Roboguru

Sepotong kawat aluminium panjang  diberi gaya . Frekuensi dasarnya . Modulus Young kawat  dan massa jenis kawat ρ=8,9×103kg/m3. Hitunglah frekuensinya jika suhunya dinaikkan !

Pertanyaan

Sepotong kawat aluminium panjang 1 comma 2 space straight m diberi gaya 10 space straight N. Frekuensi dasarnya 100 space Hz. Modulus Young kawat 2 space cross times 10 to the power of 11 space straight N divided by straight m dan massa jenis kawat ρ=8,9×103kg/m3. Hitunglah frekuensinya jika suhunya dinaikkan 10 degree!

Pembahasan Soal:

Diketahui :

l=1,2mF=10Nf0=100HzE=2×1011N/m2ρ=8,9×103kg/m3ΔT=10C(naik) 

Ditanya : f0 

Jawab :

Pertama dapat kita hitung terlebih dahulu luas penampang kawat dengan persamaan berikut :

v=ρAFλf=ρAF2l.f=ρAFA=(2lf)2ρFA=(21,2100)28,9×10310A=1,95×108m2  

Saat suhu kawat dinaikkan, akan terjadi pertambahan panjang kawat sebesar :

Δl=αl0ΔTΔl=1,1×1051,210Δl=1,32×104m 

Pertambahan panjang kawat menyebabkan tegangan kawat berkurang dengan perubahannya dapat dihitung menggunakan persamaan modulus Young

E=AΔlFHlFH=lEAΔlFH=1,22×10111,95×1081,32×104FH=0,43N 

Sehingga tegangan kawat saat ini menjadi :

F=FFHF=100,43F=9,57N   

Frekuensi gelombang pada kawat setelah dipanaskan dapat dihitung sebagai berikut:

f0f0f0f0100f0f0====λ1μFλ1μFFF109,5797,8Hz  

Jadi frekuensi kawat setelah dinaikkan suhunya menjadi 97,8 Hz.  

Pembahasan terverifikasi oleh Roboguru

Dijawab oleh:

A. Aulia

Mahasiswa/Alumni Universitas Negeri Yogyakarta

Terakhir diupdate 13 September 2021

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

Pertanyaan yang serupa

Akibat penurunan suhu, frekuensi dasar dari sebuah tali baja (panjang 50 cm) yang diberi gaya sebesar 25 N berubah dari 200 Hz menjadi 220 Hz. Jika modulus Young baja adalah 2×1011 N/m2 massa jenis ba...

Pembahasan Soal:

Diketahui :

l=50cm=0,5mF=25Nf0=200Hzf0=220HzE=2×1011N/m2ρ=8,9×103kg/m3α=1,1×105/C  

Ditanya : ΔT 

Jawab :

Pertama dapat kita hitung terlebih dahulu luas penampang kawat dengan persamaan berikut :

v=ρAFλf=ρAF2l.f=ρAFA=(2lf)2ρFA=(20,5200)28,9×10325A=7,02×108m2   

Perbandingan frekuensi gelombang pada kawat dapat dihitung sebagai berikut:

f0f0f0f0200220F====λ1μFλ1μFFF25F30,25N    

Berarti kawat mengalami penambahan tegangan sebesar :

FH=FFFH=30,2525FH=5,25N
 

Tegangan kawat bertambah akibat adanya perubahan panjang yang dapat dihitung menggunakan persamaan modulus Young

E=AΔlFHlΔl=EAFHlΔl=2×10117,02×1085,250,5Δl=1,87×104m      

Pengurangan panjang kawat tersebut diakibatkan pengurangan suhu yang memenuhi :

Δl=αl0ΔTΔT=αl0ΔlΔT=1,1×1050,51,87×104ΔT=34C 

Jadi penurunan suhu kawat sebesar 34degree straight C.  

0

Roboguru

Dawai piano yang panjangnya 0,5 m dan massanya 0,01 kg ditegangkan dengan gaya 200 N, maka nada dasarnya berfrekuensi ....

Pembahasan Soal:

Diketahui :

l equals 0 comma 5 space straight m m equals 0 comma 01 space kg F equals 200 space straight N

Ditanya : nada dasar?

Penyelesaian :

Cepat rambat gelombang transversal pada dawai sebanding dengan akar dari gaya tekanan dawai dan berbanding terbalik dengan akar dari massa per satuan panjang dawai tersebut. Rumusnya:

v equals square root of F over mu end root space rightwards arrow mu equals m over L v equals square root of fraction numerator F times L over denominator m end fraction end root 

Dalam nada dasar pada dawai terbentuk dua simpul dan satu perut, sehingga banyaknya gelombang bunyi yang terbentuk pada dawai adalah setengah gelombang. Maka, frekuensi nada dasar dawai adalah:

f subscript 0 equals fraction numerator v over denominator 2 L end fraction f subscript 0 equals fraction numerator 1 over denominator 2 L end fraction open parentheses square root of fraction numerator F times L over denominator m end fraction end root close parentheses 

Pada soal diketahui, L = 0,5 m, m = 0,01 kg, F = 200 N, maka:

f subscript 0 equals fraction numerator 1 over denominator 2 L end fraction open parentheses square root of fraction numerator F times L over denominator m end fraction end root close parentheses f subscript 0 equals fraction numerator 1 over denominator 2 open parentheses 0 comma 5 close parentheses end fraction open parentheses square root of fraction numerator 200 open parentheses 0 comma 5 close parentheses over denominator 0 comma 01 end fraction end root close parentheses f subscript 0 equals square root of 10.000 end root f subscript 0 equals 100 space Hz 

Dengan demikian, frekuensi nada dasar adalah 100 Hz.

Jadi, jawaban yang tepat adalah B.space 

0

Roboguru

Dua helai senar biola dibunyikan. Interval antara kedua bunyi tersebut ialah quint. Jika senar yang frekuensinya lebih tinggi diberi tegangan 9 N, berapakah tegangan senar yang lain?

Pembahasan Soal:

Diketahui :

f subscript a over f subscript b equals quint F subscript a equals 9 space straight N 

Ditanya : F subscript b 

Jawab :

Quint adalah interval nada antara dua frekuensi yang perbandingannya sebesar 3 over 2 sehingga:

table attributes columnalign right center left columnspacing 0px end attributes row cell f subscript a over f subscript b end cell equals cell 3 over 2 end cell row cell fraction numerator begin display style v subscript a over lambda end style over denominator begin display style v subscript b over lambda end style end fraction end cell equals cell 3 over 2 end cell row cell fraction numerator square root of begin display style F subscript a over mu end style end root over denominator square root of begin display style F subscript b over mu end style end root end fraction end cell equals cell 3 over 2 end cell row cell square root of F subscript a over F subscript b end root end cell equals cell 3 over 2 end cell row cell square root of 9 over F subscript b end root end cell equals cell 3 over 2 end cell row cell 9 over F subscript b end cell equals cell 9 over 4 end cell row cell F subscript b end cell equals cell 4 space straight N end cell end table  

 Jadi tegangan senar yang lain sebesar 4 N.

0

Roboguru

Sepotong dawai panjangnya 50 cm dan massanya 20 gram ditegangkan dengan gaya 1600 N kemudian dipetik. Tentukan besar  dan  !

Pembahasan Soal:

Diketahui :

begin mathsize 14px style L equals 50 space cm equals 0 comma 5 space straight m m equals 20 space straight g equals 0 comma 02 space kg F equals 1600 space straight N end style  

Ditanya : begin mathsize 14px style f subscript 0 space dan space f subscript 2 end style 

Jawab :

Hitung cepat rambat bunyi pada dawai :

begin mathsize 14px style v equals square root of F over mu end root equals square root of fraction numerator F space L over denominator m end fraction end root v equals square root of fraction numerator 1600 cross times 0 comma 5 over denominator 0 comma 02 end fraction end root v equals 200 space straight m divided by straight s end style 

Hitung frekuensi nada dasar dan nada atas kedua dengan persamaan frekuensi berikut:

begin mathsize 14px style f subscript n equals open parentheses fraction numerator n plus 1 over denominator 2 L end fraction close parentheses space v end style 

Untuk = 0 :  begin mathsize 14px style f subscript 0 equals open parentheses fraction numerator 0 plus 1 over denominator 2 cross times 0 comma 5 end fraction close parentheses cross times 200 equals 200 space Hz end style

Untuk = 2 :  begin mathsize 14px style f subscript 2 equals open parentheses fraction numerator 2 plus 1 over denominator 2 cross times 0 comma 5 end fraction close parentheses cross times 200 equals 600 space Hz end style.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah 200 Hz dan 600 Hz. 

1

Roboguru

Perhatikan gambar berikut!   Gambar di atas menunjukkan peralatan yang digunakan untuk mengukur cepat rambat gelombang transversal pada sebuah dawai (senar). Apabila vibrator dihidupkan maka tali ak...

Pembahasan Soal:

Percobaan dilakukan oleh Melde untuk menentukan cepat rambat gelombang pada dawai. Dari hasil percobaan diperoleh persamaan matematis berikut ini:

begin mathsize 14px style v equals square root of F over mu end root equals square root of fraction numerator F L over denominator m end fraction end root end style .

Sehingga, pernyataan yang tidak sesuai adalah cepat rambat gelombang berbanding terbalik dengan panjang dawai per satuan massa dawai, seharusnya berbanding terbalik dengan akar panjang dawai per satuan massa dawai.

Oleh karena itu, jawaban yang benar adalah D. 

0

Roboguru

Roboguru sudah bisa jawab 91.4% pertanyaan dengan benar

Tapi Roboguru masih mau belajar. Menurut kamu pembahasan kali ini sudah membantu, belum?

Membantu

Kurang Membantu

Apakah pembahasan ini membantu?

Belum menemukan yang kamu cari?

Post pertanyaanmu ke Tanya Jawab, yuk

Mau Bertanya

RUANGGURU HQ

Jl. Dr. Saharjo No.161, Manggarai Selatan, Tebet, Kota Jakarta Selatan, Daerah Khusus Ibukota Jakarta 12860

Coba GRATIS Aplikasi Ruangguru

Produk Ruangguru

Produk Lainnya

Hubungi Kami

Ikuti Kami

©2021 Ruangguru. All Rights Reserved