Bunyi adalah gelombang longitudinal yang terjadi karena adanya getaran dan dapat merambat sehingga dapat sampai ke telinga makhluk hidup, seperti manusia dan hewan. Telinga yang berfungsi dengan baik akan mendengar berbagai suara-suara yang ada di sekitarnya.
Bunyi dapat merambat melalui media udara, zat cair, dan zat padat untuk sampai ke telinga kita. Pada zat padat, cepat rambat bunyi lebih cepat dibandingkan dengan media cair dan gas.
ilmuwan asal Belanda, yaitu Van Beek dan Moll berhasil menemukan rumus cepat rambat bunyi :
v = s / t
Keterangan:
- v : Kecepatan (m/s).
- s : Jarak (m).
- t : Waktu (s).
Di dalam materi kecepatan rambatan gelombang ini, nilai dari variabel jarak (s) akan diganti dengan memakai panjang gelombang pada satuan meter atau satuan SI dan nilai dari variabel waktu (t) akan digantikan dengan memakai frekuensi (f) ataupun periode (T).
Nilai yang ada di 1 panjang gelombang λ (m) sama dengan nilai jarak s (m) yang ditempuh oleh suatu benda.
Kemudian nilai dari 1 frekuensi (Hz) sama dengan 1/t (sekon).
Serta nilai dari 1 periode (sekon) sama halnya dengan t sekon.
Jadi, dengan menggunakan variabel λ, f, ataupun T, maka cepat rambat cahaya adalah sebagai berikut:
v = λ x f atau v = λ / f
Keterangan:
v : Kecepatan (m/s).
λ : Panjang gelombang (m).
f : Frekuensi (Hz).
Beberapa contoh soal di bawah ini membahas tentang rumus cepat rambat gelombang, antara lain:
Soal 1
Tentukanlah frekuensi dan periode dari sebuah gelombang bunyi jika panjang gelombangnya adalah 20 meter dan cepat rambat bunyinya 400 m/s ?
Pembahasan:
Diketahui:
v = 400 m/s
λ = 20 m
Ditanyakan:
Frekuensi dan periode…?
Jawab:
Frekuensi:
v = λ x f
f = v / λ
f = 400 m/s / 20 m = 20 Hz
Periode:
v = λ / T
T = λ / v
T = 20 m / 400 m/s = 1 / 20 sekon
Soal 2
Sebuah kapal mengukur kedalaman laut dengan menggunakan perangkat suara. Jika bunyinya ditembakkan ke dasar laut, bunyi pantul akan diterima setelah 15 detik. Tentukanlah kedalaman laut tersebut jika cepat rambat bunyi adalah 2000 m/s?
Pembahasan:
Diketahui:
t = 15 s
v = 2000 m/s
Ditanyakan:
s…?
Jawab:
s = vt / 2 (gelombang akan memantul dan kembali lagi ke kapal, jadi harus dibagi dengan angka 2)
s = 2000 m/s x 15 s / 2 = 15.000 m
Soal 3
Gelombang merambat di tali. Dalam waktu 0,5 detik terjadi 3 bukit dan 3 lembah gelombang. Jika jarak antara dua puncak gelombang 40 cm, cepat rambat gelombang adalah ….
a. 2,4 m/s
b. 1,2 m/s
c. 0,8 m/s
d. 0,2 m/s
Jawaban: A
Pembahasan:
Diketahui:
t = 5 s
n = 3 gelombang (karena terjadi 3 bukit dan 3 lembah gelombang)
λ = 40 cm = 0,4 m
Ditanyakan:
v = ….?
Jawab:
f = n/t
f = 3/0,5 = 6 Hz
v = λ . f
v = 0,4 . 6 = 2,4 m/s
Soal 4
Gelombang merambat di air. Dalam 10 detik terjadi 5 gelombang. Jika jarak antara dua puncak gelombang 4 meter, cepat rambat gelombang adalah ….
a. 2 m/s
b. 2,5 m/s
c. 20 m/s
d. 40 m/s
Jawaban: A
Pembahasan:
Diketahui:
t = 10 s
n = 5
λ = 4 m
Ditanyakan:
v = ….?
Jawab:
f = n/t
f = 5/10 = 0,5 Hz
v = λ.f
v = 4 m . 0,5 Hz = 2 m/s
Soal 5
Seorang peneliti mengamati dan mencatat data pergerakan gelombang di permukaan laut. Didapatkan data, yaitu dalam waktu 10 detik terjadi 4 gelombang dan jarak antara puncak gelombang pertama dengan puncak gelombang ke 2 sejauh 10 m. Cepat rambat gelombang tersebut adalah …
a. 2 m/s
b. 2,5 m/s
c. 4 m/s
d. 10 m/s
Jawaban: C
Pembahasan:
Diketahui:
t = 10 s
n = 4
λ = 10 m
Ditanyakan:
v = ….?
Jawab:
f = n/t
f = 4/10 = 0,4 Hz
v = λ.f
v = 10 m . 0,4 Hz = 4 m/s
Soal 6
Diketahui suatu gelombang dengan panjang gelombang 0,75 m. merambat dengan kecepatan 150 m/s. Berapakah frekuensinya?
a. 225 Hz
b. 50 Hz
c. 200 Hz
d. 20 Hz
Jawaban: C
Pembahasan:
Diketahui:
λ = 0,75 m
v = 150 m/s
Ditanyakan:
f = ….?
Jawaban:
v = λ.f
f = v/λ
f = 150/0,75 = 200 Hz
