Rumus kedalaman laut, beserta pengertian, manfaat, contoh soal dan trik mudah mengerjakan

Contoh soal rumus kedalaman laut

foto: freepik.com

Soal 1

Suatu kapal selam menggunakan sonar pasif untuk mendeteksi keberadaan kapal musuh. Kapal selam tersebut menerima gelombang bunyi dengan frekuensi 20 kHz yang berasal dari kapal musuh. Jika cepat rambat bunyi di dalam air laut adalah 1500 m/s, berapakah jarak horizontal antara kapal selam dan kapal musuh?

Jawaban:

Untuk mengetahui jarak horizontal antara kapal selam dan kapal musuh, kita perlu mengetahui sudut elevasi gelombang bunyi yang diterima oleh kapal selam.

Sudut elevasi adalah sudut antara garis horizontal dan garis yang menghubungkan sumber dan penerima gelombang bunyi. Sudut elevasi dapat dihitung dengan menggunakan rumus:

θ = sin^−1(v/fD)

Di mana:

θ: sudut elevasi (derajat)
v: cepat rambat bunyi di dalam air (m/s)
f: frekuensi gelombang bunyi (Hz)
D: kedalaman laut (m)

Dengan mengganti nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut untuk mencari sudut elevasi:

θ = sin^−1(1500 / 20 × 10^3 × 100)

θ = sin^−1(0,0075)
θ = 0,43 derajat

Jadi, sudut elevasi gelombang bunyi yang diterima oleh kapal selam adalah 0,43 derajat. Jarak horizontal antara kapal selam dan kapal musuh dapat dihitung dengan menggunakan rumus trigonometri:

x = Dtanθ

Di mana:

x: jarak horizontal antara kapal selam dan kapal musuh (m)
D: kedalaman laut (m)
θ: sudut elevasi (derajat)

Dengan mengganti nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut untuk mencari jarak horizontal:

x = 100 tan0,43°

x = 100 × 0,0075
x = 0,75 m

Jadi, jarak horizontal antara kapal selam dan kapal musuh adalah 0,75 m.

Soal 2

Suatu pesawat terbang menggunakan radar untuk mengukur ketinggian pesawat dari permukaan laut. Radar adalah sistem perangkat yang dapat mengirim dan menerima gelombang elektromagnetik, seperti gelombang radio atau mikro. Pesawat tersebut mengirim gelombang elektromagnetik dengan frekuensi 10 GHz dan menerima pantulannya 0,0002 detik kemudian. Berapakah ketinggian pesawat dari permukaan laut?

Jawaban:

Ketinggian pesawat dari permukaan laut dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang sama dengan rumus kedalaman laut, yaitu:

s = vt/2

Di mana:

s: ketinggian pesawat dari permukaan laut (m)
v: cepat rambat gelombang elektromagnetik di udara (m/s)
t: waktu yang dibutuhkan gelombang elektromagnetik untuk bolak-balik antara pesawat dan permukaan laut (s)

Cepat rambat gelombang elektromagnetik di udara hampir sama dengan cepat rambat cahaya, yaitu sekitar 300.000 km/s atau 300.000.000 m/s. Dengan mengganti nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut untuk mencari ketinggian pesawat:

s = vt/2
s = 2300.000.000 × 0,0002
s = 30.000 m

Jadi, ketinggian pesawat dari permukaan laut adalah 30.000 m.

Soal 3

Suatu ikan menggunakan sonar biologis atau biosonar untuk mencari mangsa atau menghindari predator. Biosonar adalah kemampuan alami yang dimiliki oleh beberapa hewan, seperti ikan, lumba-lumba, atau kelelawar, untuk menghasilkan dan mendengarkan gelombang bunyi di dalam air atau udara. Ikan tersebut menghasilkan gelombang bunyi dengan frekuensi 100 kHz dan menerima pantulannya dari suatu benda 0,002 detik kemudian. Jika cepat rambat bunyi di dalam air laut adalah 1450 m/s, berapakah jarak antara ikan dan benda tersebut?

Jawaban:

Jarak antara ikan dan benda tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang sama dengan rumus kedalaman laut, yaitu:

s = vt/2

Di mana:

s: jarak antara ikan dan benda (m)
v: cepat rambat bunyi di dalam air (m/s)
t: waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bolak-balik antara ikan dan benda (s)

Dengan mengganti nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut untuk mencari jarak antara ikan dan benda:

s = 2vt
s = 1450×0,002 / 2
s = 1,45 m

Jadi, jarak antara ikan dan benda tersebut adalah 1,45 m.

Soal 4

Suatu kapal menggunakan sonar aktif untuk mengukur kedalaman laut. Kapal tersebut mengirim gelombang bunyi dengan frekuensi 40 kHz dan menerima pantulannya 0,05 detik kemudian. Jika cepat rambat bunyi di dalam air laut adalah 1420 m/s, berapakah kedalaman laut di bawah kapal tersebut?

Jawaban:

Kedalaman laut di bawah kapal tersebut dapat dihitung dengan menggunakan rumus kedalaman laut, yaitu:

s = vt / 2

Di mana:

s: kedalaman laut (m)
v: cepat rambat bunyi di dalam air (m/s)
t: waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bolak-balik antara kapal dan dasar laut (s)

Dengan mengganti nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut untuk mencari kedalaman laut:

s = vt/2
s = 21420 × 0,05
s = 35,5 m

Jadi, kedalaman laut di bawah kapal tersebut adalah 35,5 m.

Soal 5

Suatu lumba-lumba menggunakan biosonar untuk berkomunikasi dengan lumba-lumba lain. Lumba-lumba tersebut menghasilkan gelombang bunyi dengan frekuensi 150 kHz dan menerima pantulannya dari lumba-lumba lain 0,01 detik kemudian. Jika cepat rambat bunyi di dalam air laut adalah 1480 m/s, berapakah jarak antara lumba-lumba tersebut dengan lumba-lumba lain?

Jawaban:

Jarak antara lumba-lumba tersebut dengan lumba-lumba lain dapat dihitung dengan menggunakan rumus yang sama dengan rumus kedalaman laut, yaitu:

s = vt/2

Di mana:

s: jarak antara lumba-lumba (m)
v: cepat rambat bunyi di dalam air (m/s)
t: waktu yang dibutuhkan gelombang bunyi untuk bolak-balik antara lumba-lumba (s)

Dengan mengganti nilai-nilai yang diketahui, kita dapat menyelesaikan persamaan tersebut untuk mencari jarak antara lumba-lumba:

s = vt / 2
s = 21480 × 0,01
s = 7,4 m

Jadi, jarak antara lumba-lumba tersebut dengan lumba-lumba lain adalah 7,4 m.

Soal 6

Suatu kapal menggunakan sonar aktif untuk mengukur kedalaman laut. Kapal tersebut mengirim gelombang bunyi dengan frekuensi 50 kHz dan menerima pantulannya 0,1 detik kemudian. Berapakah kedalaman laut di bawah kapal tersebut?

Jawaban:

Diketahui:

v = 1400 m/s
t = 0,1 s

Ditanya:

s = ?
Jawab:

Menggunakan rumus kedalaman laut:

s = vt/2
s = 21400×0,1
s = 70 m

Jadi, kedalaman laut di bawah kapal tersebut adalah 70 m.