Contoh Soal Gelombang Bunyi Kelas 12 dan Pembahasannya

Pendahuluan

Gelombang bunyi adalah fenomena fisika yang dapat dirasakan oleh manusia melalui indera pendengaran. Dalam pelajaran fisika kelas 12, kita akan mempelajari berbagai aspek gelombang bunyi, termasuk sifat, jenis, dan karakteristiknya. Untuk membantu pemahaman kita, berikut ini akan disajikan beberapa contoh soal gelombang bunyi kelas 12 beserta pembahasannya.

Soal 1: Frekuensi Gelombang Bunyi

Seorang siswa sedang mengamati sebuah alat musik yang menghasilkan suara dengan frekuensi 440 Hz. Hitunglah periode gelombang bunyi yang dihasilkan!

Pembahasan:

Periode (T) dapat dihitung menggunakan rumus:

T = 1 / f

T = 1 / 440 Hz

T ≈ 0,00227 detik

Jadi, periode gelombang bunyi yang dihasilkan adalah sekitar 0,00227 detik.

Soal 2: Panjang Gelombang Bunyi

Sebuah gelombang bunyi dengan frekuensi 500 Hz memiliki kecepatan rambat 350 m/s. Hitunglah panjang gelombang bunyi tersebut!

Pembahasan:

Panjang gelombang (λ) dapat dihitung menggunakan rumus:

λ = v / f

λ = 350 m/s / 500 Hz

λ = 0,7 m

Jadi, panjang gelombang bunyi tersebut adalah 0,7 meter.

Soal 3: Amplitudo Gelombang Bunyi

Seorang siswa mengamati sebuah gelombang bunyi dengan amplitudo 0,5 cm. Hitunglah amplitudo maksimum gelombang bunyi tersebut!

Pembahasan:

Amplitudo maksimum (A_max) gelombang bunyi dapat dihitung dengan memperhatikan bahwa amplitudo adalah setengah dari puncak ke lembah dalam gelombang sinusoidal:

A_max = 2 * A

A_max = 2 * 0,5 cm

A_max = 1 cm

Jadi, amplitudo maksimum gelombang bunyi tersebut adalah 1 cm.

Soal 4: Intensitas Gelombang Bunyi

Sebuah speaker menghasilkan gelombang bunyi dengan daya 10 watt. Hitunglah intensitas gelombang bunyi yang dihasilkan jika jarak antara speaker dengan pendengar adalah 2 meter!

Pembahasan:

Intensitas (I) gelombang bunyi dapat dihitung menggunakan rumus:

I = P / (4πr²)

I = 10 watt / (4π(2 m)²)

I ≈ 0,398 watt/m²

Jadi, intensitas gelombang bunyi yang dihasilkan adalah sekitar 0,398 watt/m².

Soal 5: Efek Doppler Pada Gelombang Bunyi

Sebuah mobil dengan kecepatan 20 m/s sedang mendekati seorang pengendara sepeda motor dengan kecepatan 10 m/s. Jika kecepatan suara adalah 340 m/s, hitunglah frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor jika frekuensi sumber suara adalah 500 Hz!

Pembahasan:

Frekuensi yang didengar (f’) dapat dihitung menggunakan rumus efek Doppler:

f’ = f * (v + v_o) / (v + v_s)

f’ = 500 Hz * (340 m/s + 20 m/s) / (340 m/s + 10 m/s)

f’ ≈ 515,15 Hz

Jadi, frekuensi yang didengar oleh pengendara sepeda motor adalah sekitar 515,15 Hz.

Kesimpulan

Pelajaran tentang gelombang bunyi sangat penting dalam memahami fenomena fisika sehari-hari. Dengan mempelajari contoh soal gelombang bunyi kelas 12 dan pembahasannya, kita dapat meningkatkan pemahaman kita tentang sifat dan karakteristik gelombang bunyi. Dalam artikel ini, telah disajikan beberapa contoh soal dan pembahasan mengenai frekuensi, panjang gelombang, amplitudo, intensitas, dan efek Doppler gelombang bunyi. Semoga artikel ini bermanfaat untuk meningkatkan pemahaman dan keterampilan Anda dalam fisika gelombang bunyi.