Bab
Gelombang Bunyi
813
dengarkan jika ia berada di depan pesawat, dekat
mengitari bintang tersebut, meskipun planet itu
dengan jalur penerbangan.
tidak terlihat. Menggunakan gagasan dari suatu
Bagaimana Jika?
Apa yang akan didengar oleh
sistem yang berotasi terhadaP pusat massanya dan
pengamat jika pilot menggunakan pengeras suara
efek Doppler untuk cahaya (yang mirip dengan efek Doppler untuk gelombang bunyi), jelaskan
dan mengucapkan'Apa kabar?"
!t.
17
bagaimana para astronom dapat menyatakan
Dalam beberapa kasus, sebuah bintang yang dekat bumi diketahui memiliki planet besar yang
keberadaan planet tak tamPak itu.
ffi = komputer dapat membantu pemecahan soali numerik. dan pdsanean simbolik soa/-soa/ =
f, a 3 = langsung, menengah, menantang;
t?.1 L
yang dibutuhkan oleh bunyi dari pesawat pada ketinggian 9 000 m untuk mencapai permukaan
Kelaiuan Gelombang BunYi
Misalkan Anda mendengar p etir 16,2 detik setelah
pada hari di mana suhu di permukaan adalah
melihat kilatannya. Kelajuan gelombang bunyi di
300c?
udara343 mls dan kelajuan cahaya 3,00 x
m/s.
(b) Bagaimana Jika? Bandingkan selang waktunya jika suhunya konstan 30" C di setiap
Temukan kelajuan bunyi di Merkurius, yang mempunyai modulus bulk 2,8 x 1010 N/m2 dan
ketinggian. Selang waktu yang manakah yang
108
Berapakah jarak Anda dari kilat tersebut?
L
kerapatan 13 600
f,
lebih pendek?
5.
Seorang koboi berdiri di daerah datar di antara
Sebuahpotbungaterlempardaribalkonsetinggi20m
dua karang vertikal yang sejajar' Ia tidak berada
dari tepi jalan dan jatuh pada seseorang setinggi
tepat di tengah kedua karang tersebut. Ia
berdiri di bawah. Seberapa dekatkah
menembakkan senjatanya dan mendengarkan
pot yang jatuh itu ke trotoar sehingga kita masih
gemanya. Gema kedua terdengar 1,92 detik setelah
sempat untuk memperingatkan orang itu dengan berteriak dari balkon agar ia dapat menghindar?
gema pertama, dan 1,47 detik sebelum gema
1,75 m yang
{.
kg/m3.
Perhatikan bahwa orang itu membutuhkanwaktu
ketiga. Perhatikan bahwa bunyi bergerak sejajar tanah dan dipantulkan oleh karang' Asumsikan
0,300 detik untuk merespons peringatan kita'
kelajuan bunyi 340 m/s' (a) Berapa jarak antara
Kelajuan bunyi di udara (dalam m/s) bergantung
karang. (b) Bagaimana Jika? Jika terdapat gema
pada suhu menurut Pernyataan
keempat, berapa lama setelah gema ketigakah gema keempat ini terdengar?
v =331,5+0,607Tc
1o
C setiap
oC.
Pesawat penyelamat terbang secara horizontal dengan kelajuan tetap untuk mencari kapal laut
Di udara
yang rusak. Ketika pesawat tepat berada di atas
ketinggiannya naik
kapal, petugas di kapal membunyikan sirine kapal'
di mana 76 adalah suhu dalam kering, suhu turun
b.
ini konstan
Pada saat detektor bunyi pesawat menangkap
sampai ketinggian 9 000 m. Berapa waktu
bunyi sirine ini, pesawat telah bergerak sejauh %
150 m. (a) Asumsikan perubahan
814
Bagian
2
Osilasi dan Gelombang Mekanik
ketinggiannya dari laut. Jika dibutuhkan 2 detik untuk menangkap bunyi sirine kapal, tentukan
'Sebuah alat pengukur ultrasonik
(a) kelajuan pesawat dan (b) ketinggian pesawat. Asumsikan kelajuan bunyi 343 m/s.
17.2
Hal ini dilakukan dengan cara mengirir--., _pulsa dari gelombang ultrasonik ke udar: -.r: menghitung waktu gemanya kembali se:dipantulkan dari tempat yane :.:.,1 - . diukur. Jarak yang terukur ditan:--._".r
Gelombang Bunyi Periodik
Catatan: Gunakan nilai-nilai berikut untuk soal-soal di bawah ini, kecuali apabila ada petunjuklain dalam
digital. Untuk alat ukur ini /one
soalnya. Massa jenis kesetimbangan untuk udara bersuhu 20" C: p = 1,20 kglm3. Kelajuan bunyi: v
= 343 mls. Perubahan tekanan AP diukur
:.::
gelombang pulsa ultrasonikberfrekue ::_
rr:
_-
-*r
(a) Berapa jaraknya jika gema gelc:,, rr : kembali setelah 24,0 ms ketika suhu _: -- ..1h,
secara
relatif terhadap tekanan atmosfer sebesar 1,013 x 105 N/m2. Soal 70 di Bab 2 |uga dapat dikeriakan
(b) Berapa durasi pulsa yang harus c : .r jika gelombang tersebut harus mer:--.:
dalam Subbab ini.
7.
mengguirr:
frekuensi yang lebih tinggi dari 20 MHz u. -,l m en entukan di mens i struktur s ep e r ti b an g --__r;
siklus gelombang ultrasonik? (c)
rrg
Ber.:. :
spasial dari pulsa tersebut? Seekor kelelawar (Figur S17.7) dapat mendeteksi
benda-benda yang sangat kecil, misalnya seekor
serangga yang ukurannya mendekati panjang gelombang dari bunyi yang dikeluarkan kelelawar. Jika frekuensi bunyi yang dikeluarkan kelelawar
adalah 60,0 kHz, dan kelajuan bunyi 340 m/s, berapakah ukuran serangga terkecil yang dapat dideteksi oleh kelelawar tersebut?
9.
Gelombang ultrasonik digunakan :, lr kedokteran untuk diagnosis dan te:.:_ diagnosis, pulsa pendek dari gelombans ":
melewati tubuh pasien. Gema
dipanrui:-
struktur yang ingin diperiksa dan daryang dibutuhkan gemanya untuk
rulmfrt
-n,;iuruu
kernr.
;umltr.
ke struktur tersebut dapat ditentukan. Se:
rn.
transduser memancarkan dan mende::r gelombang ultrasonik. Citra strukturnya dipe:,
:rr
dari pengolahan data dengan komputer. De:-.-,.:
bunyi yang berintensitas rendah maka te::,,u ini tidak berbahaya bagi tubuh pasien. Tro:r,l
ini digunakan untuk
memeriksa janin,
tu::
:
pembengkakan pembuluh darah, batu emxf,-, dan lain-lain. Efek Doppler dalam gelon::-r-r
ultrasonik digunakan untuk mempelajari 5
i_:-:
s
darah dan fungsi jantung. Secara rin.. _ panjang gelombang dari pantulan gelor:_-ri:
s
ultrasonik harus lebih kecil dari ukuran
t
yang memantulkannya. Oleh karena ifu, frel-:'= r,t
i a
::: l-
yang digunakan berkisar antara 1,00 sampa:
o
Figur 517.7 Soal 7 dan 60
MHz.
_
Berapa rentang panjang gelombans - -:
sesuai dengan kisaran frekuensi di atas? Ke-.
gelombang ultrasonik di tubuh manusia
1 5.
-:
,. r_
Bab
(hampir sama dengan kelajuan gelombang
bunyi
Gelombang bunyi di air mempunyai amplitudo
tekanan sebesar 4,00
x
l0-3 N/m2' Hitung
amplitudonya jika frekuenslnya 10,0 kHz? Gelombang bunyi sinusoidal dinyatakan oleh fungsi gelombang perpindahan berikut
11.
rrr -r858s rrrl r((./)=t2.00pntcoslr 15.7m (a) Cari amplitudo, panjang gelombang' dan kelajuan gelombangnya. (b) Tentukan perpindahan sesaat
12.
padax = 0,050 0 m dan f = 3,00 ms' (c) Tentukan
kelajuan maksimum dari elemen yang berosilasi' Seiring suatu gelombang bunyi merambat melalui
udara, dihasilkan perubahan tekanan (di atas dan di bawah tekanan atmosfer) yang sesuai persamaan LP
Persamaan dengan kelajuan yang ditentukan oleh Lakukan dengan langkah-langkah sebagai
17.1.
berikut. Pada Figur l7'3' perhatikan suatu lapisan udara tipis yang berbentuk tabung di dalam tabung, dengan luas permukaan A dan
ketebalan Ax. Gambarkan sebuah diagram benda bebas dari lapisan tipis ini' Tunjukkan
ZF,= ma,memiliki implikasi bahwa Dengan -[E(AP)/dx] A L,x = pA Lx(OzslOt2)' menyubsitusikan AP = -B (AslAx), dapatkan (Bl il(d sl Af) persamaan gelombang untuk bunyi,
bahwa
=
percobaan
1i.
N/ tekanannya dibatasi maksimal sebesar 0'840 m'. Berapa panjang gelombang minimum dari gelombang bunyi yang diperbolehkan?
.6.
Tegangan
tarik dari suatu batang
tebal adalah sebesar elastisnya, 13,0
x
1010
99,5o/o
dari
tembaga
titik
patah
tersebut patah? (b) Berapa kelajuan maksimum elemen dari batang tersebut? (c) Berapa intensitas
bunYi dalam batang tersebut?
S-nL, cos (kx
-
utt) ke dalam
alk = {Hp. Hasil ini menunjukkan
adanya
gelombang bunyi, asalkan kelajuannya adalah v
=fl
17.3 18.
= (snfl
(\lzn)
=
alk = {Bl
P'
lntensitas Gelombang BunYi Periodik
Luas gendang telhga adaiah sekitar 5'00
x
10
5
m2'
Hitung daya gelombang bunyi yang tiba di (b) gendang telinga (a) di ambang pendengaran
19.
di ambang kesakitan' Hitung level bunyi dalam desibel jika intensitas gelombang bunYi 4,00
20.
St"W
I m2'
bunyi 70'0 Sebuah penyedot debu menghasilkan W/m2? dB. (a) Berapa intensitas bunyinya daiam (b) Berapa amplitudo tekanan dari bunyi?
N/m2' lika gelombang bunyi
berfrekuensi 500 Hz dirambatkan melalui tembaga tersebut, (a) Berapa amplitudonya supaya batang
s(r' r)=
persamaan gelombang. Tirnjukkan bahwa fungsi ini memenuhi persamaan gelombang asalkan
11. Carilah persamaan perpindahan gelombang yang bunyi Seseorang ingin menghasilkan gelombang 6 dengan amplitudo 5,50 x l0 m' Amplitudo
ini menunjukkan adanya gelombang
atau dua langkah lagi' Subsitusikan solusi
persamaan dari perubahan tekanan
Soal 13' bersesuaian dengan tekanan gelombang pada
0f) . Bagi para ilmuwan fisika matematika'
mahasiswa fisika, Anda harus melakukan satu
di udara (d) kelajuan bunYi'
0,100 m dan AP-u1, = 0,200 N/m2'
st
bunyi dan menentukan kelajuannya' Sebagai
= 1,27 sin (nr -'3402f) dalam
sebagai fungsi dari posisi dan waktu pada gelombang bunyi sinusoidal di udara' jika '\ =
@2
persamaan
satuan SI. Tentukan (a) Amplitudo perubahan tekanannya (b) frekuensi (c) panjang gelombang
-3. Carilah
815
Gelombang BunYi
17' Buktikan bahwa gelombang bunyi merambat
di air). 10.
17
2L.
lntensitas suatu g elornbang b'unvi iarck tertenlu
' , . ,, darisebuahlpenggrps
-.
sllqlq- yar$bergetar, dengan
(a}'Fitung fret<.r*rtui 1'00 ktr-{aadalah 0.6$s'1A/1s12,i
I,.,.,. in&n$11.ppny*, j,i$1,freku.ens.1gry,a*ik rntniadi
816
Bagian
2
Osilasi dan Gelombang Mekanik
resilrrecti - o --resurrecti-o--- nemmortuo
. rCsur.rCCli,O--^
resurrecti-o---- nemmortuo --Figur 51 2.23
rtcillni(i{t.Lt(]
--*-
nefil illort.uorun1-->
---rum
---------l'tln1
---->
----}
----rum --l>
Bass (4), tenor (3), atto (2), dan sopran satu (1), sebagai bagian-bagian dari karya Bach
berjudulMass in B minn
alto Untuk penekanan, baris yang kita sebut sebagai melodi dicetak hitam tebal. Bagian-bagian untuk sopran dua, biola, biola dinyanyikan' tepat saat ditulis Bagian tenornya diabukan. dan continuo, setta oboe
t
Hitung amplitudo tekanan pada kedua tersebut. (c) Cari amplitudonya. (d)
Jika?
Pada masaBach,
ga{putalabelum
sehingga frekuensi-frekuensi diberikan
not secara cukup bebas, bergantung pada
kondisi setempat. Asumsikan bahwa naiknya itu dinyanyikan mulai dari 1343 berakhir di
80
4,9
HzUlangi pertanyaan (a)
(c). Apa sajakah yang berubah?
24. Pipa yang digambarkan pada Figur 17J dengan udara pada suhu 20o C dan tekanan
23. Melodi vokal yang paling tinggi dapat ditemukan
dalam karya ]ohann Sebastian Bach berjudul Mass in B minor. Sebuah potongan dari lagunya untuk bagian Credo, nomor 9,bar 25 sampai 33,
Diameter pipa 8,00 cm. Piston digetarkal frekuensi 600 Hz dengan amplitudo 0,1 Berapa dayayang harus diberikan untuk agar osilasi dari piston
tetap?
l
ditampilkan pada Figur 517.23 . Suku kata O yang
25. Pertunjukan di es diselenggarakan di a
diulang-ulang pada suatu frase dalam lirik lagu itu,
tertutup. Peseluncur menari sesuai musikder
"ressurectionem mortuorum" (kebangkitan orang
level bunyi S0,0 dB.
mati) secara sangat halus mengalami perubahan
tangisan bayi Anda saat itu, yang level buny
nada dari bass ke tenor lalu alto kemudian sopran,
75,0 dB. (a) Berapa total intensitas bunf
seperti tongkat pada lomba lari estafet. Setiap
(b) Berapa level bunyi gabungan dari musil
suara membawa melodi ini naik 1 oktaf atau lebih.
tangisan?
Bersama-sama mereka mengalunkannya dari nada
D dibawahnada CtengahmenujuAdi atas nada C
Ini lebih keras daril
ir
26. Gelombang bunyi sinusoidal merambat di medium, di udara pada 0o C, di air dan di
l
yang tinggi untuktenor. Dalam standar nada untuk
Gunakan nilai berat jenis dan kelajuan dari
konser, kedua not ini masing-masing mempunyai
14.1 dan Thbel 17.1. Setiap gelombang
frekuensi 146,8 Hz dan 880,0 Hz. (a) Tentukan panjang gelombang dari kedua not tersebut. (b)
intensitas yang sama, 10, dan frekuensi sudu
Asumsikan paduan suara menyanyikan melodi dengan level bunyi yang sama, sebesar 75,0 dB.
mempt
(a) Bandingkan panjang gelombang di kr medium. (b) Bandingkan amplitudo gelod di ketiga medium. (c) Bandingkan nilai
Bab
17
817
Gelombang BunYi
amplitudo tekanan di ketiga medium (d) Untuk
yang memancarkan gelombang bunyi (c) kedua
uo= 2 000 z radls dan 1o = 1,00 x 10-6 Wlrrr2. Hitung panjang gelombang, amplitudo, dan
pengeras suara memancarkan gelombang bunyi.
^w.
amplitudo tekanan di ketiga medium tersebut. Daya keluaran dari suatu pengeras suara adalah
6,00 W. Perhatikan bahwa pengeras suara ini mengeluarkan bunyi sama kuatnya ke segala arah.
(a) Pada jarak berapakah bunyi dari pengeras suara terasa sakit untuk didengar? (b) Pada jarak
3.()0
m
berapa dari pengeras suara bunyi itu terdengar
I I
rm
dan
:M[lll
r,
dan
r,
2,00 m
Ili r\--'-'
dari sumber bunyi, berdasarkan
persamaan
:,Llli]li
,:
LllI
J
dIilfill
Pr-er:
"M
"bt[;]
ilfiffilllll
Sebuah kembang api meledak beberapa meter
daerah bangunan, berlaku sebagai pusat sumber
di atas tanah. Pada jarak 400 m dari ledakan, tekanan akustiknya mencapai nilai maksimum sebesar 10,0 N/m2. Asumsikan kelajuan bunyi
gelombang bunyi yang seperti bola. Sang mandor
konstan sebesar 343 mls di atmosfer dan daerah ini, Bumi menyerap bunyi yang jatuh ke tanah dan udara menyeraP energi bunyi sebesar 7,00 dB/km. Berapa level bunyi (dB) pada jarak 4,00 km dari ledakan?
harus ditempuh mandor supaya amplitudo fungsi
m. Sebuah pengeras suara ditempatkan di afltara dua pengamat yang terpisah 110 meter dalam
34. Sebuah roket kembang api meledak di ketinggian 100 m di atas tanah. Pengamat di tanah tepat di
suatu garis yang menghubungkan mereka. Jika
bawah ledakan mendeteksi intensitas bunyi rata-
seorang pengamat mencatat level bunyi 60'0 dB
rata sebesar 7,00 x 10-2 W/m2 selama 0,200 s' (a) Berapa energi total dari bunyi tersebut? (b) Berapa
im :lNn -llll
,*
i-
i
rrrllnrl,,
-
:
l,
Lilti
"lfllMll
I dllltl l'lfl"11ti,
r
i,i,illilllt
:-
r:uu[,
cian pengamat :4lNi,
.
l.llnrUtl
$1
tJt
.
A memPunyai keluaran
Level bunyi padajarak 3,00 m dari sumber adalah
120 dB. Pada jarak berapakah level bunyi ini menjadi (a) 100 dB dan (b) 10,0 dB?
35.
Ketika orang bernyanyi di sebuah gereja' level bunyi di mana saja di dalam gereja tersebut
:-!Tt
sebesar
adalah
10
I dB. Tidak
ada bunyi yang
dirambatkan
B 1,50 mW. Hitung
menembus dinding gereja, tetapi jendela dan pintu
C (Figur P17.31) jika
(a) hanya pengeras suara A yang mernancarkan
terbuka di pagi hari pada musim panas. Luas totalnya 22,0 m2. (a) Berapa energi bunyi yang
gelombang bunyi (b) hanya pengeras suara B
dipancarkan selama 20,0 menit? (b) Asumsikan
1,00 mW, dan pengeras suara -!lii,
jarakyang
level bunyi yang didengar oleh pengamat?
Dua pengeras suara kecil memancarkan dua Pengeras suara
-.
ke barat. Berapa
gelombangnya berkurang sebesar dua kalinya?
lain 80,0 dB, berapa jarakpengeras
gelombang bunyi dengan frekuensi yang berbeda.
:,: dlill r
ini dan mulai berjalan
lrllLl
:r:
berdiri 50,0 m di sebelah utara dari pusat bunyi
suara dari masing-masing pengamat?
_
Figur S17.31
Sebuah pasak bumi bekerja terus-menerus di
!,,ilit],
.-
--)rc'
t-----
p, dari bunyi berhubungan dengan rasio
iarak
Ulrr[iilll]lllli,,
r
I
Tunjukkan bahwa perbedaan level desibel pt
;-b:1$w11,,
4,00 m
I
pada ambang pendengaran?
level bunyi (dB) di
titik
818
Bagian
2
Osilasi dan Gelombang Mekanik
tanah sebagai pemantul yang baik dan bunyi
dengar, yang disinkronisasikan dengan der"-. jantung janin.
merambat sama besar ke segala arah. Hitung level
bunyi pada jarak
36.
1
km.
39.
Perubahan level bunyi yang paling kecil yang dapat dirasakan oleh manusia adalah 1 dB. Ketika
560 Hz. Setelah ambulans lewat, freku= yang Anda dengar adalah 4BO Hz. Teni-,
sedang bekerja, dapatkah Anda mendengar bunyi
kelajuan ambulans.
40.
Tunjukkan perhitungan Anda yang membuktikan jawaban Anda. Tunjukkan data yang Anda ukur
17.4
r-:
i
..-
S17.40. Massa total dari pengeras suara :..1 balok kayu adalah 5,00 kg sedangkan ampl-:,;, gerakan pegas 0,500 m. (a) |ika pengeras s_-ilr
Efek Doppter
memancarkan bunyi berfrekuensi 44t
Sebuah kereta api bergerak sejajar dengan jalan
-
tentukan frekuensi maksimum dan mini-,-.r
tol pada kelajuan tetap 20,0 m/s. Sebuah mobil bergerak searah dengan kereta api dengan
;
yang didengar pengamat yang berada tef;: kanan pengeras suara. (b) Jika level t _:
kelajuan 40,0 m/s. Klakson mobil berbunyipada
maksimum yang didengar pengamat
frekuensi 510 Hz dan peluit kereta api pada frekuensi 320 Hz. (a) Ketika mobil di belakang
ai.
-.:
60,0 dB, dan jarak terdekat p€rgorrrc: r pengeras suara 1,00 m, tentukan ,. , bunyi minimum yang didengar peng;:-
kereta api, berapakah frekuensi peluit kereta api yang didengar oleh penumpang mobil? (b) Ketika
:
Asumsikan kelajuan bunyi 343 m/s.
mobil sudah berada di depan kereta api, berapakah frekuensi bunyi klakson mobil yang didengar oleh
: s
:
penulnpang kereta?
38.
,
Sebuah balok kayu dengan pengeras sua:: _ atasnya terhubung pada pegas dengan kons:=:r,, pegas k = 20,0 N/m, seperti terlihat pada
dan asumsi yang Anda gunakan.
37.
berdiri di trotoar, Anda mendengar s-:. : ambulans yang mendekat dengan freku.: Saat
Anda berdiri dekat mesin pemotong rumput yang
bising dari mesin pemotong rumput tetangga?
-
{,;.
Setiap orang tua akan merasa gemetar ketika mendengar detakan jantung janin bayinya, yang
K l: \i
diungkapkan oleh detektor gerak ultrasonik.
t:
Misalkan dinding rahim bergerak dalam gerakan
E.
harmonik sederhana dengan amplitudo l,g0 mm dan frekuensi 115 per menit. (a) Cari kelajuan linier maksimum dari dinding jantung. Misalkan detektor geraknya yang menyentuh daerah perut ibu menghasilkan bunyi 2 000 000,0 Hz, yang
{l
41
.
melewati jaringan dengan kelajuan 1,50 km/s.
Garputalayangbergetarpadafrekuensi
!ll l-
:,.
r
dari keadaan diam, dengan percepatan 9,g0 m/s: . B , _: =
(b) Cari frekuensi maksimum yang sampai ke dinding jantung bayi. (c) Cari frekuensi maksimum dari pantulan bunyi yang diterima detektor gerak. Dengan "mendengarkan' gema
ti
Figur 517.40
jarak yang telah ditempuh garputala te:.:: saat frekuensi gelombangnya menjadi {}_: Asumsikan kelajuan bunyi 340 m/s.
42.
.
sa r,
j
- _l \c:
,
I
dari frekuensi yang dipancarkan, detektor gerak
: mengendarai kereta luncur di lintasan .:, I ketika lonceng, tepat di atas dinding luncu:r -
dapat memancarkan bunyi yang dapat kita
berbunyi terus. Ketika keretanya melewati ic :,_ , , _
secara elektronik pada frekuensi yang berbeda
Pada Olimpiade Musim Dingin, seoranE
.
{6. i
_
I..
P'.;
be
Bab .:
\:-
tersebut, sang atlet mendengar frekuensi bunyinya
turun sebesar suatu interval nada yang disebut minor ketiga. Nada itu kira-kira jatuh menjadi 5/6 dari nilai aslinya. (a) Hitung kelajuan bunyi di udara saat suhu udara _10,0"C. (b)
:q--t-
gelombang kejut
Gelombang Bunyi
819
itu dengan arah gerakan
cambuknya?
47.
Pesawat
jet supersonik melaju dengan Mach 3,00
pada ketinggian 20 000 m tepat di atas pengamat
Cari
saat / = 0, seperti pada
Figur 517.47. (a) Berapa lama waktunya sampai pengamat merasakan gelombang kejut? (b) Di mana posisi pesawat ketika bunyinya akhirnya terdengar (asumsikan
kelajuan atlet.
43.
17
Sirene yang diletakkan di atas atap rumah yang
kebakaran memancarkan bunyi pada frekuensi 900 Hz. Angin berembus dengan kelajuan tetap
kelajuan bunyi di udara adalah 335 m/s)?
15,0 m/s. Asumsikan kelajuan bunyi di udara yang
tenang adalah 343 m/s. Cari panjang gelombang
bunyi tersebut (a) menuju ke sirene (b) searah dengan angin. Mobil pemadam kebakaran mendekati sirene tersebut dari berbagai arah dengan kelajuan 15,0 m/s. Berapa frekuensi yang didengar oleh pemadam tersebut, jika (c) pemadam kebakaran mendekati sirene searah
Pengarnat nrendcngar
brrnli 'bor,m'
dengan angin? (b) pemadam kebakaran menjauhi
*{.
sirene bergerak melawan arah angin?
(a)
Mach 1,50 yang artinya kelajuannya setara dengan 1,50 kali kelajuan bunyi. Berapa sudut antara arah gelombang kejut
17.5
perekaman Suara Digital
arah kecepatan pesawatnya?
17.6
Suara Film
Ketika partikel bermuatan energi tinggi bergerak
48.
ini merepresentasikan suatu kemungkinan
dengan
{5.
melalui medium yang transparan dengan kelajuan lebih cepat daripada kelajuan cahaya, maka gelombang kejut cahaya akan dihasilkan.
Fenomena
ini disebut efek Cerenkoy.
Ketika reaktor nuklir dilindungi oleh kolam air yang besar, maka radiasi Cerenkovdapat
dilihat sebagai
kilauan berwarna biru di sekitar pusat reaktor, J:l'il!
;:
(' i!l; il",
lli
(b)
Figur Si 7.47
Pesawat Concorde dapat terbang dengan
yang disebabkan oleh pergerakan elektron yang sangat cepat yang bergerak di air. Dalam suatu kasus khusus, radiasi Cerenkov menghasilkan sebuah muka gelombang dengan setengah sudut puncaknya 53,0o. Hitung kelajuan elektron di air.
(Kelajuan cahaya di air adalah 2,25
x
l0B
m/s.)
{6. Putaran cambuk seorang pemain sirkus bergerak dengan kelajuan Mach l,3g (artinya
vrlv = 1,38). Berapa sudut yang dibentuk oleh
Soal
(akan tetapi tidak disarankan) untuk mengodekan tekanan sesaat dari gelombang bunyi ke
dalam kata-kata digital 16 bit. Contoh 17.2 menyebutkan
bahwa amplitudo tekanan dari bunyi dengan level bunyi 120 dB adalah 28,7 N/m2. Misalkan perubahan tekanannya direpresentasikan oleh
kode digital 65 536. Misalkan perubahan tekanan nol direpresentasikan oleh kata digital 0. Misalkan perubahan tekanan yang nilainya di tengah_tengah
ditunjukkan oleh angka digital yang besarnya juga di tengah-tengah, berbanding lurus dengan
tekanannya. (a) Berapakah kata digital yang menunjukkan tekanan maksimum untuk bunyi 40 dB? (b) Jelaskan mengapa teknik
ini kurang baik untuk bunyi yang lembut. (c) Jelaskan bagaimana teknik pengkodean ini memotong hampir setengah
