Gelombang Mekanik untuk Gammabunta

Pelajaran Gelombang mekanik diberikan untuk XII IA-5 atau yang lebih dikenal dengan sebutan Gammabunta5.

Perhatikan gambar-gambar di bawah ini :

Tipe A

1. Gelombang mekanik dinyatakan dengan fungsi y = 0,002 sin (100t – 20 x) dalam satuan SI. Nyatakan : (a) periode dan frekuensi gelombang, (b) cepat rambat gelombang, (c) panjang gelombang, (d) arah rambat gelombang.
2. Sebuah tali elastis bergetar dengan frekuensi 30 Hz ketika massa 0,6 kg digantungkan pada tali. Tentukan frekuensi getaran tali jika beban tadi diganti dengan beban sebesar 0,38 kg digantungkan pada kawat.
3. Pipa organa menghasilkan nada atas pertama sebesar 269 Hz.Tentukan panjang pipa organa terbuka dan tertutup untuk menghasilkan nada tersebut.
   
4. Sebuah sumber bunyi diukur pada jarak 10 meter terukur intensitas bunyi sebesar 2 x 10^-6 W/m² Tentukan Taraf intensitas bunyi dimaksud jika diukur pada jarak 5 meter.
5. Kereta api bergerak sambil membunyikan peluit. Seorang pengamat yang diam mendengar frekuensi peluit sebesar 540 Hz saat Kereta mendekat dan 486 Hz saat ketera menjauhi pengamat. Tentukan kecepatan kereta api dimaksud.

Tipe B

1. Tali dengan panjang 10 meter salah satu ujungnya dibiarkan tetap digetarkan dengan frekuensi 60 Hz. Diperoleh kecepatan rambat gelombang 3 m/s.  Simpangan terjauh tali dari sumbu utama sebesar 2 cm.  Tuliskan persamaan gelombang tersebut dan tentukan letak simpul dan perut pertama dihitung dari sumber getaran.
2. Gelombang radar memancar dengan kecepatan 300.000 km/s terpantul kembali setelah 6 sekon setelah mengenai sebuah obyek, tentukan jarak obyek dimaksud terhadap pengamat.
3. Pipa organa menghasilkan frekuensi nada dasar sebesar 297 Hz. Pipa organa ini salah satu ujungnya tertutup dan beresonansi dengan nada atas ke-2 pipa organa terbuka. Tentukan panjang kedua pipa organa dimaksud.
4. Pada jarak 100 meter sebuah sumber bunyi terukur menghasilkan taraf intensitas sebesar 100 dB. Tentukan intensitas bunyi tersebut menurut pengamat yang berjarak 500 meter dari sumber bunyi yang sama.
5. Pesawat terbang mendekati menara pengawas yang membunyikan sirine sebesar 2000 Hz. Pilot mendengar dengan frekuensi sebesar 1800 Hz. Tentukan kecepatan pengamat mendekati sumber bunyi dan tentukan arah gerak pesawat relatif terhadap menara pengawas itu.

Tipe C

1. Sebuah tali memiliki amplitudo 10 cm, bergetar dengan periode 0,2 sekon. Jika cepat rambat gelombang tali tersebut sebesar 8 m/s dengan arah rambat ke kiri. Tuliskan fungsi gelombang mekanik dimaksud.
2. Seutas senar massanya 0,64 gram menghasilkan frekuensi dasar sebesar 300 Hz. Jika panjang senar 60 cm. Tentukan tegangan tali dan cepat rambat gelombang transversal pada kawat ini.
3. Terdapat dua buah pipa organa dengan panjang kolom masing-masing 25 cm. Satu pipa ujungnya terbuka dan yang lain ujungnya tertutup. Tuliskan tiga frekuensi harmonik pertama yang dihasilkan setiap pipa dimaksud.
4. Sebuah mesin menghasilkan intensitas bunyi 10^-7 W/m². Tentukan taraf intensitas bunyi yang dihasilkan 20 mesin sejenis.
5. Sirine ambulans bergerak dengan kecepatan 20 m/s menghasilkan frekuensi 2400 Hz. Tentukan pelayangan yang didengar seorang pengamat yang bergerak dengan laju 5 m/s saat mendekati dan menjauhi ambulans.

Tipe D

1. Pada sebuah tali yang salah satu ujungnya dibuat terikat kencang. Bergetar dengan periode 0,5 sekon dan menghasilkan cepat rambat 10 m/s. Jika amplitudo gelombang sebesar 5 cm, tentukan persamaan umum gelombang stasioner yang terbentuk serta jarak antara simpul dan perut yang berdekatan.
2. Senar biola tanpa ditekan digesek menghasilkan frekuensi 440 Hz. Jika panjang senar 35 cm. Tentukan letak tekanan jari dari salah satu ujung senar agar dihasilkan frekuensi sebesar 496 Hz.
3. Pipa organa terbuka menghasilkan frekuensi nada atas ke-2 sebesar 298 Hz. Nada ini beresonansi dengan nada dasar sebuah pipa organa tertutup. Tentukan perbandingan tinggi kolom udara antara kedua pipa tersebut.
4. Pada jarak 100 meter dihasilkan pengukuran taraf intensitas sebesar 80 dB. Tentukan taraf intensitas bunyi pada jarak 10 meter dari sumber yang sama.
5. Seorang anak bermain seruling dengan frekuensi 1008 Hz sambil berjalan dengan kecepatan 5 m/s mendekati sumber bunyi yang memiliki frekuensi 1048 Hz. Tentukan pelayangan bunyi yang didengar oleh anak ini.

Tipe E

1. Seutas tali digetarkan dengan frekuensi 60 Hz dan amplitudo getaran 5 cm. Panjang gelombang diperoleh 3 cm. Tuliskan fungsi umum gelombang tersebut dan hitung kecepatan rambat gelombang. Apabila arah rambat gelombang ke arah sumbu X +.
2. Dawai piano massanya 0,7 gram menghasilkan nada dasar 480 Hz. Jika panjang dawai 80 cm. Tentukan tegangan dan kecepatan rambat dawai piano dimaksud.
3. Pipa organa dipotong dengan dua macam ukuran 30 cm dan 60 cm. Jika keduanya memiliki ujung terbuka, tentukan perbandingan nada-nada harmonik antara kedua pipa dimaksud.
4. Sebuah sirine menghasilkan taraf intensitas sebesar 80 dB. Tentukan jumlah sumber bunyi jika yang dihasilkan taraf intensitas sebesar 95 dB.
5. Seorang pengendara sepeda motor dengan laju 25 m/s dikejar  mobil patroli yang sambil membunyikan raungan sirine dengan frekuensi 2000 Hz. Mobil patroli bergerak dengan laju 30 m/s. Tentukan frekuensi yang didengar pengendara sepeda motor tersebut.