bahan ajar fisika gelombang pada dawai

Slide 1

8

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar1

7


6


5


4


3


Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar




GELOMBANG BUNYIAbdullah


Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarMenuSK/KD/IndikatorTujuan PembelajaranMateriContoh SoalReferensiUji Kompetensi


Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarStandar KompetensiMenerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalahKompetensi DasarMendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyiIndikatorMendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyiMenerapkan asas Doppler untuk gelombang bunyiMendeskripsikan gejala dan ciri gelombang cahaya


Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarTujuan PembelajaranSiswa dapat mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyiSiswa dapat menerapkan efek Doppler untuk gelombang bunyiSiswa dapat mendeskripsikan gejala dan ciri gelombang cahaya


Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarBunyi dan Perambatan BunyiBenda yang bergetar dapat menghasilkan sumber bunyi, tetapi tidak semua benda yang bergetar menghasilkan bunyi yang dapat diterima oleh pendengaran manusia, adanya keterbatasan pendengaran manusia menerima frekuensi bunyi.Telinga manusia dapat mendengar bunyi yang mempunyai frekuensi dari 20 Hz sampai 20 kHz yang dinamakan frekuansi audio. Frekuensi dibawah 20 Hz dinamakan frekuensi infrasonic dan frekuensi diatas 20 kHz dinamakan frekuensi ultrasonic.


Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarA. Dawai (Senar) :Getaran yang dihasilkan dari getar, biola ataupun kecapi merupakan sumber bunyi . Hal ini telah dirumuskan oleh Marsenne, dengan menunjukkan persamaan-persamaan sebagai berikut :Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasar

f0=V/2L atau

= LLFrekuensi nada dasar



Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasar

f1=V/L atau L(3/2) = L3. Nada Dasar atau harmonik .Jika sebuah dawai digetarkan dan membentuk pola gelombang seperti pada gambar (a) dawai menghasilakan nada dasarf2=3V/2L atau

= LL

Frekuensi nada atas keduaFrekuensi nada atas pertama

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarDengan demikian untuk kecepatan perambatan pada dawai tetap, akan diperoleh perbandingan antara frekuensi nada-nada pada dawai sebagai berikut :

Perbandingan frekuensi nada-nada tersebut merupakan bilangan bulat . Telah kita ketahui bahwa kecepatan rambat gelombang dalam dawai adalah :

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarSecara umum frekuensi nada - nada pada dawai dirumuskan :

Ket :F = Tegangan Dawai ( N ) = massa persatauan panjang (kg/m ) L = Panjang dawai ( m )fn = frekuensi nada ke n ( Hz )n = 0,1,2..... (untuk mennyatakan nada)

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarKolom Udara (Pipa Organa) :1.Pipa Organa Terbuka

Pipa organa terbuka adalah alat tiup berupa tabung yang kedua ujungnya terbuka . Jika pola gelomabang yang dihasilkan seperti pada gambar :(a)Nada dasar (f0) Nada atas pertama (f1)

Nada atas kedua (f2)(b)(c)

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarDengan demikian, diperoleh perbandingan antara frekuensi nada-nada pada pipa organa terbuka sbagai berikut :

a. Frekuensi nada dasar b. Frekuensi nada atas pertama c. Frekuensi nada atas kedua


Secara umum , bentuk persamaan frekuesi

F = Gaya tegangan tali ( N ) = m/L dalam (kg/m) L = Panjang pipa organa (m) v = kecepatan bunyi di udara (m/s) n = 0,1,2,... (untuk menyatakan nada).

f0 : f1 : f2 = 1 : 2 : 3 atau fn = ( n +1 )f0

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar2. Pipa Organa TertutupPipa organa tertutup merupakan kolom udara atau tabung yang salah satu ujungnya tertutup. Pada ujung yang tertutup menjadi simpul gelombang karena udara tidak bebas bergerak dan ujung lainnya terbuka menjadi perut gelombang.

Jika pola gelomabang yang dihasilkan seperti pada gambar :

a. Nada Dasarb. Nada Atas Pertamac. Nada atas kedua(a)(b)(c)

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarContoh SoalDawai sepanjang 1 m diberi tegangan 100 N. Pada saat dawai digetarkan dengan frekuensi 500 Hz, disepanjang dawai terbentuk 10 diperut tentukan massa dawai tersebut ?Sebuah pipa organa terbuka panjangnya 60 cm dalam ruang dimana cepat rambat suara 300m/s. Tentukan frekuensi nada dasar dan frekuensi nada atas pertama pipa tersebut?

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarPembahasanDiketahui : l = 1 m; fp = 500 Hz ; F = 100 N Frekuensi pada dawai terbentuk 10 perut adalah frekuensi pada nada atas ke 9 Ditanya : m = ........? Peny: fp = .v = . = 500 = 5.10 10 = 100 = 1/m m = 0,01 kg

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar2. Dik: l = 60 cm = 0,6 m v = 300 m/sDit: f0=......? f1= ......?Peny: f0 = = = 250 Hz

f1 = = = 500 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarReferensi1001 Soal dan Pembahasan Fisika. Dr. Ir. Bob Foster, MM. Erlangga. 2003Fisika SMA Kelas XII. Marthen Kanginan. Erlangga, 2006 Ringkasan materi fisika untuk SMA/MA.Ahmad Zaelani dkk, Yrama Widya.2006

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarUji Kompetensi1.Dua buah senar yang sejenis dengan diameter masing-masing d1=0,5 mm dan d2= 1,0 mm, bergetar dengan frekuensi dasar f1 dan f2. Bila kedua senar mempunyai tegangan yang sama, maka a. F1= f2d. f1= 2f2 b. F1= f2e. f1= 4f2 c. F1= f2

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar2. Seutas dawai bila diberi tegangan 100 N dan digetarkan, maka frekuensi yang timbul adalah f0. Berapa besar tegangan yang dibutuhkan agar dawai tersebut bergetar dengan frekuensi 2f0? a.25 Nd. 200 N b.50 Ne. 400 N c.100 N

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar3.Dawai sepanjang 1 m diberi tegangan 100 N. pada saat dawai digetarkan dengan frekuensi 500 Hz, di sepanjang dawai terbentuk 10 perut. Massa dawai tersebut adalah (dalam g) a.1d. 50 b. 5e. 100 c. 10

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar4.Jika sebuah pipa organa tertutup ditiup sehingga timbul nada atas ketiga, maka terjadilah a. 4 perut dan 4 simpul b. 4 perut dan 5 simpul c. 5 perut dan 4 simpul d. 5 perut dan 5 simpul e. 5 perut dan 6 simpul

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar5. Pipa organa menghasilkan resonansi berturut-turut dengan frekuensi 480Hz, 800 Hz, dan 1.120 Hz. Nada dasar pipa organa tersebut adalah a. 80 Hzd. 240 Hz b.160 Hze. 360 Hz c.180 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar6.Nada atas pertama pipa organa terbuka yang panjangnya 40 cm beresonansi dengan pipa organa tertutup. Jika pada saat beresonansi jumlah simpul pada kedua pipa sama, maka panjang pipa organa tertutup (dalam cm) adalah. a.20d. 50 b.30e. 60 c.40

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar7.Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 10-2 kg ditegangkan 200 N, maka frekuensi nada dasar piano adalah...... a.100 Hz d. 600 Hz b.200 Hz e.800 Hz c.400 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar8. Sebuah pipa organa tertutup mempunyaia frekuensi dasar 300 Hz. Pernyataan yang tidak benar adalah. a.Bila tekanan udara semakin besar, frekuensi dasarnya bertambah besar. b.Bila temperature udara semakin besar, frekuensi dasarnya bertambah besar. c.Frekuensi resonansi kedua terjadi pada frekuensi 900 Hz. d.Pipa organa terbuka dengan frekuensi dasar yang sama, mempunyai panjang dua kali pipa organa tertutup. e.Jika pipa organa diisi gas dengan massa jenis yang lebih kecil, frekuensi dasarnya bertambah besar.

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar9. Pada pipa organa terbuka nada atas kedua dihasilkan panjang gelombang sebesar x dan pada pipa organa tertutup nada atas kedua dihasilkan panjang gelombang sebesar y. bila kedua pipa panjangnya sama, maka : .. a.2 : 1d. 5 : 6 b.3 : 4e. 6 : 5 c.4 : 3

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar10.Pada suatu hari ketika laju rambat bunyi sebesar 345 m/s, frekuensi dasar suatu pipa organa yang tertutup salah satu ujungnya adalah 220 Hz. Jika nada atas kedua pipa organa tertutup ini panjang gelombangnya sama dengan nada atas ketiga suatu pipa organa yang terbuka kedua ujungnya, maka panjang pipa organa terbuka itu adalah . . . a.37 cm d. 75 cm b.43 cme. 87 cm c.63 cm

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar11.Pipa organa terbuka A dan pipa organa tertutup-sebelah B mempunyai panjang yang sama. Perbandingan frekuensi nada atas pertama antara pipa organa A dengan pipa organa B adalah sebagai . . . a. 1 : 1d. 3 : 2 b. 2 : 1e. 4 : 3 c. 2 : 3

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar12.Sebuah garpu tala dengaa frekuensi 550 Hz digetarkan di dekat suatu tabung gelas berisi air yang tinggi permukaannya dapat diatur. Resonansi akan terjadi bila jarak permukaan air darai ujung tabung adalah . . . . (v bunyi di udara 330 ms-1) a. 0,15 md. 0,40 m b.0,20 me. 0,65 m c. 0,35 m

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar13.Sebuah tabaung gelas dimasukkan tegak lurus dalam air. Di atas tabung digetarkan sebuah garpu tala yang bergetar dengan frekuensi 500 Hz. Jika bunyi resonansi terdengar pada saat panjang tabung yang di atas air 18 cm, maka kecepatan bunyi di udara dalam keadaan tersebut a.375 m/sd. 175 m/s b.360 m/se. 180 m/s c.350 m/s

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar14.Seseorang melakukan percobaan resonansi dengan mencelupkan tabung yang kedua ujungnya terbuka ke dalam air, kemudian di atas tabung digetarkan garpu tala. Jika resonanasi pertama terjadi pada saat panjang kolom udara dalam tabung 5 cm, maka resonansi kedua terjadi pada saat panjang kolom udara dalam tabung a. 12 cmd. 20 cm b. 15 cme. 25 cm c. 18 cm

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar15.Pada suatu percobaan dengan tabung resonansi, ternyata resonansi pertama didapat bila permukaan air di dalam tabung berada 20 cm dari ujung atas tabung. Resonansi kedua akan terjadi bila jarak permukaan air ke ujung tabung itu a.20 cmd. 60 cm b.40 cme. 80 cm c. 50 cm

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar16.Sebuah sumber gelombang bunyi dengan daya 50 W memancarkan gelombang ke medium di sekelilingnya yang homogen. Tentukan intensitas radiasi gelombang tersebut pada jarak 10 m dari sumber. a. 4 x 10-2W/m2 b. 40 W/m2 c. 200 W/m2 d. 400 W/m2 e. 2000 W/m2

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar17. Taraf intensitas bunyi (TI) pada suatu jendela terbuka yang luasnya 1 m2 adalah 60 dB. Jika harga ambang bunyi 10-16 watt/cm2, maka daya akustik yang masuk melalui jendela tersebut adalah. a.10-16Wd. 10-6W b.10-12We. 10-4W c.10-10W

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar18.Jika sebuah sepeda motor melewati seseorang, maka ia menimbulkan taraf intensitas (TI) sebesar 80 dB. Bila sekaligus orang itu dilewati 10 sepeda motor seperti itu, maka taraf intensitasnya adalah. a.8 dBd. 90 dB b.70 dBe. 800 dB c. 80 dB

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar19. Taraf intensitas bunyi sebuah mesin rata-rata 50 dB. Apabila 100 mesin dihidupkan bersama maka taraf intensitasnya a.20 dBd. 75 dB b.50 dBe. 150 dB c.70 dB

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar20.Bila dua buah sumber bunyi masing-masing dengan frekuensi 2000 Hz dan 2008 Hz berbunyi dengan serentak, maka akan timbul pelayangan bunyi dengan frekuensi a. 2 Hzd. 2004 Hz b. 4 Hz e. 2008 Hz c. 8 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar21.Garpu tala 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 menghasilkan 180 layangan per menit dengan garpu X. Frekuensi asli darai garpu Y adalah a.295 Hzd. 305 Hz b.297 Hze. 308 Hz c.303 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar22.Dua gelombang bunyi mempunyai panjang gelombang masing-masing 1,00 m dan 1,01 m menghasilkan 10 pelayangan dalam waktu 3 detik. Besar kecepatan bunyi adalah a. 33 m/sd. 800 m/s b. 300 m/se. 1120 m/s c. 337 m/s

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar23.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 a.380 Hzd. 410 Hz b.390 Hze. 420 Hz c.400 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar25. yang tidak bergerak. Jika frekuensi bunyi 400 Hz, dan kecepatan perambatannya 390 m/det maka frekuensi gelombaang bunyi yang terdengar adalah a.380 Hzd. 410 Hz b.390 Hze. 420 Hz c.400 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalar24.Kereta bergerak denga laju 72 km/jam menuju stasiun sambil membunyikan pluitnya. Bunyi pluit kereta api tersebut terdengar oleh kepala stasiun dengan frekuensi 720 Hz. Laju suara di udara 340 m/s, frekunsi pluit kereta api tersebut adalah. a. 640 Hzd. 720 Hz b.680 Hze. 760 Hz c.700 Hz

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 TakalarBenar

Drs. Abdullah, MM. SMA Negeri 3 Takalarsalah


bahan ajar fisika gelombang pada dawai

Education