Sebelum menjawab soalan ini, adalah penting untuk memahami terlebih dahulu sifat-sifat gelombang bunyi:
1. Gelombang membujur
|
Gelombang bunyi merupakan gelombang membujur yang mana zarah-zarah medium bergetar pada arah yang sama dengan arah perambatannya.
Sumber: slideshare
|
2. Memerlukan medium untuk bergerak
|
Gelombang bunyi boleh merambat melalui pepejal, cecair dan gas namun tidak dalam vakum.
Tenaga bunyi dipindahkan melalui getaran molekul medium atau molekul udara.
Laju bunyi adalah lebih besar dalam medium pepejal dan cecair berbanding dalam medium gas kerana molekul pepejal dan cecair adalah lebih rapat berbanding molekul gas.
|
3. |
Mengalami fenomena pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens
|
|
Seperti mana gelombang air, gelombang bunyi turut mengalami fenomena pantulan, pembiasan, pembelauan dan interferens.
|
Menerusi soalan, dapat dikenal pasti bahawa pantulan gelombang bunyi telah berlaku.
Sebagai mana gelombang air, gelombang bunyi turut mematuhi hukum pantulan iaitu sudut pantulan adalah sama dengan sudut tuju.
Sonar dipancarkan ke dalam laut menerusi bawah kapal.
Apabila sonar tersebut terkena pada ikan atau batuan keras, sonar tersebut akan dipantulkan semula ke alat pengesan yang terdapat di kapal.
Seterusnya, alat pengesan akan melakukan pengiraan jumlah kedalaman laut atau jarak ikan mahu pun objek berdasarkan tempoh masa pantulan yang diterima.
Perlu difahami bahawa:
\(\text {Laju bunyi}, v = \dfrac {\text {Jarak}, s}{\text {Masa}, t}\).
Namun begitu, disebabkan pantulan bunyi memerlukan gelombang bunyi untuk bergerak ke dasar laut atau ke arah objek dan kembali semula kepada kapal tersebut, maka, jarak akan didarabkan dengan \(2\).
Sumber: noteforyou.com
Formula yang digunakan bagi menghitung pantulan bunyi adalah:
\(\text {Laju bunyi}, v = \dfrac {2 (\text {Jarak}, s)}{\text {Masa}, t}\) ,
atau lebih mudah difahami sebagai:
\(\begin {aligned} \text {Laju bunyi}, v &= \dfrac {2 (\text {Jarak}, D)}{\text {Masa}, t}\\ &= \dfrac {2D}{t}. \end {aligned}\)
Susun semula formula agar hanya \(D\) sahaja yang ditinggalkan di sebelah kiri:
\(\begin {aligned} v &= \dfrac {2D}{t}\\ vt &= 2D \\ \dfrac {vt}{2}&= D \end {aligned}\)
yang mana,
\(D = \dfrac {vt}{2}.\)
Masukkan semua informasi bagi mencari kedalaman laut dan jarak antara objek dengan kapal:
\(\begin {aligned} D &= \dfrac {vt}{2} \\ &= \dfrac {(200)(1.5)}{2} \\ &= 150 \space \text m \end {aligned}\)
manakala,
\(\begin {aligned} D &= \dfrac {vt}{2} \\ &= \dfrac {(200)(3)}{2} \\ &= 300 \space \text m. \end {aligned}\)
Maka, dapat ditafsirkan kedalaman laut dan jarak antara kapal dengan objek yang berada di dasar laut seperti berikut:
Justeru, ketebalan objek adalah seperti berikut:
\(\text {Ketebalan objek}\\ = 300 - 150 \\ = 150 \space \text m.\)
Jawapan adalah pilihan (C).
|