Latihan 40 Soal Olimpiade Sains Nasional (OSN) IPA Materi Getaran, Gelombang dan Bunyi

40 Soal HOTS Olimpiade Sains Nasional (OSN) IPA SMP 

Getaran

1. Sebuah gitar menghasilkan suara saat senarnya digetarkan. Apa yang terjadi pada senar gitar setelah digetarkan?
   ✅ Setelah digetarkan, senar gitar bergetar dan menghasilkan gelombang yang merambat melalui udara, kemudian diterima oleh telinga sebagai bunyi.
2. Mengapa seorang musisi dapat merasakan getaran pada biola yang dimainkan?
   ✅ Karena senar biola bergetar menghasilkan gelombang mekanik yang merambat melalui udara, namun juga sebagian merambat ke badan biola yang dapat dirasakan musisi.
3. Seorang siswa mengamati getaran sebuah bola yang tergantung pada pegas. Apa yang akan terjadi jika bola tersebut digetarkan lebih cepat?
   ✅ Jika bola digetarkan lebih cepat, frekuensinya akan meningkat, dan getaran yang dihasilkan akan lebih cepat pula.
4. Jika sebuah jangkar kapal bergetar di bawah permukaan laut, bagaimana getaran tersebut dapat merambat?
   ✅ Getaran tersebut akan merambat melalui air sebagai gelombang mekanik hingga mencapai permukaan dan bisa dirasakan oleh orang-orang di dekat laut.
5. Saat kamu mengetuk meja, kamu mendengar bunyi. Apa yang menyebabkan bunyi tersebut?
   ✅ Bunyi tersebut disebabkan oleh getaran yang terjadi pada meja, yang merambat sebagai gelombang bunyi melalui udara.

Gelombang

6. Seorang ilmuwan menyelidiki gelombang yang merambat melalui udara. Apa yang membedakan gelombang transversal dan longitudinal?
   ✅ Gelombang transversal adalah gelombang di mana arah getaran tegak lurus terhadap arah rambatnya, sedangkan gelombang longitudinal arah getarannya sejajar dengan arah rambat gelombang.
7. Mengapa gelombang suara tidak dapat merambat di ruang hampa udara?
   ✅ Karena gelombang suara memerlukan medium untuk merambat (seperti udara atau air), dan tidak ada partikel di ruang hampa untuk membawa getaran.
8. Jika sebuah batu dilempar ke dalam kolam, apa yang terjadi dengan gelombang yang dihasilkan?
   ✅ Batu yang dilempar akan menciptakan gelombang di permukaan air, yang menyebar ke segala arah sebagai gelombang transversal.
9. Pada gelombang air, apa yang terjadi pada partikel air saat gelombang lewat?
   ✅ Partikel air bergerak naik turun (gerakan melingkar) mengikuti gerakan gelombang, namun posisi partikel air tetap hampir sama setelah gelombang berlalu.
10. Sebuah gelombang laut yang panjang dan jarang bergerak dengan kecepatan tinggi. Apa yang dapat disimpulkan dari gelombang tersebut?
    ✅ Gelombang tersebut memiliki panjang gelombang besar dan frekuensi rendah, sehingga gelombang bergerak dengan kecepatan tinggi namun jarang.

Baca Juga: Cara Download Video Viral

Gelombang Bunyi

11. Mengapa suara dapat terdengar lebih keras jika jarak sumber suara lebih dekat?
    ✅ Karena intensitas gelombang bunyi lebih besar saat jarak sumber suara lebih dekat, sehingga energi yang sampai ke telinga lebih banyak.
12. Seorang siswa mendengar suara dari jarak jauh, namun suara tersebut terdengar lebih pelan. Apa yang menyebabkan hal ini?
    ✅ Gelombang bunyi akan melemah seiring dengan bertambahnya jarak dari sumber suara, karena energi bunyi tersebar dan teredam dalam medium.
13. Mengapa suara di dalam air terdengar lebih jelas dan lebih cepat daripada di udara?
    ✅ Karena kecepatan rambat gelombang bunyi lebih cepat dalam air (karena kerapatan partikel yang lebih tinggi) dibandingkan dengan udara.
14. Bagaimana suara bisa merambat melalui dinding yang tebal?
    ✅ Gelombang bunyi merambat melalui dinding sebagai gelombang mekanik. Namun, dinding yang tebal bisa menyerap sebagian energi bunyi dan meredam suara yang diteruskan.
15. Pada sebuah konser, mengapa suara bass terdengar lebih jelas dari suara treble saat penonton duduk jauh dari panggung?
    ✅ Karena gelombang suara dengan frekuensi rendah (bass) merambat lebih jauh dan lebih sedikit terhambat dibandingkan dengan gelombang suara frekuensi tinggi (treble).

Kecepatan Gelombang Bunyi

16. Jika kecepatan gelombang bunyi di udara 340 m/s, berapa lama waktu yang diperlukan untuk suara merambat sejauh 680 meter?
    ✅ Waktu yang diperlukan adalah waktu = jarak / kecepatan = 680 m / 340 m/s = 2 detik.
17. Mengapa suara akan terdengar lebih lambat di malam hari dibandingkan di siang hari?
    ✅ Karena suhu udara lebih rendah di malam hari, yang menyebabkan kecepatan gelombang bunyi menjadi lebih rendah.
18. Sebuah pesawat terbang mendekati kamu dengan kecepatan tinggi. Mengapa kamu mendengar suara lebih tinggi sebelum pesawat melewati kamu?
    ✅ Fenomena ini disebut efek Doppler, di mana frekuensi bunyi terdengar lebih tinggi saat sumber suara mendekat dan lebih rendah saat menjauh.
19. Jika suhu udara meningkat, apa yang terjadi dengan kecepatan bunyi?
    ✅ Kecepatan bunyi akan meningkat karena molekul-molekul udara bergerak lebih cepat pada suhu yang lebih tinggi, mempermudah gelombang bunyi merambat.
20. Sebuah suara dengan frekuensi 200 Hz merambat di udara dengan kecepatan 340 m/s. Berapa panjang gelombang suara tersebut?
    ✅ Panjang gelombang = kecepatan / frekuensi = 340 m/s / 200 Hz = 1,7 meter.

Refleksi, Pembiasan, dan Difraksi Gelombang

21. Apa yang terjadi ketika gelombang bunyi mengenai dinding datar dan kemudian dipantulkan kembali?
    ✅ Gelombang bunyi dipantulkan dengan sudut yang sama seperti sudut datangnya gelombang, ini disebut refleksi gelombang.
22. Apa yang dimaksud dengan pembiasan gelombang bunyi?
    ✅ Pembiasan gelombang bunyi terjadi saat gelombang bunyi merambat dari satu medium ke medium lainnya, menyebabkan perubahan kecepatan dan arah gelombang.
23. Bagaimana difraksi dapat mempengaruhi gelombang bunyi?
    ✅ Difraksi terjadi ketika gelombang bunyi melewati celah atau rintangan dan menyebar keluar, memungkinkan suara terdengar meskipun ada halangan di depan.
24. Ketika kamu berada di ruang kelas dan suara terdengar lebih jelas saat berada di sudut ruangan, fenomena apakah yang terjadi?
    ✅ Fenomena ini disebabkan oleh pembiasan gelombang bunyi, di mana suara menyebar dan dipantulkan kembali di sudut-sudut ruangan.
25. Jika kamu mendengar suara dari suatu sumber di balik gedung, apa yang menyebabkan suara dapat terdengar?
    ✅ Suara dapat terdengar karena adanya difraksi gelombang bunyi, yang memungkinkan suara merambat meskipun terhalang oleh gedung.

Aplikasi Gelombang Bunyi dalam Kehidupan Sehari-hari

26. Mengapa manusia dapat mendengar berbagai frekuensi suara yang berbeda-beda?
    ✅ Karena telinga manusia peka terhadap gelombang bunyi dengan frekuensi tertentu, mulai dari 20 Hz hingga sekitar 20.000 Hz.
27. Apa yang dimaksud dengan sonar, dan bagaimana ia menggunakan gelombang bunyi untuk bekerja?
    ✅ Sonar adalah sistem yang menggunakan gelombang bunyi untuk mendeteksi objek di bawah air, dengan mengirimkan gelombang bunyi dan mengukur waktu pantulan kembali.
28. Mengapa ruang konser didesain untuk memiliki akustik yang baik?
    ✅ Agar suara yang dihasilkan oleh alat musik atau penyanyi terdengar jelas dan merata di seluruh ruangan, dengan mempertimbangkan pantulan dan difraksi gelombang bunyi.
29. Seorang ahli menggunakan alat yang mengeluarkan suara untuk memeriksa pipa bawah tanah. Alat ini disebut?
    ✅ Alat tersebut disebut dengan alat echolocation atau alat sonar, yang menggunakan gelombang bunyi untuk mendeteksi objek atau obstruksi di dalam pipa.
30. Seorang ahli musik mengatur frekuensi senar gitar agar menghasilkan nada yang lebih tinggi. Apa yang terjadi pada panjang gelombang dan frekuensi senar?
    ✅ Jika frekuensi senar lebih tinggi, panjang gelombangnya lebih pendek, menghasilkan nada yang lebih tinggi.

Penerapan Gelombang Bunyi dalam Teknologi

31. Mengapa dokter menggunakan stetoskop untuk mendengarkan suara jantung pasien?
    ✅ Dokter menggunakan stetoskop untuk mendengarkan suara gelombang bunyi yang dihasilkan oleh detak jantung, membantu mendiagnosis kondisi kesehatan pasien.
32. Mengapa ada alat yang mengukur tingkat kebisingan lingkungan dengan satuan desibel (dB)?
    ✅ Alat tersebut mengukur intensitas gelombang bunyi, yang berkaitan langsung dengan tingkat kebisingan yang dapat mempengaruhi kenyamanan dan kesehatan manusia.
33. Mengapa pesawat terbang menggunakan teknologi untuk mengurangi suara mesin?
    ✅ Pesawat terbang menggunakan peredam suara untuk mengurangi gelombang bunyi yang dihasilkan oleh mesin, mengurangi polusi suara di sekitar bandara.
34. Apa yang terjadi pada gelombang bunyi saat melewati dua medium yang berbeda?
    ✅ Gelombang bunyi akan mengalami perubahan kecepatan, panjang gelombang, dan arah saat melewati dua medium dengan kerapatan yang berbeda.
35. Bagaimana teknologi gelombang ultrasonik digunakan untuk pemeriksaan medis?
    ✅ Gelombang ultrasonik digunakan dalam pemeriksaan medis seperti USG untuk melihat kondisi tubuh pasien, karena gelombang ini dapat menembus tubuh dan memantul untuk memberikan gambaran organ internal.

Efek Doppler

36. Mengapa suara sirene mobil ambulans terdengar lebih tinggi saat mendekat dan lebih rendah saat menjauh?
    ✅ Ini adalah efek Doppler, di mana frekuensi suara terdengar lebih tinggi saat sumber suara mendekat dan lebih rendah saat menjauh.
37. Jika sebuah mobil bergerak dengan kecepatan 60 km/jam, bagaimana efek Doppler mempengaruhi suara klakson yang terdengar?
    ✅ Suara klakson akan terdengar lebih tinggi saat mobil mendekat dan lebih rendah saat mobil menjauh, tergantung pada pergerakan mobil.
38. Seorang astronom mengamati gelombang elektromagnetik dari sebuah bintang yang bergerak menjauh. Apa yang terjadi pada panjang gelombang yang terdeteksi?
    ✅ Panjang gelombang akan memanjang, dan frekuensinya akan berkurang, yang dikenal sebagai pergeseran merah (redshift) dalam efek Doppler.
39. Jika sebuah pesawat terbang dengan kecepatan suara, apa yang terjadi pada gelombang bunyi yang ditinggalkan pesawat tersebut?
    ✅ Pesawat akan menghasilkan gelombang kejut yang disebut sebagai sonik boom, karena kecepatan pesawat melebihi kecepatan bunyi.
40. Mengapa suara kendaraan yang bergerak dengan kecepatan sangat tinggi terdengar berbeda dari kendaraan biasa?
    ✅ Karena efek Doppler menyebabkan perubahan frekuensi, suara kendaraan yang bergerak cepat terdengar lebih tinggi saat mendekat dan lebih rendah saat menjauh.