepatan rambat bunyi di udara adalah 343 m/s, hitunglah panjang gelombang bunyi yang dihasilkan oleh speaker tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Frekuensi (f) = 1000 Hz
Kecepatan rambat bunyi (v) = 343 m/s
Panjang gelombang (λ) = ?
Rumus yang digunakan:
Kecepatan rambat bunyi (v) = frekuensi (f) x panjang gelombang (λ)
343 = 1000 x λ
λ = 343 / 1000 = 0.343 m
Jadi, panjang gelombang bunyi yang dihasilkan oleh speaker tersebut adalah 0.343 meter.
Soal 4
Seorang siswa mengamati sebuah gitar yang sedang dimainkan oleh temannya. Siswa tersebut menghitung bahwa waktu yang dibutuhkan oleh gelombang suara untuk melakukan 20 getaran adalah 0.5 detik. Hitunglah frekuensi gelombang suara tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Jumlah getaran (n) = 20 getaran
Waktu (t) = 0.5 detik
Frekuensi (f) = ?
Rumus yang digunakan:
Frekuensi (f) = jumlah getaran (n) / waktu (t)
f = 20 / 0.5 = 40 Hz
Jadi, frekuensi gelombang suara tersebut adalah 40 Hz.
Soal 5
Sebuah lonceng berbunyi dengan frekuensi 512 Hz. Jika panjang gelombang bunyi yang dihasilkan adalah 0.67 meter, hitunglah kecepatan rambat bunyi di udara!
Penyelesaian:
Diketahui:
Frekuensi (f) = 512 Hz
Panjang gelombang (λ) = 0.67 m
Kecepatan rambat bunyi (v) = ?
Rumus yang digunakan:
Kecepatan rambat bunyi (v) = frekuensi (f) x panjang gelombang (λ)
v = 512 x 0.67 = 342.08 m/s
Jadi, kecepatan rambat bunyi di udara adalah 342.08 m/s.
Soal 6
Seorang siswa mengamati sebuah kolam yang bergetar karena adanya gelombang air. Siswa tersebut menghitung bahwa frekuensi gelombang air tersebut adalah 2 Hz. Hitunglah periode gelombang air tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Frekuensi (f) = 2 Hz
Periode (T) = ?
Rumus yang digunakan:
Periode (T) = 1 / frekuensi (f)
T = 1 / 2 = 0.5 detik
Jadi, periode gelombang air tersebut adalah 0.5 detik.
Soal 7
Sebuah trompet menghasilkan suara dengan panjang gelombang 0.8 meter. Jika kecepatan rambat bunyi di udara adalah 330 m/s, hitunglah frekuensi suara yang dihasilkan oleh trompet tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Panjang gelombang (λ) = 0.8 m
Kecepatan rambat bunyi (v) = 330 m/s
Frekuensi (f) = ?
Rumus yang digunakan:
Kecepatan rambat bunyi (v) = frekuensi (f) x panjang gelombang (λ)
330 = f x 0.8
f = 330 / 0.8 = 412.5 Hz
Jadi, frekuensi suara yang dihasilkan oleh trompet tersebut adalah 412.5 Hz.
Soal 8
Seorang siswa mengamati sebuah gitar yang sedang dimainkan oleh temannya. Siswa tersebut menghitung bahwa panjang gelombang suara yang dihasilkan adalah 0.4 meter. Hitunglah kecepatan rambat bunyi di udara!
Penyelesaian:
Diketahui:
Panjang gelombang (λ) = 0.4 m
Kecepatan rambat bunyi (v) = ?
Rumus yang digunakan:
Kecepatan rambat bunyi (v) = frekuensi (f) x panjang gelombang (λ)
v = f x 0.4
Karena nilai frekuensi suara tidak diketahui, maka tidak dapat dilakukan perhitungan kecepatan rambat bunyi. Informasi yang diberikan belum lengkap.
Soal 9
Sebuah bel berbunyi dengan kecepatan rambat bunyi di udara sebesar 340 m/s. Jika panjang gelombang bunyi yang dihasilkan adalah 1.5 meter, hitunglah frekuensi bel tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Kecepatan rambat bunyi (v) = 340 m/s
Panjang gelombang (λ) = 1.5 m
Frekuensi (f) = ?
Rumus yang digunakan:
Kecepatan rambat bunyi (v) = frekuensi (f) x panjang gelombang (λ)
340 = f x 1.5
f = 340 / 1.5 = 226.67 Hz
Jadi, frekuensi bel tersebut adalah 226.67 Hz.
Soal 10
Seorang siswa mengamati sebuah lonceng yang sedang bergetar. Siswa tersebut menghitung bahwa periode gelombang yang dihasilkan oleh lonceng tersebut adalah 0.02 detik. Hitunglah frekuensi gelombang lonceng tersebut!
Penyelesaian:
Diketahui:
Periode (T) = 0.02 detik
Frekuensi (f) = ?
Rumus yang digunakan:
Frekuensi (f) = 1 / periode (T)
f = 1 / 0.02 = 50 Hz
Jadi, frekuensi gelombang lonceng tersebut adalah 50 Hz.
Kesimpulan
Contoh soal gelombang bunyi kelas 11 di atas memberikan beberapa latihan untuk menguji pemahaman siswa terhadap konsep gelombang bunyi. Soal-soal tersebut meliputi perhitungan panjang gelombang, frekuensi, kecepatan rambat bunyi, dan periode gelombang.
Untuk menjawab soal-soal tersebut, siswa perlu memahami rumus-rumus dasar yang terkait dengan gelombang bunyi. Rumus yang sering digunakan antara lain kecepatan rambat bunyi (v) = frekuensi (f) x panjang gelombang (λ) dan frekuensi (f) = 1 / periode (T).
Dalam menjawab soal, siswa perlu memperhatikan satuan yang digunakan pada setiap besaran. Selain itu, siswa juga harus menguasai konsep dasar gelombang bunyi seperti panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang memiliki fase yang sama, frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik, dan kecepatan rambat bunyi adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang bunyi dalam satu detik.
Dengan berlatih menjawab contoh soal gelombang bunyi kelas 11, diharapkan siswa dapat memperkuat pemahaman dan kemampuan dalam menerapkan konsep gelombang bunyi. Latihan yang konsisten dan berulang juga akan membantu siswa dalam menghadapi soal-soal serupa dalam ujian atau tes kelas 11 maupun di tingkat yang lebih tinggi.