Soal Getaran Gelombang Bunyi (HOTS)

Perhatikan gambar ayunan bandul berikut!
Data yang benar tentang frekuensi (f) dan perioda (T) adalah ….

• f_S > f_R dan T_S > T_R

• f_S < f_R dan T_S > T_R

• f_S < f_R dan T_S < T_R

• f_S > f_R dan T_S < T_R

Perhatikan informasi berikut!

Sistem Sonar Dan Menghitung Kedalaman Laut

Apabila kita berteriak di lereng gunung atau lapangan terbuka, maka kita akan mendengar bunyi pantul yang persis sama seperti bunyi asli dan akan terdengar setelah bunyi asli. Hal ini terjadi karena bunyi yang datang ke dinding tebing dan bunyi yang dipantulkannya memerlukan waktu untuk merambat. Itulah gema. Gema dapat dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut. Sonar (Sound Navigation and Ranging) adalah sistem perangkat untuk mendeteksi dan menentukan jarak benda yang ada di bawah laut. Mengapa sonar menggunakan gelombang suara ultrasonik? Padahal ada gelombang suara dengan rentang frekuensi yang lain. Itu karena gelombang suara yang lain tidak bisa merambat jauh di dalam air. Gelombang suara ultrasonik memiliki kemampuan unik untuk merambat dalam jarak yang jauh. Gelombang suara merambat di air dan nanti akan mengenai objek sasaran misalnya hewan, benda yang ada di bawah laut, dan dasar lautan. Saat kena objek sasaran, pantulan suara akan menghasilkan efek gema atau echo, sinyal pantulan itu langsung ditangkap oleh penerima atau detektor. Selanjutnya, bisa langsung dianalisis di monitor untuk keperluaan data seperti arah, cepat rambat gelombang, dan waktu. Semua data yang sudah didapat bisa dipakai untuk mengukur kedalaman laut. Jadi, dari gelombang suara dipancarkan sampai gelombang suara itu kembali, kita bisa estimasikan jaraknya.

Pernyataan yang sesuai dengan informasi di atas adalah ….

• Kedalaman laut dapat dihitung dengan menggunakan gelombang suara ultrasonik

• Semua bunyi pantul bisa dimanfaatkan untuk mengukur kedalaman laut

• Cepat rambat bunyi dan amplitudo dipengaruhi oleh kedalaman laut

• Gelombang suara ultrasonik tidak bisa merambat di dalam air

Sebuah pegas yang diberi beban ditarik lalu dilepaskan sehingga melakukan gerakan naik dan turun harmponis seperti pada gambar.

Jika waktu tempuh pada posisi P – Q adalah 0,5 sekon, berikut adalah hasil analisis berdasarkan peristiwa tersebut;

(1) Frekuensi getaran sebesar 2 Hz

(2) Periode getaran sebesar 2 sekon

(3) Amplitudo getaran sebesar 8 cm

(4) Simpangan maksimum getaran 4 cm

Analisis yang benar ditunjukkan nomor ….

• (1) dan (2)

• (1) dan (3)

• (2) dan (4)

• (3) dan (4)

Seorang siswa melakukan percobaan bunyi seperti pada gambar berikut.

Jika panjang kolom udara tersebut terjadi resonansi pertama dan frekuensi garputala yang digunakan 160 Hz, maka cepat gelombang bunyi di tempat itu adalah ....

• 320 m/s

• 160 m/s

• 120 m/s

• 120 m/s

Perhatikan gambar gelombang berikut ini!

Periode dan cepat rambat gelombang tersebut adalah ....

• 0,6 sekon dan 125 cm/sekon

• 0,4 sekon dan 250 cm/sekon

• 0,4 sekon dan 125 cm/sekon

• 0,6 sekon dan 250 cm/sekon

Seorang siswa berdiri di antara 2 dinding tembok dengan posisi seperti tampak pada gambar.

Jika siswa tersebut bersuara mengeluarkan bunyi, setelah 0,6 sekon bunyi tersebut terdengar oleh siswa setelah memantul dari tembok B. Jika jarak siswa dengan tembok A adalah 22 m dan cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, maka jarak siswa dengan tembok B adalah ....

• 58 m

• 80 m

• 102 m

• 204 m

Rani melakukan percobaan ayunan sederhana menggunakan tali dan beban yang digantungkan lalu diayunkan. Pada langkah percobaan tersebut, Rani mengganti beban dan panjang tali yang bervariasi, serta mengukur waktunya menggunakan stop watch untuk setiap 10 getaran ayunan. Data hasil percobaan yang diperoleh disajikan dalam tabel.

Rani menganalisis data tersebut dan memperoleh kesimpulan seperti berikut:

1) Semakin panjang tali, periode getaran semakin besar

2) Semakin panjang tali, frekuensi getaran semakin besar

3) Massa beban tidak mempengaruhi besarnya periode getaran

4) Waktu tempuh 10 kali getaran tidak menentu untuk panjang tali yang berbeda

Kesimpulan yang tepat adalah nomor ….

• (1) dan (2)

• (1) dan (3)

• (2) dan (4)

• (3) dan (4)

Perhatikan gambar berikut!

Seorang wanita berteriak dengan keras di antara dua gedung. Setelah beberapa saat, wanita tersebut mendengar dua bunyi pantul. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, maka selisih waktu kedua bunyi pantul tersebut adalah ….

• 0,5 sekon

• 1,0 sekon

• 1,5 sekon

• 2,0 sekon

Sebuah kapal melakukan pengukuran kedalaman laut seperti gambar berikut:

Kapal memancarkan sinar ultrasonic ke dasar P dan menerima kembali pantulannya setelah 0,5 sekon. Selanjutnya kapal bergerak ke tempat lain dan memancarkan sonar ultrasonik ke dasar Q. bunyi pantul dari dasar Q diterima kembali setelah 1,5 sekon. Jika cepat rambat gelombang bunyi di air laut 1400 m/s, maka selisih kedalaman P dan Q adalah ….

• 350 m

• 400 m

• 700 m

• 1050 m

Eren memilih olahraga battle rope untuk mengencangkan otot lengan dan dada. Olahraga tersebut memanfaatkan tali tambang yang digerakkan naik dan turun secara kontinu sehingga menciptakan gelombang yang tegak lurus terhadap arah rambatnya seperti gambar berikut.

Waktu untuk menempuh setiap satu gelombang yang terbentuk selalu sama. Waktu yang diperlukan untuk menempuh P – T sebesar 2 sekon. Berikut adalah hasil analisis dari peristiwa tersebut.

1) Frekuensi gelombang di titik P – Q sebesar 0,5 Hz

2) Cepat rambat gelombang di titik Q – R adalah 200 cm/s

3) Cepat rambat gelombang di titik P – T semakin bertambah

4) Periode gelombang di titik P – Q sama dengan di titik S – T

5) Amplitudo gelombang semakin berkurang dari titik P sampai titik T

Hasil analisis yang tepat ditunjukkan oleh nomor ….

• (1), (2), dan (4)

• (1), (3), dan (5)

• (2), (3), dan (4)

• (2), (4), dan (5)