1.
Gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal
dalam udara. Laju bunyi bergantung pada suhu; pada 20°C laju itu adalah 344
m/s. Berapakah panjang gelombang suatu gelombang bunyi dalam udara pada 20°C
jika frekuensinya adalah ƒ = 262 Hz (frekuensi aproksimasi dari C tengah pada
piano) ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman 4
2.
Gelombang pada tali jemuran sepupu anda, Tasya,
sedang memainkan tali jemuran. Dia membuka salah satu ikatan
ujungnya,memegangnya tegang, dan menggoyangnya ke atas dan ke bawah secara
sinusoidal dengan frekuensi 2,00 Hz dan amplitudo 0,075 m. Laju gelombang itu
adalah v = 12,0 m/s. Pada waktu t = 0 ujung itu mempunyai pergeseran 0 dan
bergerak dalam arah y positif. Anggaplah bahwa tidak ada gelombang berbalik
kembali dari ujung yang lainnya untuk mengacau pola itu. a) carilah amplitudo,
frekuensi sudut, periode, panjang gelombang, dan bilangan gelombang dari
gelombang itu. b) tuliskan fungsi gelombang yang menjelaskan gelombang itu. c)
tuliskan persamaan untuk pergeseran sebagai fungsi dari waktu dari ujung dawai
yang dipegang Tasya dan dari sebuah titik yang jauhnya 3,00 m dari ujung yang
dipegang Tasya?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 8
3.
Dalam contoh nomor 2 kerapatan massa linear tali
jemuran adalah 0,250 kg/m. Berapa besar tekanan yang harus diberikan Tasya
untuk menghasilkan laju gelombang yang diamati sebesar 12,0 m/s ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 14
4.
Satu ujung tali nilon dikaitkan ke sebuah
penopang stasioner puncak terowongan tambang yang dalammya 80,0 m. tali itu
direnggangkan tegang oleh sebuah kotak bahan tambang dengan massa 20,0 kg yang
di ikat di ujung bawah. Massa tali itu adalah 2,00 kg . ahli geologi di dasar
tambang itu memberi tanda kepada rekannya di puncak dengan menyentakkan tali
itu kesamping. a) berapa laju gelombang transversal pada tali itu? b) jika
sebuah titik pada tali itu diberi gerak harmonik sederhana transversal dengan
frekuensi sebesar 2,00 Hz., berapakah panjang gelombang dari gelombang itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 14
5.
Panjang gelombang dari gelombang sonar. Sebuah
kapal menggunakan suatu sistem sonar untuk mendeteksi benda-benda di bawah
permukaan air. Sistem itu memancarkan gelombang bunyi di bawah permukaan air
dan mengukur selang waktu yang diperlukan gelombang yang direfleksikan (gema)
untuk kembali ke detektor itu. tentukan laju gelombang bunyi dalam air, dan
cari panjang gelombang dari sebuah gelombang yang mempunyai frekuensi sebesar
262 Hz ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 17
6.
Berapakah laju gelombang bunyi longitudinal
dalam batang timah ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 18
7.
Hitunglah laju gelombang bunyi dalam udara pada
suhu kamar (Τ = 20°C)
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 19
8.
a) Dalam contoh soal no 2 dan no 3, pada laju
maksimum berapakah Tasya memberikan energi pada tali itu? yakni, berapakah daya
sesaat maksimum Tasya? b) berapakah daya rata-rata Tasya? c) sewaktu Tasya
merasa lelah, amplitudo akan berkurang. Berapakah daya rata-rata bila amplitudo
telah turun menjadi 7,50 mm?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 21
9.
gelombang bunyi yang memasuki telingga manusia
mula-mula lewat melalui saluran pendengaran sebelum mencapai gendang telingga.
Saluran pendengaran dari orang dewasa khas mempunyai panjang 2,5 cm dan
diameter 7,00 mm. Bila anda mendenggar percakapan biasa, intensitas gelombang
bunyi dalam saluran pendengaran adalah sekitar 3,2 × 10-6 W/m2.
a) berapakah daya yang diantar ke gendang telingga itu? b) carilah amplitudo
gelombang bunyi ini. Asumsikan frekuensi ƒ = 100 Hz (nilai khas dari kebanyakan
bunyi yang digunakan dalam pembicaraan manusia)?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 21
10.
sebuah hiburan yang lazim pada pertandingan olah
raga adalah “melakukan gelombang” di mana penonton dalam satu bagian mengangkat
dan menurunkan lengannya, yang memberi sinyal kepada penonton dalam bagian
berikutnya untuk melakukan hal yang sama, dan demikian seterusnya. Dalam bahasa
bab ini, apakah ini benar-benar sebuah gelombang? Menggapa ya tau menggapa
tidak ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
11.
Terangkan menggapa perlu untuk memasukkan faktor
2π dalam persamaan nomor 4
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
12.
Energi macam apakah yang diasosiasikan dengan gelombang
pada sebuah dawai yang di regangkan? Bagaimanakah energi semacam itu dapat
dideteksi secara eksperimental?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
13.
Amplitudo sebuah gelombang berkurang secara
lambat laun sewaktu gelombang itu berjalan sepanjang sebuah dawai yang
diregangkan. Apa yang terjadi terhadap energi gelombang itu bila hal ini
terjadi?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
14.
Untuk gerak gelombang yang dibicarakan dalam bab
ini, apakah laju perambatan bergantung pada amplitudo? Bagaimana anda dapat
menggatakannya?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
15.
Laju gelombang lautan bergantung pada kedalaman
air, semakin dalam air itu, semakin cepat gelombang itu berjalan. Gunakan ini
untuk menerangkan menggapa gelombang lautan berbentuk puncak dan “pecah”
sewaktu gelombang itu mendekati pantai ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
16.
Apakah mungkin untuk mempunyai sebuah gelombang
longitudinal pada sebuah dawai yang diregangkan? Menggapa atau menggapa tidak?
Apakah mungkin untuk mempunyai sebuah gelombang trasversal pada sebuah batang
baja? Sekali lagi, menggapa atau menggapa tidak? Jika jawaban anda ya dalam
kasus yang mana saja, terangkan bgaimana Anda akan menciptakan gelombang
seperti itu?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
17.
Anak-anak membuat telefon mainan dengan
melekatkan setiap ujung dari sebuah dawai yang panjang melalui sebuah lubang di
alas sebuah mangkuk kertas dan dengan membuhulnya sehingga tidak tertarik ke
luar. Bila pegas itu ditertarik ketat, bunyi dapat di transmisikan dari satu
mangkuk ke mangkuk lainnya. Bagaimana telefon mainan ini bekerja? Menggapa
bunyi yang di transmisikan itu lebih nyaring dari pada bunyi yang berjalan
melalui udara untuk jarak yang sama?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
18.
Keempat dawai pada sebuah biola mempunyai
ketebalan yang berbeda-beda, tetapi semuanya menggalami tegangan yang kira-kira
sama. Apakah gelombang berjalan lebih cepat pada dawai yang tebal atau pada
dawai yang tipis? Menggapa?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
19.
Bila sebuah batu dilemparkan ke dalam sebuah
kolam dan riak yang dihasilkan menyebar dalam lingkaran-lingkaran yang semakin
melebar, maka amplitudo berkurang dengan jarak yang semakin besar dari pusat.
Menggapa?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
20.
Bila bunyi berjalan dari udara ke dalam air,
apakah frekuensi gelombang itu berubah? Laju ? panjang gelombang? Terangkan
alasan Anda?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
21.
Pahlawan dalam sebuah film koboi mendengarkan
sebuah kereta api yang datang dengan menaruh telingganya pada rel kereta api.
Menggapa metode ini memberi peringatan dini dari mendekatnya sebuah kereta api?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
22.
Dalam sebuah gelombang trasversal pada sebuah
dawai, gerak dawai itu tegak lurus pada panjangnya dawai itu. Maka, bagaimana
mungkin energi bergerak sepanjang dawai itu?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
23.
Menggapa anda melihat kilat sebelum anda
mendenggar guruh? Sebuah kaidah ibu jari adalah dengan mulai menghitung secara
lambat, sekali setia detik, bila anda melihat kilat itu; bila anda mendengar
guruh itu, bagilai bilangan yang telah anda capai dengan 3 untuk mendapatkan
jarak anda dari kilat itu dalam kilometer (atau bagi dengan 5 untuk mendapatkan
jarak anda dalam mil). Menggapa hal ini berlaku? Atau apakah memang demikian?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
24.
Untuk gelombang transversal pada sebuah dawai,
apakah laju gelombang itu sama seperti laju maksimum dari setiap bagian dawai
itu? atau apakah ada sebuah hubungan yang berbeda di antara kedua laju ini?
Bagaimana tentang gelombang longitudinal pada sebuah batang? Terangkan alasan
anda?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
25.
Benarkah pernyataan berikut ; “sebuah gelombang
memindahkan energi paling cepat dimana partikel medium itu bergerak lebih
cepat.”khususnya, terangkan bagaimana hal ini benar untuk sebuah gelombang
transversal, yang mana pantul medium itu bergerak dalam arah yang tegak lurus
pada arah perambatan gelombang ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
26.
Dalam sistem pengeras suara yang dirancang untuk
reproduksi musik rekaman murni, “tweeter(bagian yang mencicit)” yang
mereproduksi frekuensi tinggi selalu jauh lebih kecil dari pada “woofer(bagian
yang menyalak)” yang digunakan untuk frekuensi rendah. Terangkan menggapa ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
27.
Pada frekuensi yang sangat tinggi, kira-kira di
atas 5 × 108 Hz, perambatan bunyi dalam udara adalah isotermal,
bukan adiabatik. Terangkan menggapa hal ini harus demikian. (petunjuk frekuensi
yang sangat tinggi berarti panjang gelombang yang sangat pendek) ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
28.
Seorang nelayan memperhatikan bahwa sampannya
bergerak naik turun secara priodik disebabkan oleh gelombang pada permukaan
air. Sampan memerlukan 2,5 s itu untuk berjalan dari titik tertinggi ke titik
kerendah, yang jarak totalnya 0,62 m. nelayan itu melihat bahwa puncak-puncak
gelombang bahwa 6,0 m satu sama lain. a) berapa cepatkah gelombang itu berjalan
? b) berapakah amplitudo dari setiap gelombang ? c) seandainya jarak vertikal
total yang di tempuh oleh sampan itu adalah 0,30 m, tetapi data lainnya tetap
sama, bagaimanakah jawaban bagian (a) dan (b) akan dipengaruhi? d) apakah anda
mengharapkan bahwa gerak sampan itu akan murni vertikal? Menggapa atau menggapa
tidak?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 24
29.
Laju bunyi dalam udara pada 20°C adalah 344 m/s,
a) berapakah panjang gelombang dari sebuah gelombang bunyi dengan frekuensi
sebesar 784 Hz, yang bersesuain dengan nada G5 pada sebuah piano? b)
berapakah frekuensi dari sebuah gelombang bunyi dengan panjang gelombang
sebesar 0,0655 mm? (frekuensi ini terlalu tinggi untuk anda dengar)?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 25
30.
Laju gelombang radio dalam vakum (sama dengan
laju cahaya) adalah 3,00 × 108 m/s. Carilah panjang gelombang untuk
a) sebuah stasiun radio AM dengan frekuensi 540 kHz; b) sebuah stasiun radio FM
dengan frekuensi 104,5 MHz?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 25
31.
Apabila amplitudo cukup besar. Telingga manusia
dapat menanggapi gelombang longitudinal pada sebuah jangkauan frekuensi dari
kira-kira 20,0 Hz sampai kira-kira 20,000 Hz. Hitunglah panjang gelombang yang
bersesuaian dengan frekuensi-frekuensi ini a) untuk gelombang dalam udara (v =
344 m/s ) b) untuk gelombang dalam air (v = 1480 m/s) ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 25
32.
Perlihatkan bahwa fungsi-fungsi yang berikut
memenuhi persamaan gelombang. Persamaan (19-12); a) y(x,t) = A sin (Ѡt + kx);
b) y(x, t) = A cos (Ѡt + kx), c) dalam arah manakah gelombang-gelombang ini
berjalan ? bagaimana anda dapat menggatakannya? d) untuk gelombang dari bagian
(b), tuliskan persamaan untuk kecepatan transversal dan percepatan transversal
dari sebuah partikel di titik x. Transversal yang frekuensinya 40,0 Hz
mempunyai panjang gelombang sebesar 0,750 m ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 25
33.
Dengan tegangan berapakah seutas tali yang
panjangnya 2,50 m dan massanya 0,120 kg harus diregangkan supaya gelombang
tersebut. Bagaimana jawaban anda dibandingkan terhadap modulus bulk dalam tabel
11-1 ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
34.
Satu ujung dari seutas tali horizonyal diikatkan
ke sebuah gigi garpu suara yang dijalankan secara listrik yang bergetar pada
120 Hz. Ujung yang lainnya lewat melalui sebuah katrol dan menopang sebuah
massa 1,50 kg. Kerapatan massa linear tali itu adalah 0,0550 kg/m. a) berapa
laju sebuah gelombang transversal pada tali itu? b) berapa panjang gelombangnya
? c) bagaimana jawaban anda terhadap bagian (a) dan bagian (b) akan berubah seandainya
massa itu ditambah menjadi 3,00 kg?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
35.
Satu ujung dari sebuah tabung karet yang
panjangnya 14,0 m, dengan massa total sebesar 0,800 kg, diikatkan erat dengan
sebuah penopang yang tetap. Sebuah tali diikatkan ke ujung lain melewati sebuah
katrol dan menopang sebuah benda dengan massa sebesar 7,50 kg. Tabung itu
dipukul oleh satu pukulan transversal di satu ujung. Cari waktu yang diperlukan
oleh pulsa itu untuk mencapai ujung yang lainnya.?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
36.
Seorang penyelam penyelamat yang sedang menyelam
mendengar bunyi sebuah klakson sampan secara langsung di atasnya pada permukaan
danau. Pada waktu yang sama, seorang temannya di atas tanah kering yang berada
22,0 m dari sampan itu juga mendengar klakson tersebut (19-16). Klakson itu
berada 1,2 m di atas permukaan air. Berapa jarak (yang ditandai oleh “?” dalam Gambar
19-16) dari klakson itu ke penyelam ? udara dan air kedua-duanya berada pada
suhu 20°C ?
Sumber
: Buku fisika universitas
Halaman : 26
37.
Jika dalam contoh 19-4 (subbab 19-5) kita tidak
menggabaikan berat tali itu, berapakah laju gelombang a) di alas tali itu ? b)
di tengah-tengah tali itu ? c) di puncak tali itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
38.
a) Dalam sebuah cairan dengan kerapatan 1300
kg/m3, gelombang dengan longitudinal dengan frekuensi 400 Hz
didapatkan mempunyai panjang gelombang 8,00 m. hitung modulus bulk cairan itu. b) sebuah batang logam
dengan panjang 1,50 m mempunyai kerapatan 6400 kg/m3. Gelombang
bunyi longitudinal memerlukan 3,90 × 10-4 s untuk berjalan dari satu
ujung batang itu ke ujung lainnya. Berapa modulus young untuk logam ini?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
39.
pada suhu sebesar 27,0° C berapa laju gelombang
longitudinal dalam a) hidrogen (massa molar 2,02 g/mol )? b) hellium (massa
molar 4,00 g/mol )? c) argon (massa molar 39,9 g/mol) ? lihat tabel 17-1 untuk
nilai y. d) bandingkan jawaban anda untuk bagian (a), (b), dan (c) dengan laju dalam udara pada suhu yang sama?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
40.
sebuah pesawat terbang jet terbang menjelajahi
pada ketinggian yang tinggi dengan laju sebesar 850 km/h (kira-kira 530 mil/h).
Ini sama dengan 0,85 kali laju bunyi pada ketinggian tersebut (juga dinamakan
“Mach 0,85”) a) berapa suhu udara pada ketinggian ini? b) dengan data ini,
dapatkah anda menentukan tekanan udara pada ketinggian ini? terangkan.
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
41.
gunakan definisi B = -v dp/dV dan hubungan di antara P
dan V untuk sebuah proses
isotermal untuk menurunkan persamaan (19-25)?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
42.
sebuah batang kuningan yang panjangnya 80,0 m
dipukul di satu ujungnya. Seseorang diujung lainnya mendengar dua bunyi sebagai
akibat dari dua gelombang longitudinal, yang salah satunya berjalan dalam
batang logam itu dan yang satu lagi berjalan dalam udara. Berapa interval waktu
di antara kedua bunyi itu? laju bunyi dalam udara adalah 344 m/s invormasi yang
relevan mengenai kuningan dapat dijumpai dalam tabel 11-1 dan tabel 14-1.
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
43.
berapa selisih antara laju gelombang
longitudinal dalam udara pada 27,0°C dan lajunya pada -13,0°C ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
44.
berapa
seharusnya renggangan (F/A)
dalam sebuah kawat yang direnggangkan yang terbuat dari bahan yang modulus
youngnya adalah Y supaya laju gelombang longitudinal sama dengan 30 kali laju
gelombang transversal?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
45.
sebuah kawat piano dengan massa 3,00 g dan
panjang 8,00 cm direnggangkan dengan tegangan sebesar 25,0 N. Sebuah gelombang
?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 26
46.
sebuah gelombang longitudinal yang frekuensinya 220
Hz berjalan menuruni sebuah batang tembaga yang jari-jarinya 8,00 m. daya
rata-rata dalam gelombang itu adalah 6,50 Μw. (lihat tabel 11-1 dan 14-1 untuk
data yang perlu mengenai tembaga) a) cari panjang gelombang dari gelombang itu.
b) cari Amplitudo A dari gelombang itu? c) cari kecepatan longitudinal maksimum
dari sebuah partikel dari batang itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 27
47.
sebuah gelombang transversal pada seutas tali
diberikan oleh y(x, t) = (0,750 cm) sin π
[(250 s-1)t + (0,400 cm-1)x].
a) cari amplitudo, periode, frekuensi, panjang gelombang dan laju perambatan b)
buatlah sketsa dari bentuk tali itu pada nilai-nilai t yang berikut; 0,0005 s,
dan 0,0010 s. c) apakah gelombang itu merambat dalam arah x positif atau arah x
negatif? d) massa persatuan panjang tali itu adalah 0,500 kg/m. cari
tegangannya. e) cari daya rata-rata gelombang ini?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 27
48.
a) perlihatkan bahwa persamaan (19-33) dapat
juga dituliskan sebagai pn
= ½ FkѠA2 dimana k adalah
bilangan gelombang dari gelombang itu. b) jika tegangan F dalam dawai itu
menjadi empat kali lebih besar sedangkan amplitudo A dipertahankan sama,
bagaimanakah masing-masing k dan Ѡ harus berubah untuk mempertahankan daya
rata-rata itu tetap konstan? (petunjuk; ingat kembali persamaan (19-6)?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 28
49.
sebuah kawat logam, dengan kerapatan p dan modulus young y, diregangkan
diantara penopang-penopang tegar. Pada suhu T
laju sebuah gelombang transversal didapat sebesar v1. Bila suhu
itu ditambah menjadi T + 
, laju v2<v1.
Tentukan koefisien ekspansi linear kawat itu ?
, laju v2<v1.
Tentukan koefisien ekspansi linear kawat itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 28
50.
seutas tali homogen yang panjangnya L dan
massanya m dipegang di satu ujung dan diputar dalam sebuah lingkaran horizontal
dengan kecepatan sudut 
Abaikanlah gaya
gravitasi pada tali itu. cari waktu yang diperlukan oleh sebuah gelombang
transversal untuk berjalan dari satu ujung tali itu ke ujung yang lainnya?
Abaikanlah gaya
gravitasi pada tali itu. cari waktu yang diperlukan oleh sebuah gelombang
transversal untuk berjalan dari satu ujung tali itu ke ujung yang lainnya?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 28
51.
untuk gelombang longitudinal dalam sebuah batang
padat, buktikan bahwa daya persatuan luas penampang dalam gerak gelombang itu (
intensitas ) diberikan oleh persamaan (19-35)?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 28
52.
berapakah frekuensi dan panjang gelombang dari
gelombang bunyi yang dihasilkan dalam udara bila dawai dalam contoh 20-3
bergetar pada frekuensi datar ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 41
53.
sebuah pengeras suara menggarahkan gelombang
bunyi yang frekuensinya 200 Hz ke sebuah dinding (Gambar 20-13). Dari jarak
berapakah dari bidang itu anda dapat berdiri dan tidak mendengar bunyi sama
sekali ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 43
54.
pada suatu hari ketika laju bunyi adalah 345
m/s, frekuensi dasar sebuah pipa organ tertutup adalah 220 Hz. a) berapa
panjangkah pipa tertutup ini? b) nada atas dari kedua pipa ini mempunyai
panjang gelombang yang sama seperti harmonik ketiga dari pipa terbuka. Berapa
panjangkah pipa terbuka itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 46
55.
dua pengeras suara yang kecil, A dan B (Gambar
20-19), dijalankan oleh penguat yang sama dan memancarkan gelombang-gelombang
sinusoidal murni yang sefasa. Jika laju bunyi adalah 350 m/s, a) untuk
frekuensi berapakah interferensi konstruktif terjadi di titik p?; b) untuk frekuensi berapakah
interferensi destruktif terjadi di titik p
?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 48
56.
sebuah pipa organ tertutup dibunyikan di dekat
sebuah gitar yang menyebabkan salah satu dawai gitar itu bergetar dengan
amplitudo besar. Kita menggubah tegangan dawai sampai kita mendapat amplitudo
maksimum. Panjang dawai adalah 80% dari panjang pipa frekuensi dasarnya,
hitunglah rasio laju gelombang pada dawai dengan laju bunyi dalam udara ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 50
57.
energi dapat dipindahkan sepanjang sebuah dawai
oleh gerak gelombang. Akan tetapi, dalam gelombang berdiri pada sebuah dawai
tidak pernah ada energi yang dapat dipindahkan melewati sebuah titik simpul.
Menggapa tidak ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
58.
dapatkah sebuah gelombang berdiri dihasilkan
pada sebuah dawai dengan mensuperposisikan dua gelombang yang berjalan dalam arah
berlawanan dengan frekuensi yang sama tetapi amplitudo yang berbeda? Menggapa
atau menggapa tidak? Dapatkah sebuah gelombang berdiri dihasilkan dengan
mensuperposisikan dua gelombang yang berjalan dalam arah berlawanan dengan
frekuensi yang berbeda tetapi amplitudo yang sama? Menggapa atau menggapa
tidak?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
59.
jika anda meregang sebuah pipa karet dan
memetiknya, anda mendengar sebuah nada (yang agak berupa) musik. Bagaimana
frekuensi nada ini berubah sewaktu anda meregang pipa karet itu lebih jauh?
(cobalah!) apakah ini cocok dengan persamaan (20-8) untuk sebuah dawai yang
tetap di kedua ujungnya? Terangkan.
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
60.
sebuah interval musik sebesar satu oktaf
bersesuaian dengan sebuah faktor sebesar dua dalam frekuensi. Oleh faktor
sebesar berapakah tegangan dalam sebuah dawai gitar atau dawai biola harus
diperbesar untuk menaikan titi nada nya satu oktaf? Untuk menaikkannya dua
oktaf? Terangkan alasan anda.
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
61.
dengan menyentuh sebuah dawai secara halus di
pusatnya sambil membungkukkan diri, seorang pemain biola dapat menghasilkan
sebuah nada persis satu oktaf sdi atas nada yang mana dawai itu disetel, yakni,
sebuah nada dengan persis sebesar dua kali frekuensi. Menggapa ini mungkin
terjadi ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
62.
bila sebuah gempa bumi terjadi, bangunan tinggi
cenderung berosilasi dari samping ke samping. Apakah puncak bangunan itu
merupakan sebuah titik sampul pergeseran atau titik perut pergeseran? Bagaimana
hal nya dengan alas bangunan itu ? terangkan.
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
63.
bila anda menghirup helium, suara anda akan menjadi
tinggi dan nyaring. Menggapa? (peringatan; menghirup terlalu banyak helium
dapat menyebab ketidak sadaran atau kematian) ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
64.
titi nada sebuah genderang yang terbuat dari
kuninggan atau tembaga ditentukan oleh frekuensi mode-normal dari osilasi
kepala genderang itu. bagaimana genderang semacam itu dapat disetel ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
65.
seperti yang dibicarakan dalam subbab 19-2,
gelombang air adalah gabungan dari gelombang longitudinal dan gelombang
transversal. Pertahankanlah pernyataan yang berikut; “bila air menumbuk sebuah
dinding vertikal, dinding itu adalah sebuah titik simpul dari pergeseran
longitudinal tetapi merupakan sebuah titik perut dari pergeseran transversal.”
?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
66.
segelas air terletak di atas sebuah meja dapur
yang persis berada di atas sebuah mesin cuci piring yang sedang bekerja.
Permukaan air itu mempunyai pola stasioner yang berbentuk riak-riak lingkaran
konsentris. Apa yang menyebabkan ini? menggapa pola ini stasioner? Bagaimana
laju pencuci piring itu mempengaruhi banyaknya riak konsentris dalam air itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
67.
kecepatan pada gas buangan yang mengalir keluar
dari sebuah mesin bensin dapat ditambah dengan menggunakan sebuah pipa buangan
yang “disetel” yang panjangnya persis cocok. (ini memperbaiki daya guna mesin
itu, karena bahan bakar dapat dipaksakan ke dala mesin itu dengan lebih cepat.)
bagaimana hal ini bekerja? Apa yang menentukan panjang optimum yang akan
digunakan?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
68.
beberapa instrumen gesek atau alat musik gesek
(seperti sitar dn india) mempunyai dua dawai yang sama. Bila satu dawai
dipetik, dawai yang satu lagi bergetar pada frekuensi yang sama, walaupun dawai
itu belum dientuh . bagaimana hal ini mungkin terjadi ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
69.
apakah titi nada (atau frekuensi) sebuah pipa
organ bertambah atau berkurang dengan suhu yang semakin bertambah? Terangkan.
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
70.
dalam instrumen tiup yang paling moderen titi
nada diubah dengan menggunakan kunci
atau katup untuk mengubah panjangnya kolom udara yang bergetar. Akan
tetapi, terompet, tidak mempunyai katup atau kunci, namun terompet dapat
memainkan banyak nada. Bagaimana hal ini mungkin ? apakah ada batasan pada
nada-nada yang bisa dimainkan terompet ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
71.
musisi simfoni selalu “melakukan pemanasan”
instrumen tiupnya dengan meniup instrumen itu sebelum mengadakan pertunjukan.
Apakah tujuan dari pemanasan ini ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 52
72.
a) buktikan dengan substitusi langsung bahwa
y(x, t) = (ASW cos 
) sin kx adalah solusi
persamaan gelombang, persamaan (19-12), untuk v = 
/k. b) terangkan
menggapa hubungan v = /k untuk gelombang
berjalan juga berlaku untuk gelombang berdiri ?
) sin kx adalah solusi
persamaan gelombang, persamaan (19-12), untuk v = /k. b) terangkan
menggapa hubungan v = /k untuk gelombang
berjalan juga berlaku untuk gelombang berdiri ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 53
73.
berikan rincian penurunan persamaan (20-1) dari
y1(x, t) + y2(x, t) = A[sin (
) – sin ()] ?
) – sin ()] ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 53
74.
seorang penyetel piano meregangkan sebuah
kawat baja piano dengan tegangan sebesar 800 N. Panjang kawat baja itu adalah
0,400 m dan mempunyai massa sebesar 3,00 g. a) berapakah frekuensi mode
dasarnya dari getaran? b) berapakah bilangan dari harmonik tertinggi yang dapat
didengar oleh seseorang yang mampu mendengar frekuensi sampai 10.000 Hz?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 53
75.
sebuah kawat yang massanya 40,0 g
direnggangkan sehingga ujung-ujungnya terikat di titik-titik yang terpisah
sejauh 80,0 cm. Kawat itu bergetar dalam mode dasarnya dengan frekuensi 60,0 Hz
dan dengan amplitudo di titik perut sebesar 0,300 cm a) bapa laju perambatan
gelombang transversal dalam kawat itu? b) hitung tegangan dalam kawat itu?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 53
76.
sebuah tali yang panjangnya 1,50 m
diregangkan diantara dua penopang dengan sebuah teganyan yang membuat laju
gelombang transversal 48,0 m/s. berapa panjang gelombang dan frekuensi a)
dasar? b) nada atas kedua? c) harmonik keempat ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 53
77.
sebuah pipa organ mempunyai dua organik yang
berurutan dengan frekuensi 1372 dan 1764 Hz. laju bunyi dalam udara adalah 344
m/s. a) apakah ini merupakan sebuah pipa terbuka atau sebuah pipa sumbat?
Terangkan. b) dua harmonik apakah ini ? c) berapa panjangnya pipa itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 55
78.
frekuensi nada f4 adalah 349 Hz, a)
jika sebuah pipa organ terbuka di satu ujung dan tertutup di ujung lainnya,
berapakah panjang yang harus dipunyai oleh pipa organ itu supaya mode dasarnya
menghasilkan nada ini pada 20,0
?
?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 56
79.
dari soal nomor 78 b) pada suhu udara berapakah
frekuensi itu akan menjadi 370 Hz, yang bersesuaian dengan kenaikan titi nada
dari F ke F-tajam ? (lihat subbab 19-7. Abaikan perubahan panjang pipa yang
ditimbulkan oleh perubahan suhu.) ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 56
80.
sebuah gelombang berdiri dengan frekuensi 1100
Hz dalam sebuah kolom metana (CH4) pada 20,0 menghasilkan titik-titik simpul yang terpisah
0,200 m satu sama lain. berapakah nilai banding y dari kapasitas kalor molar
pada tekanan konstan terhadap kapasitas kalor pada volume konstan untuk metana
? (lihat subbab 19-7. Massa molar dari metana adalah 16,0 g/mol.)
menghasilkan titik-titik simpul yang terpisah
0,200 m satu sama lain. berapakah nilai banding y dari kapasitas kalor molar
pada tekanan konstan terhadap kapasitas kalor pada volume konstan untuk metana
? (lihat subbab 19-7. Massa molar dari metana adalah 16,0 g/mol.)
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 56
81.
saluran pendengaran telinga manusia membentang
kira-kira 2,5 cm dari luar telinga ke gendang telinga. a) terangkan menggapa
telinga manusia peka secara khusus terhadap bunyi pada frekuensi di sekitar
3500 Hz. gunakan v = 344 m/s. b) apakah anda akan mengharapkan telinga itu peka
secara khusus terhadap frekuensi di sekitar 7000 Hz? di sekitar 10.500 Hz?
menggapa atau menggapa tidak ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 56
82.
seorang pemain selo menyetel dawai C dari
instrumennya pada sebuah frekuensi dasar sebesar 65,4 Hz. bagian yang bergetar
dari dawai itu mempunyai panjang 0,600 m dan massa 14,4 g. a) dengan tegangan
berapakah dawai itu harus diregangkan ? b) berapa pertambahan persen tegangan
yang diperlukan untuk menambah frekuensi dari 65,4 Hz ke 73,4 Hz, yang
bersesuain dengan kenaikan titi nada dari C ke D ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 56
83.
dalam sebuah gelombang vunyi sinusoidal yang
tingkat kenyaringannya sedang, perubahan tekanan maksimum mempunyai orde
sebesar 3,0 × 10-2 Pa di atas dan di bawah tekanan atmosfer Pa
(secara nominal di permukaan laut besarnya adalah 1,013 × 105 Pa).
Cari pergeseran maksimum yang bersesuain jika frekuensinya adalah 1000 Hz dan v
= 344 m/s ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 60
84.
cari intensitas gelombang bunyi pada contoh
21-1, dengan Pmaks = 3,0 × 10-2 Pa jika suhu adalah 20 sehingga kerapatan udara adalah p = 1,20 kg/m3
dan laju bunyi adalah v = 344 m/s ?
sehingga kerapatan udara adalah p = 1,20 kg/m3
dan laju bunyi adalah v = 344 m/s ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 64
85.
sebuah gelombang bunyi 20 Hz mempunyai
intensitas yang sama seperti gelombanh bunyi 1000 Hz dalam contoh 21-1 dan
21-3. Berapakah amplitudo A dan amplitudo tekanan Pmaks dari
gelombang bunyi 20 Hz ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 64
86.
sebuah gelombang bunyi yang sangat nyaring pada
ambang rasa sakit mempunyai amplitudo tekanan kira-kira sebesar 30 Pa dan
intensitas kira-kira sebesar 1 W/m2. Amplitudo tekanan dari
gelombang bunyi yang paling lama yang dapat didengar adalah kira-kira 3 × 10-5
Pa, dan intensitas yang bersesuaian adalah kira-kira 10-12 W/m2.
Anda diberi kesempatan untuk membuktikan hubungan antara amplitudo, tekanan,
dan intensitas ini ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 64
87.
dari soal nomor 86 apakah anda mengerti menggapa
kita tidak harus mengkonversi frekuensi itu ke frekuensi sudut ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 64
88.
untuk konser di luar kita mengiginkan intensitas
bunyi pada jarak 20 m dari susunan pengeras suara sebesar 1 W/m2. Dengan menganggap bahwa
gelombang bunyi mempunyai intensitas yang sama dalam semua arah, berapakah
keluaran daya akustik yang diperlukan dari susunan pengeras suara itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 65
89.
mendengar bunyi 120 dB selama sepuluh menit akan
menggeser ambang pendengaran anda pada 1000 Hz dari 0 dB sampai ke 28 dB untuk
sementara waktu. Mendengar bunyi 92 dB selama sepuluh tahun akan menyebabkan
pergeeran permanen sampai ke 28 dB. Intensitas berapakah yang bersesuaian
dengan 28 dB dan 92 dB ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 66
90.
tinjaulah sebuah model yang diidealkan dengan
seekor burung (yang diperlakukan sebagai sebuah sumber titik) yang memancarkan
daya bunyi yang konstan. Dengan intensitas yang berbanding terbalik dengan
kuadrat jarak dari burung itu. sebanyak berapa dB-kah tingkat intensitas bunyi
itu turun bila anda bergerak dua kali jarak dari burung itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 66
91.
Satu ujung dari sebuah tabung karet yang
panjangnya 14,0 m, dengan massa total sebesar 0,800 kg, diikatkan erat dengan
sebuah penopang yang tetap. Sebuah tali diikatkan ke ujung lain melewati sebuah
katrol dan menopang sebuah benda dengan massa sebesar 7,50 kg. Tabung itu
dipukul oleh satu pukulan transversal di satu ujung. Cari waktu yang diperlukan
oleh pulsa itu untuk mencapai ujung yang lainnya.?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 67
92.
sebuah gelombang longitudinal yang frekuensinya
220 Hz berjalan menuruni sebuah batang tembaga yang jari-jarinya 8,00 m. daya
rata-rata dalam gelombang itu adalah 6,50 Μw. (lihat tabel 11-1 dan 14-1 untuk
data yang perlu mengenai tembaga) a) cari panjang gelombang dari gelombang itu.
b) cari Amplitudo A dari gelombang itu? c) cari kecepatan longitudinal maksimum
dari sebuah partikel dari batang itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 68
93.
berapa
seharusnya renggangan (F/A)
dalam sebuah kawat yang direnggangkan yang terbuat dari bahan yang modulus
youngnya adalah Y supaya laju gelombang longitudinal sama dengan 30 kali laju
gelombang transversal?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 69
94.
Apabila amplitudo cukup besar. Telingga manusia
dapat menanggapi gelombang longitudinal pada sebuah jangkauan frekuensi dari
kira-kira 20,0 Hz sampai kira-kira 20,000 Hz. Hitunglah panjang gelombang yang
bersesuaian dengan frekuensi-frekuensi ini a) untuk gelombang dalam udara (v =
344 m/s ) b) untuk gelombang dalam air (v = 1480 m/s) ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 70
95.
Sebuah kawat platina (kerapatan 21,4 g/cm3)
mempunyai diameter 225 μm dan panjang 0,450 m. satu ujung kawat itu diikatkan
ke loteng, sedangkan sebuah massa 420 g diikatkan ke ujung lainnya sehingga
kawat itu bergantung secara vertikal dalam kondisi tegang. Jika sebuah garpu
tala yang bergetar yang frekuensinya persis cocok dipegang didekat kawat itu,
maka kawat itu mulai bergetar juga. berapa frekuensi garpu tala yang akan
menyebabkan hal ini terjadi ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 71
96.
Dari soal nomor 95 anda dapat berasumsi bahwa
ujung bawah kawat itu (di mana massa itu diikatkan) pada dasarnya stasioner,
dan bawah tegangan dalam kawat itu pada dasarnya konstan sepanjang kawat .
benarkanlah asumsi yang dibuat dalam pertanyaan pertama ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 72
97.
sebuah gelombang bunyi yang sangat nyaring pada
ambang rasa sakit mempunyai amplitudo tekanan kira-kira sebesar 30 Pa dan
intensitas kira-kira sebesar 1 W/m2. Amplitudo tekanan dari
gelombang bunyi yang paling lama yang dapat didengar adalah kira-kira 3 × 10-5
Pa, dan intensitas yang bersesuaian adalah kira-kira 10-12 W/m2.
Anda diberi kesempatan untuk membuktikan hubungan antara amplitudo, tekanan,
dan intensitas ini ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 73
98.
dua pengeras suara yang identik diletakkan di
titil A dan B yang terpisah sejauh 2,00 m. pengeras suara itu dijalankan oleh
penguat yang sama dan menghasilkan gelombang bunyi dengan frekuensi sebesar 784
Hz. ambilah laju bunyi dalam udara sebesar 344 m/s. sebuah galis yang tegak
lurus pada garis yang menghubungkan A dan B (garis BC dalam gambar 20-27). Pada
jarak berapakah dari B akan ada interferensi destruktif ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 59
99.
dari soal nomor 98 tentukan pada jarak-jarak
berapakah dari B akan ada interferensi konstruktif ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 59
100.
Dari soal nomor 98 tentukan jika frekuensi itu
dibuat cukup rendah, maka tidak ada posisi sepanjang garis BC yang akan terjadi
interferensi destruktif. Berapa rendahkah seharusnya frekuensi itu ?
Sumber : Buku fisika universitas
Halaman : 59
