Soal Getaran dan Gelombang Mekanik 3

Pilihan Ganda

1.   Pada percobaan Medle dihasilkan gelombang stasioner seperti gambar di bawah :

         Bila panjang tali L = 3 m, maka panjang gelombang yang terjadi adalah ….

A. 0,5 m.

B. 0,6 m.

C. 0,8 m.

D. 1,0 m.

E. 1,2 m.

2.   Pada seutas tali yang tegangannya 2 N merambat gelombang transversal dengan kecepatan 40 m/s. Jika panjang tali tersebut 2 m, maka massa tali tersebut adalah ….

A. 2,5  10^-3 kg.

B. 2 x 10^-3 kg.

C. 1,2 x 10^-3 kg.

D. 1 x 10^-3 kg.

E. 0,2 x 10^-3 kg.

3.   Suatu benda melakukan gerak harmonis dengan persamaan : y = 10 sin 5 πt(y dalam cm dan t dalam sekon). Frekuensinya adalah ….(EBTANAS ’94).

A. 10 Hz.

B. 5 Hz.

C. 5/2 Hz.

D. 5 π Hz.

E. (5/2) πHz.

4.   Sebuah pegas tergantung tanpa beban panjangnya 30 cm. Kemudian ujung bawah pegas digantungi beban 100 g sehingga panjang pegas menjadi 35 cm. Jika beban tersebut ditarik ke bawah sejauh 5 cm, dan g = 10 m/s² maka energi potensial elastik pegas adalah ….(UMPTN ’91)

A. 0,025 J.

B. 0,05 J.

C. 0,1 J.

D. 0,25 J.

E. 0,5 J.

5.   Suatu gelombang berjalan melalui titik A dan B yang berjarak 8cm dalam arah dari A dan B. Pada saat t = 0 simpangan gelombang di A adalah 0. Jika panjnag gelombangnya 12 cm dan amplitudonya = 4 cm, maka simpangan titik B pada saat fase titik A (3/2) πadalah ( dalam cm ).

A. 2√3.

B. 2√2.

C. 2.

D. 3.

E. 4.

6.   Seorang penerbang yang pesawat terbangnya menuju ke menara bandara mendengar bunyi sirine menara dengan frekuensi 2000 Hz. Jika sirine memancarkan bunyi dengan frekuensi 1700 Hz, dan cepat rambat bunyi diudara 340 m/s, maka kecepatan pesawat udara itu adalah ….(UMPTN ’93).

A. 196 km/jam

B. 220 km/jam.

C. 216 km/jam.

D. 220 km/jam

E. 236 km/jam.

7.   Sebuah kereta api bergerak dengan kecepatan 30 m/s mendekati stasiun. Peluit kereta api yang berfrekuensi 2000 Hz dibunyikan. Kecepatan bunyi dalam udara 340 m/s. Bunyi yang didengar oleh orang yang berada di stasiun kereta api itu berfrekuensi(dalam kiloherz) (UMPTN ’86).

A. 6,2.

B. 5,2.

C. 4,2.

D. 3,2.

E. 2,2.

8.   Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 10 m/s menjauhi seorang pendengar yang tidak bergerak. Jika frekuensi bunyi 400 Hz dan kecepatan perambatannya 390 m/s, maka frekuensi gelombang bunyi yang terdengar adalah ….(UMPTN ’86).

A. 380 Hz.

B. 390 Hz.

C. 400 Hz.

D. 410 Hz.

E. 420 Hz.

9.   Sebuah benda melakukan getaran selaras, maka besaran yang berbanding lurus dengan simpangannya adalah (UMPTN ’87).

A. Energi potensialnya.

B. Energi kinetiknya.

C. Kecepatannya.

D. Percepatannya.

E. Amplitudonya.

10.   Gelombang merambat dari titik A ke titik B dengan amplitudo 10^-2m dari periode 0,2 detik. Jarak AB = 0,3 m. Bila cepat rambat gelombang 2,5 m/s maka pada suatu saat tertentu beda fase antara titik A dan B adalah ….

A. (4/5) πrad.

B. (6/5) πrad.

C. (4/3) πrad.

D. (3/2) πrad.

E. (8/5) πrad.

11.   Dua sumber bunyi A dan B berjarak 7 m. Kedua sumber bunyi sefase dengan frekuensi sama ialah 173 Hz. Kecepatan bunyi diudara 346 m/s. Titik C teletak digaris hubung A dan B berjarak 4 m dari A. Beda fase dua gelombang tersebut di C adalah ….

A. π/4rad.

B. π/2rad.

C. πrad.

D. 1,5πrad.

E. 2πrad.

12.   Garputala X dan Y bila dibunyikan bersamaan akan menghasilkan 300 layangan per menit. Garpu X memiliki frekuensi 300 Hz. Apabila garpu Y ditempeli setetes lilin akan menhasilkan 180 layangan per menit dengan garpu X. Frekuensi asli dari garpu Y adalah ….

A. 295 Hz.

B. 297 Hz.

C. 303 Hz.

D. 305 Hz.

E. 308 Hz.

12.   Sebuah garputala yang diam, bergetar dengan frekuensi 384 Hz. Garputala lain yang bergetar denganfrekuensi 380 Hz dibawa seorang anak yang berlari menjauhi garpu tala pertama. Kecepatan rambatan bunyi di udara = 320 m/s. Jika anak itu tidak mendengar layangan, berarti kecepatan anak itu ….

A. 3,20 m/s.

B. 3,33 m/s.

C. 5,20 m/s.

D. 2,33 m/s.

E. 4,23 m/s.

13.   Sebuah partikel beregtar harmonik dengan periode 6 detik dan amplitudo 10 cm.Kelajuan partikel pada saat berada 5 cm dari titik setimbangnya adalah …..

A. 7,09 cm/s.

B. 8,51 cm/s.

C. 10,07 cm/s.

D. 11,07 cm/s.

E. 19,12 cm/s.

14.   Sebuah pegas yang panjangnya = 20 m digantungkan vertikal. Kemudian ujung bawahnya diberi beban 200 gram sehingga panjangnya bertambah 10 cm. Beban ditarik 5 cm ke bawah kemudian dilepas sehingga beban bergetar harmonik. Jika g = 10 m/s², maka frekuensi getaran adalah (UMPTN ’87 Rayon A)

A. 1

B. 1,6 Hz.

C. 5,0 Hz.

D. 2

E. 62,8 Hz.

15.   Sebuah pegas yang panjangnya 20 cm digantungkan vertikal. Kemudian ujung bawahnya diberi beban 200 gram sehingga panjangnya bertambah 10 cm. Beban ditarik kebawah kemudian dilepas hingga beban bergetar harmonik. Jika g = 10 m/s², maka frekuensi getaran adalah ….(UMPTN ’87 Rayon B).

A. 0,5 Hz.

B. 1,6 Hz.

C. 5,0 Hz.

D. 18,8 Hz.

E. 62,8 Hz.

16.   Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 1024 Hz bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 meter/sekon. Kecepatan rambat bunyi adalah sebesar 340 meter/sekon. Jika pengamat beregrak menjauhi sumber bunyi dengan kecepatan 17 meter/sekon, maka frekuensi bunyi yang didengar oleh pengamat sama dengan ….(UMPTN ’87 Rayon C).

A. 920 Hz.

B. 1080 Hz.

C. 1120 Hz.

D. 1220 Hz.

E. 1320 Hz.

17. Sebuah benda yang massanya 0,005 kg bergerak harmonik sederhana dengan periode 0,04 sekon dan amplitudo 0,01 meter. Percepatan maksimum benda sama dengan (UMPTN ’87 Rayon C).

A. 123 meter/sekon2.

B. 247 mter/sekon2.

C. 494 meter/sekon2.

D. 988 meter/sekon2.

E. 1976 meter/sekon2.

18.   Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 918 Hz, bergerak mendekati seorang pengamat dengan kecepatan 34 m/s². Kecepatan rambat bunyi di udara 340ms^-1. Jika pengamat bergerak dengan kecepatan 17 ms^-1 searah dengan gerak sumber bunyi, maka fekuensi yang didengar oleh pengamat adalah ….

A. 920 Hz.

B. 934 Hz.

C. 969 Hz.

D. 1194 Hz.

E. 1220 Hz.

19.   Gelombang bunyi menyebar dari sumbernya ke segala arah dengan sama rata. Titik A berjarak a₁ dari suatu sumber dan titik B berjarak a₂ dari sumber. Jika a₁ =1,5 a₂, maka perbandinganintensitas bunyi diterima titik A dengan yang diterima titik B adalah ….

A. 1 : 3.

B. 2 : 3.

C. 3 : 2.

D. 4 : 9.

E. 9 : 4.

20.   Sebuah pegas memerlukan meregang sepanjang 5 cm. Usaha yang diperlukan untuk meregangkan pegas sepanjang 3 cm adalah ….

A. 27 joule.

B. 25 joule.

C. 15 joule.

D. 5 joule.

E. 0,2 joule.

21.   Dua gelombang bunyi masing –masing dengan frekuensi 1000 Hz dan 1010 Hz berinterferensi. Frekuensi pelayangan yang terjadi besarnya ….

A. 2010 Hz.

B. 1050 Hz.

C. 1005 Hz.

D. 10 Hz.

E. 5 Hz.

22. Seutas tali panjang 40 m digetarkan tranversal. Laju rambat gelombang tranversal pada tali tersebut 50 m/s. Jika gaya tegangan pada tali 2,5 N maka massa tali adalah ….

A. 0,12 kg.

B. 0,09 kg.

C. 0,08 kg.

D. 0,04 kg.

E. 0,03 kg.

23.   Suatu getaran harmonis dinyatakan dalam persamaan y = 10 sin 5 t dimana y adalah simpangan dalam satuan cmdan t dalam sekon. Kecepatan maksimum getaran harmonis tersebut adalah ….

A. 50 cm/s.

B. 10 cm/s.

C. 20 cm/s.

D. 2 cm/s.

E. 0,5 cm/s.

24.   Sebuah garpu tala A yang diam, bergetar dengan frekuensi 384 Hz. Seorang membawa garpu tala B berjalan menjauhi garpu tala A. Kecepatan rambat suara di udara 320 m/detik. Jika orang tersebut tidak mendengar layangan bunyi, maka kecepatan orang tersebut adalah ….

A. 3,3 m/detik.

B. 2,5 m/detik.

C. 4,2 m/detik.

D. 1,8 m/detik.

E. 2,8 m/detik.

25.   Bila garpu tala G digetarkan di dekat ujung tabung berisi air seperti bagan gambar di bawah ini, terjadi penguatan bunyi pada saat kolom udara tingginya L. Perbandingan antara L dengan panjang gelombang bunyi adalah ….

A. 1: 4

B. 1 : 2.

C. 1 : 1.

D. 2 : 1.

E. 4 : 1.

26.   Bunyi tidak dapat merambat dalam ….

A. Udara.

B. Air.

C. Gas oksigen.

D. Batu.

E. Ruang hampa.

27.   Apabila tegangan suatu dawai gitar menjadi 4 kali semula maka nadanya mempunyai frekuensi yang ….

A. 4 kali lebih rendah.

B. 2 kali lebih tinggi.

C. 4 kali lebih rendah.

D. 2 kali lebih rendah.

E. 16 kali lebih tinggi.

28.   Suatu sumber bunyi bergerak dengan kecepatan 10 m/s menjauhi seorang pendengar yang tidak bergerak. Jika fekuensi bunyi 310 Hz dan cepat rambat bunyi 300 m/s maka frekuensi bunyi yang terdengar adaalah….

A. 380 Hz.

B. 390 Hz.

C. 300 Hz.

D. 310 Hz.

E. 420 Hz.

30.   Sebuah pipa dimasukkan tegak lurus ke dalam air. Diatas tabung digetarkan garpu tala dengan frekuensi 500 z. Jika resonansi terjadi saat tinggi tabung dari permukaan air 18 cm, maka cepat rambat bunyi di udara adalah ….

A. 340 m/s.

B. 360 m/s.

C. 350 m/s.

D. 175m/s.

E. 180 m/s.

Essay.

1.      Suatu pegas digantung vertikal dan pada ujung pegas diberi beban 2 kg, hingga pegas bertambah panjang 10 cm. Jika pegas ditarik sejauh 2 cm ke bawah, hitunglah energi potensial sebelum beban dilepas.

2.      Suatu  titik materi bergetar harmonis dengan amplitudo 50 cm. Bila suatu saat energi potensial sama dengan energi kinetik, hitunglah besar simpangannya.

3.      Suatu ayunan sederhana melakukan getaran harmonis sebanyak 300 getaran tiap menit. Jika g = 10 m/s², hitunglah panjang talinya .

4.      Suatu pegas digantung vertikal dan pada ujungnya diberi beban 2 kg sehingga pegas bertambah panjang 20 cm. Jika pegas ditarik ke bawah sejauh 10 cm lalu dilepaskan, hitunglah kecepatannya saat melewati titik setimbang.

5.      Seutas tali panjang 12 m digetarkan terus – menerus sehingga pada tali merambat gelombang transversal sebanyak 2,5 gelombang . Jika cepat rambat gelombang 24 m/s. Hitunglah frekuensinya.

6.      Sebuah gelombang merambat dengan persamaan : y = 20 sin π (100t – 4x) cm, dimana x dalam meter, t dalam sekon. Hitunglah cepat rambat gelombang.

7.      Sebuah pipa organa terbuka ketika ditiup menghasilkan frekuensi nada atas kedua sebesar 300 Hz. Berapa frekuensi nada dasar pipa dasar organa jika salah satu ujungnya ditutup.

8.      Satu kapal terbang bergerak mendekati menara serine yang sedang berbunyi denfan frekuensi 680 Hz. Bila cepat rambat bunyi diudara 340 m/s. Hitunglah frekuensi yang didengar oleh pilot bila cepat rambat pesaway terbang 36 km/jam.

9.      Suatu ruangan mempunyai luas 10 cm². Taraf intensitas pada ruangan tersebut 60 dB. Jika intensitas ambangnya 10^-16watt/cm². Hitunglah daya akustiknya.

10.   Sepotong pipa kaca yang kedua ujungnya terbuka dimasukkan tegak lurus pada permukaan air. Bila bunyi pertama terjadi pada saat panjang kolom udara 40 cm, hitunglah panjang gelombang dan kolom udara pada saat terjadi lagi bunyi keras kedua.