Materi Gelombang Bunyi

Bunyi

Materi Gelombang Bunyi

Di artikel dibawah ini akan membahas materi gelombang bunyi untuk mata pelajaran Fisika

Bagi yang sekiranya belum paham mengenai Gelombang bunyi Fisika bisa baca dibawah

Pengertian Bunyi

Pengertian bunyi dalam fisika adalah sesuatu yang dihasilkan dari benda yang bergetar. Bunyi merupakan salah satu jenis gelombang yang dapat didengar(dirasakan) oleh indera manusia(telinga). 

Benda-benda  yang menghasilkan bunyi disebut sumber bunyi. Sumber bunyi yang bergetar akan akan menggetarkan molekul-molekul disekitar sumber bunyi tersebut.

Dengan demikian syarat terjadinya bunyi adalah dengan adanya benda yang bergetar. 

Bunyi merambat melalui penghantar(medium) misal udara

Beberapa syarat bunyi dapat didengar:

1.) Adanya sumber bunyi

2.) Adanya medium perambatan bunyi

3.) Adanya penerima(pengindra) suatu bunyi

Sifat-sifat Bunyi

Gelombang bunyi memiliki sifat dan ciri-ciri tertentu. Adapun ciri tersebut sebagai berikut.

• Bunyi merupakan gelombang longitudinal
• Bunyi dapat mengalami resonansi
• Dapat mengalami pemantulan(pemantulan bunyi)
• Tidak dapat merambat pada ruang hampa
• Kecepatan rambat bunyi dipengaruhi oleh kerapatan medium penghantar bunyi berupa(padat,cair,gas) dan paling cepat pada medium dengan kerapatan tinggi.

Resonansi Bunyi

Resonansi bunyi adalah peristiwa ikut bergetarnya suatu benda karena pengaruh getaran benda lain disekitarnya, karena memiliki frekuensi yang sama. 

Jenis-jenis Bunyi

• Bunyi Infrasonik: adalah bunyi yang frekuensinya kurang dari 20 Hz yang hanya dapat didengar oleh jangkrik, anjing, dan kuda
• Bunyi Audiosonik: ialah bunyi dengan frekuensi antara 20-20000 Hz. Bunyi ini merupakan bunyi yang dapat didengar oleh manusia.
• Bunyi Ultrasonik: merupakan bunyi dengan frekuensi diatas 20000 Hz dan bisa didengar oleh kelelawar dan lumba-lumba.

Tambahan

• Gema, merupakan bunyi pantul yang datang setelah bunyi asli dan dapat memperkuat bunyi asli
• Gaung atau Kerdam, adalah bunyi pantul yang sebagian datang bersamaan dengan bunyi asli. Gaung dapat mengganggu bunyi asli
• Nada, yaitu bunyi yang frekuensinya beraturan
• Desah yaitu bunyi yang frekuensinya tidak teratur

Cepat rambat Bunyi

Menurut percobaan mersenne diperoleh bahwa cepat rambat bunyi yang dihasilkan dari sebuah senar/dawai adalah sebagai.

atau





dengan

Diketahui hubungan antara cepat rambat gelombang dengan frekuensi dan panjang gelombang adalah sebagai.

Maka frekuensi yang dapat dihasilkan oleh sebuah dawai dan pipa organa dapat dirumuskan sebagai.

Dengan keterangan

v : cepat rambat bunyi (m/s)

F : tegangan tali dawai (N)
m : massa dawai (kg)
f : frekuensi dawai (Hz)
l : panjang dawai (meter)

POLA GELOMBANG

PIPA ORGANA TERBUKA

Pola gelombang yang terjadi sama dengan senar(dawai) sehingga:

               

f₀: f₁: f₂: ... = 1:2:3: ...

∑_perut : n + 2
∑_simpul : n + 1

PIPA ORGANA TERTUTUP

Pola gelombang yang terjadi memenuhi persamaan sebagai berikut:

                

f₀: f₁: f₂: ... = 1:3:5: ...

∑_simpul = ∑_perut  n + 1

TABUNG RESONANSI

Peristiwa resonansi terjadi sesuai dengan getaran getaran udara pada pipa organa tertutup. Tabung resonansi digunakan untuk menentukan panjang kolom udara. Kolom udara pada percobaan untuk menentukan resonansi berfungsi sebagai tabung resonator. Peristiwa resonansi ini dapat digunakan untuk mengukur kecepatan rambat bunyi pada medium udara.

L₁: L₂: L₃: ... = 1:3:5: ..

Keterangan:
n : 1,2,3, ...
L : panjang kolom udara

ENERGI GELOMBANG

Energi yang dipindahkan oleh gelombang adalah energi getaran yang dapat diproleh dari energi potensial maksimum, yaitu:




Dengan v adalah cepat rambat gelombang A adalah amplitudo gelombang

INTENSITAS GELOMBANG

Intensitas adalah energi yang dipindahkan per satuan luas per satuan waktu atau daya (F per satuan luas A)

Rumus intensitas menggunakan rumus sebagai berikut.

                                                 


Jadi hubungan antara intensitas dan jarak bisa ditulis:





Apabila ada n buah sumber bunyi yang identik maka intensitas total yang terjadi:




Dengan I adalah intensitas masing - masing sumber bunyi

TARAF INTENSITAS

Taraf Intensitas Bunyi adalah logaritma perbandingan antara intensitas bunyi (I) dengan nilai dari intensitas ambang untuk bunyi ambang (I₀)

Rumus menghitung Taraf Intensitas (TI) dirumuskan sebagai berikut.

Dengan keterangan sebagai berikut.

TI : taraf intensitas (dB)

I : intensitas bunyi (W/m²)

I₀ : intensitas ambang = 10^-12 (W/m²)

Bila diketahui bahwa sumber bunyi menghasilkan taraf intensitas TI₁ dengan jarak sepanjang R₁ serta taraf intensitas  TI₂ pada jarak R₂ dari sumber bunyi tersebut maka bisa diperoleh hubungan:

              atau            

Dan apabila terdapat n buah sumber bunyi dibunyikan bersamaan maka berlaku:

Demikian rangkuman materi Fisika Gelombang Bunyi semoga bermanfaat bagi yang membutuhkan dan semakin menambah ilmu kita.

Materi Gelombang Bunyi

Jika artikel ini sekiranya membantu bisa di share 

Soal Usaha dan Energi

Soal Usaha dan Energi

Soal Usaha dan Energi
Berikut rangkuman soal-soal fisika khusus untuk materi usaha dan energi bagi yang masih butuh latihan soal agar lebih joss

bagi yang mungkin belum baca materinya atau belum begitu paham bisa baca Materi Usaha dan Energi

Soal-soal dibawah adalah kumpulan soal untuk ujian nasional (UN) dan seleksi SBMPTN yang ane rangkum jadi satu

so ini termasuk soal yang bisa dibilang elit dan cukup susah, dan cocok untuk yang masih mau cari model2 soal lain dan yang masih haus akan soal2 hehe..

kerjakan soal dibawah ini

1.)Sebuah mobil melakukan kerja (usaha) sebesar 800.000 joule untuk menempuh jarak 1 km dengan kelajuan tetap. Berapa besar gaya yang dilakukan mobil itu ?

2.)Seorang anak menarik mobil mainan bermassa 2 kg tanpa gesekan dengan menggunakan sepotong tali(F = 40 N, α = 60°). Berapa usaha yang dilakukan anak tersebut untuk memindahkan benda sejauh 5 m ?

3.)Benda bermassa 1 kg dilempar vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s² berapa besar energi kinetik benda saat berada pada ketinggian 20 m ?

4.)Dua buah kapal layar A dan B yang mempunyai layar sama besar akan mengadakan lomba. Massa kapal A = m dan massa kapal B = 2m, sedangkan gaya gesekan dapat diabaikan. Jarak yang ditempuh sebesar S dan lintasannyaberupa garis lurus. Pada saat berangkat (start) dan telah sampai garis finish, kedua kapal layar memperoleh gaya angin sebesar F. Jika energi kinetik kapal A dan B, pada saat di garis finish berturut-turut berapa besarnya E_ka dan E_kb ?

5.)Sebuah peluru ditembakkan dengan kecepatan awal 40 m/s dan sudut elevasi 37° (tg 37° = 3/4). Jika massa peluru 0,01 kg maka berapa besar usaha oleh gaya gravitasi pada peluru, sejak ditembakkan sampai jatuh ke tanah kembali sebesar ? (g = 9,8 m/s²)

6.)Sebuah benda bermassa 5 kg terletak pada bidang datar yang licin dari keadaan diam, kemudian dipercepat 5m/s² selama 4 sekon. Kemudian bergerak dengan kecepatan tetap tetap selama 4 sekon maka berapa usaha yang dilakukan benda selama bergerak ?

7.)Balok seberat 40 N meluncur di atas bidang datar yang licin dengan laju 2 m/s. Balok berhenti setelah menekan pegas yang menghadangnya. Jika konstanta pegas 100 N/m, berapa jauh pegas tertekan oleh balok?

8.)Sebuah balok dengan berat 20 N meluncur pada bidang miring dengan panjang 3 m. Gerak dimulai pada ujung bidang miring dan bidang miring membentuk sudut 30° terhadap horizontal. Gaya gesek antara balok dengan bidang miring adalah 6 N. Berapa energi kinetik balok ketika sampai di dasar bidang miring?

9.)Sebuah balok bermassa 2 kg mula-mula diam dilepaskan dari puncak bidang lengkung yang berbentuk seperempat lingkaran dengan jari-jari R. Kemudian balok meluncur pada bidang datar dan berhenti di B yang berjarak 3 m dari titik awal bidang datar A. Jika bidang lengkung tersebut licin, sedangkan gaya gesek antara balok dan bidang datar sebesar 8 N maka panjang R ?

10.)Sebuah pistol mainan bekerja dengan menggunakan pegas dan melontarkan pelurunya. Jika pistol yang sudah dalam keadaan terkokang, yaitu dengan cara menekan gas sejauh x, diarahkan dengan membuat sudut elevasi α terhadap horixontal, peluru yang terlepas dapat mencapai ketinggian h. Jika massa peluru adalah m dan percepatan gravitasi adalah g maka berapa besar konstanta pegas ?

11.)Benda A yang memiliki masssa 1 kg dan mula-mula diam meluncur 3 m pada papan licin yang membentuk sudut 30° dengan bidang data. Kemudian, benda A menumbuk pegas P yang salah satunya tertancap kuat pada ujung papan. Jika konstanta pegas 900 N/m maka berapa pemendekan maksimum pegas ?

12.)Sebuah pompa air dapat menaikkan 15 liter air tiap menit dari sumur yang dalamnya 6 m. Air disemburkan oleh pompa ini dengan kecepatan 8 m/s. Berapa daya pompa tersebut ?

13.)Air terjun setinggi 30 m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air. Setiap detik air mengalir 15 m³ jika efisiensi generator 50% dan potensial gravitasi (g = 10 m/s²) maka berapa daya rata-rata yang dihasilkan?(dalam kW)

14.)Sebuah benda bergerak dengan laju 10 m/s saat mulai melewati suatu bidang kasar dan kemudian benda berhenti setelah menempuh jarak 10 m, berapa besar koefisien gesek kinetis antara bidang kasar dengan benda?

15.)Air terjun setinggi 20 m digunakan untuk pembangkit listrik tenaga air (PLTA). Setiap detik air mengalir 10 m³. Jika efisiensi generator 55% dan percepatan gravitasi (g = 10 m/s²) maka berapa besar daya rata-rata yang dihasilkan ?(dalam kWatt)

16.)Sebuah benda bermassa 1 kg dilemparkan vertikal ke atas dengan kecepatan awal 40 m/s. Bila percepatan gravitasi (g = 10 m/s²) berapa besarnya energi kinetik saat benda mencapai ketinggian 20 m ?

17.)Dengan menggunakan tangga seseorang membawa beban 20 kg setinggi 3 m dalam dalam waktu 25 sekon. Jika percepatan gravitasi (g = 10 m/s²) maka berapa besarnya daya rata-rata yang diperlukan orang itu ?

18.)Sebuah partikel bermassa 4 kg bergerak lurus dengan kecepatan konstan 2 m/s. Kemudian sebuah usaha 8 joule dilakukan pada partikel tersebut sehingga berapa kecepatan akhirnya ?

19.)Sebuah kelapa dengan massa 1,5 kilogram (kg) jatuh dari pohon yang tingginya 30 m. Berapa kecepatan benda(kelapa) pada saat 5 m diatas tanah ?

20.)Energi sebesar 4900 joule digunakan untuk mengangkat vertikal benda bermassa 50 kg. Maka benda tersebut akan naik setinggi ?(g = 9,8 m/s²)

Cukup sekian soal yang dapat saya rangkum hari ini, memang agak susah untuk yang bagian soal sbmptn karena memang grade soalnya juga udah beda dari soal biasa

tapi semoga dengan adanya ketekunan dan kerja keras kalian pasti bisa mengerjakan

jangan kwawatir bagi yang masih belum mudeng dan masih bingung dengan jawaban dari soal di atas bisa berkomentar dan tanya-jawab dengan saya 

untuk posting selanjutnya akan saya kasih pembahasannya

selamat belajar

Usaha dan Energi

Pengertian Usaha dan Energi

Usaha

Terdapat dua pengertian usaha yaitu dalam bidang fisika dan dalam kehidupan sehari-hari. Untuk lebih jelasnya sobat bisa baca lebih lanjut dibawah.

Usaha dan Energi

Pengertian Usaha dalam bidang Fisika

Pengertian usaha dalam bidang fisika merupakan proses perubahan energi dan proses ini selalu dihubungkan dengan gaya (F) yang dapat menyebabkan adanya perpindahan suatu benda (S). Dengan kata lain, bahwa jika ada suatu gaya yang bekerja pada benda dan benda tersebut mengalami adanya perpindahan maka dapat dikatakan bahwa gaya tersebut melakukan usaha terhadap benda.

Pengertian Usaha dalam kehidupan sehari-hari

Dalam kehidupan sehari-hari kata"usaha" dapat diartikan sebagai suatu "upaya" untuk mencapai suatu tujuan atau target tertentu, tidak dapat dinyatakan dengan angka atau ukuran serta tidak pula dapat dinyatakan dengan rumus matematis.

Sebagai contoh: Budi ingin mendapat rangking 1 sebab ia dijanjikan akan mendapat hadiah dari ayahnya, untuk mencapainya Budi berusaha keras dengan belajar sungguh-sungguh dan berdoa kepada Tuhan.

Dari contoh diatas dapat digaris bawahi makna kata "usaha" dalam kehidupan sehari-hari.

Rumus Usaha

Pengertian usaha diatas adalah usaha oleh gaya konstan artinya arah dan nilainya konstan. Besar usaha yang dilakukan oleh sebuah gaya (F) pada suatu benda sehingga mengakibatkan adanya perpindahan (S), dapat dirumuskan kembali sebagai berikut.

Besar usaha oleh gaya konstan didefinisikan sebagai hasil dari besarnya komponen gaya terhadap arah perpindahan dengan besar perpindahan yang dihasilkan.

Apabila usaha dirumuskan secara matematis sebagai.

W: Besar Usaha (Nm)

F: Gaya (N)

S: Jarak perpindahan benda (m)

Tetapi jika gaya yang melakukan usaha membentuk sudut α terhadap perpindahan(misal terhadap  garis horizontal) maka gaya tersebut dapat diuraikan ke dalam 2 komponen.

Sumbu x

Sumbu y

Energi

Energi sering disebut sebagai tenaga. Dalam kehidupan sehari-hari energi dihubungkan dengan gerak. Misal orang yang enerjik adalah orang yang selalu bergerak dan tidak pernah diam. Jadi, energi juga dihubungkan dengan kerja, maka dapat diambil kesimpulan sebagai.

Definisi Energi merupakan kemampuan untuk melakukan kerja

Dalam ilmu fisika energi dihubungkan dengan gerak, yaitu suatu kemampuan untuk melakukan kerja(mekanik). Energi di alam sangatlah kekal, berikut sifat-sifat energi.

1. Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan.
2. Energi dapat diubah menjadi energi lain (transformasi energi). Misal energi listrik menjadi energi mekanik. Contoh pada kipas angin
3. Energi dapat dipindahkan dari suatu benda ke benda lain atau sistem ke sistem lain (transfer energi). Misal konduksi pada saat kita memanaskan air, panas(kalor) berpindah dari api ke panci kemudian ke air kemudian menjadi uap air.
4. Energi dapat dipindah ke sistem lain melalui gaya yang menyebabkan perpindahan, yaitu pada kerja mekanik.

Macam Energi

Energi Kinetik

Energi kinetik adalah suatu energi yang hanya dimiliki oleh benda bergerak. Berarti semua benda yang bergerak mempunyai energi kinetik Ek. Secara matematis Energi Kinetik dapat ditulis sebagai.

Energi Potensial

Energi potensial dibagi menjadi dua yaitu energi potensial gravitasi dan energi potensial pegas.

Energi Potensial Gravitasi

Energi potensial gravitasi adalah energi yang dimiliki akibat kedudukan benda tersebut terhadap bidang acuannya. Yang dimaksud bidang acuannya disini adalah bidang yang diambil sebagai titik acuan yang memiliki energi potensial sama dengan nol (0). Contohnya pada: energi air terjun.

Energi potensial gravitasi suatu benda dengan massa m dan berada di medan gravitasi benda lain  yang bermassa M(misal diambil bumi yang bermassa M) dirumuskan sebagai.



Dengan titik acuan di tak hingga, dimana:
G: Tetapan gravitasi 6,67 x 10^-11 Nm²/kg²

M: Massa bumi
m: Massa benda
r: Jarak benda dari pusat bumi

Apabila permukaan bumi sebagai bidang potensial nol dengan ketinggian yang tidak melebihi 1000 km maka percepatan gravitasi dapat dianggap konstan dan cenderung tidak diperhitungkan. Sehingga didapat persamaan.



Dengan:

E_p : Energi potensial (joule)

m : massa benda (kg)

h : ketinggian dari permukaan bumi (m)

g : percepatan gravitasi (m/s²⁾

Energi Potensial Pegas

Energi potensial pegas adalah energi potensial karena adanya gaya tarikan atau gaya tekan terhadap suatu pegas, atau dengan kata lain, kemampuan suatu benda yang dihubungkan dengan pegas untuk berada pada suatu tempat karna panjang pegas berubah sepanjang x.

Persamaan energi potensial pegas sebagai.



Keterangan:

E_pegas : Energi potensial pegas (joule)

k : Konstanta pegas (N/m)

x : pertambahan panjang pegas (m)

Sekian materi Fisika tentang Usaha dan Energi semoga sobat tambah ilmu dengan adanya artikel ini.

Terima kasih bagi yang sudah mampir di blog ini. Jika masih ada yang kurang jelas bisa kontak admin. Dan jika informasi ini bermanfaat maka boleh dishare juga kok.

Soal Teori Kinetik Gas dan Termodinamika

Soal Teori Kinetik Gas dan Termodinamika

Soal Teori Kinetik Gas dan Termodinamika
Pada kesempatan ini akan saya berikan soal2 latihan khusus untuk materi Teori Kinetik Gas dan Termodinamika. Bagi yang belum paham mungkin bisa baca: Teori Kinetik Gas dan Termodinamika.

Oke langsung aja sobat kerjakan soal latihan berikut.

1.)Dalam ruang tertutup terdapat 2,76 L gas ideal bertekanan 2 atm. Jika partikel gas yang terdapat dalam ruangan tersebut adalah 10^23 molekul maka suhu gas tersebut adalah.. ( k= 1,38 x 10^-23 J/K)

2.)Sejumlah gas ideal menjalani proses isobarik(tekanan tetap) sehingga suhu Kelvinnya menjadi 4 kali semula. Volumenya menjadi n kalisemula, dengan n adalah... kali semula.

3.)Massa jenis suatu gas ideal pada suhu T dan tekanan p adalah X. Jika tekanan gas dinaikkan menjadi 2p dan suhunya diturunkan menjadi 0,5 T maka massa jenis gas adalah..

4.)Sebuah tabung gas yang mempunyai katup pengaman akan melepaskan gas dari dalam tabung apabila tekanannya mencapai 2 x 10^6 Pa. Pada suhu 10 derajat Celcius tabung ini dapat berisi gas tertentu dengan maksimum 15 kg. Apabila suhu dinaikkan menjadi 30 derajat celcius, berapa massa maksimum gas tersebut yang dapat tersimpan sekitar... kg.

5.)Sebuah tabung  yang volumenya 1 liter mempunyai lubang yang memungkinkan udara keluar dari tabung. Mula - mula suhu udara dalam tabung adalah 27 derajat C. Tabung tersebut kemudian dipanaskan hingga suhunya mencapai 127 derajat C. Perbandingan antara massa gas yang keluar dari tabung dan massa awalnya adalah...

6.)Sebanyak 3 liter gas argon dengan suhu 27 derajat C dan tekanan 1 atm (1 atm = 10^5 Pa) berada di dalam tabung. Jika konstanta gas umum 8,314 J/mol K dan banyaknya partikel dalam 1 mol adalah 6,02 x 10^23 partikel maka banyaknya partikel gas argon tersebut dalam tabung adalah ... partikel.

7.)Dua tabung diisi dengan gas berbeda tetapi keduanya berada pada suhu yang sama. Diketajui M1 dan M2 adalah berat molekul kedua gas itu, besar momentum rata-rata molekul kedua gas, yaitu P1 dan P2 akan terkait satu sama lain dengan rumus...

8.)Jika volume gas ideal diperbesar 2x dari volume semula, ternyata energi dalamnya menjadi 4x semula, berarti tekanan akhir gas tersebut menjadi... kali semula.

9.)Diketahui suhu dalam ruangan tertutup adalah 27 K. Jika energi kinetik partikel gas diubah menjadi 9 kali semula maka suhu ruangan menjadi... K.

10.)Diketahui suatu molekul gas ideal mempunyai energi kinetik Ek pada suhu 127 derajat C. Jika energi kinetik menjadi 2 kali energi kinetik semula maka suhunya menjadi... derajat C.

11.)Suatu gas dalam ruang tertutup secara tiba-tiba dimampatkan secara adiabatis sehingga volumenya menjadi 0,5 dari volume awal. Jika suhu gas mula-mula T, banyaknya gas 1 mol, R tetapan umum gas, konstanta Laplace gas tersebut 3/2, usaha yang dilakukan oleh gas adalah...

12.)Kalor sebesar 3000 J ditambahkan pada sistem dan dilakukan kerja 1200 J pada sistem. Perubahan energi dalam sistem adalah... J

13.)Suatu gas menyerap kalor sebesar 1600 J dari lingkungannya. Pada saat yang sama usaha sebesar 2000 J dilakukan kepada gas tersebut. Perubahan energi dalamnya adalah.. J

14.)Sejumlah gas ideal bermassa m menjalani proses pada tekanan tetap P. Jika volumenya berubah dari V1 menjadi V2 dan suhunya berubah dari T1 menjadi T2, sedangkan Cp adalah kalor jenis pada p tetap, dan dan Cv adalah kalor jenis pada V tetap maka perubahan energi dalamnya adalah...

15.)Sebuah mesin Carnot bekerja pada suhu antara 800 K dan 450 K, serta membuang energi panas sebesar 1 kJ setiap siklusnya. Usaha mesin pada setiap siklusnya adalah..

16.)Suatu pesawat pendingin Carnot mempunyai koefisien kinerja 6,5. Jika reservoir yang tinggi = 27 derajat C maka reservoir yang bersuhu rendah adalah...

17.)Suatu mesin menerima 200 kalori dari sebuah reservoir bersuhu 400 K, dan melepaskan 175 kalori ke sebuah reservoir lain yang suhunya 320 K. Efisiensi mesin itu adalah... %

18.)2,5 liter gas helium yang bersuhu 27 derajat C dipanaskan secara isobarik sampai 87 derajat C. Jika tekanan gas helium 2 x 10^5 N/m^2, gas helium melakukan usaha luar sebesar... joule.

19.)Agar kecepatan rata-rata partikel gas ideal menjadi 3 kali maka suhu mutlak gas dijadikan... kali.

20.)Dalam suatu ruang terdapat 800 miligram gas dengan tekanan 10^5 N/m^2. Kelajuan rata-rata partikel gas tersebut 750 m/s maka volume ruangan tersebut adalah... m^3.

Sekian semoga soal-soal diatas dapat bermanfaat dan bisa menambah kemampuan sobat dalam mengerjakan soal-soal ujian kedepannya. 

Soal Teori Kinetik Gas dan Termodinamika

Terima kasih bagi yang sudah mampir ke blog ini.