CONTOH SOAL & JAWABAN GELOMBANG Soal 1 : Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu g etaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang berturutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut! Penyelesaian : Diketahui : f = 30 Hz , ½ λ = 50 cm à λ = 100 cm = 1 m
Ditanya : v = ..? Jawab : v = λ.f = 1.30 = 30 m/s
Soal 2 : Sebuah pemancar radio bekerja pada gelombang 1,5 m. Jika cepat rambat gelombang radio 3.108 m/s, pada frekuensi berapakah stasion radio tersebut bekerja! Penyelesaian : Diketahui : λ = 1,5 m, v = 3.108 m/s
Ditanya : f = ..? Jawab : f = = = 2. 108 Hz = 200 MHz
Soal 3: Gelombang berjalan mempunyai persamaan y = 0,2 sin (100π t – 2π x), dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Tentukan amplitudo, periode, frekuensi, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang tersebut ! Penyelesaian : Diketahui : y = 0,2 sin (100π t – 2π x) Ditanya : A = …?, T = …?, f = ..?, λ = ..?, v = ..?
Jawab : Kita dapat menjawab soal t ersebut dengan cara membandingkan persamaan gelombang dalam soal dengan persamaan umum gelombang berjalan yaitu sbb : y = 0,2 sin (100π t – 2π x) ………( 1 ) ………….( 2 )
Dari persamaan (1) dan (2), maka dpat d iambil kesimpulan bahwa : Amplitudonya adalah : A = 0,2 m Periode dapat ditentukan sbb: 100π = , sehingga T = s
Dari T = s, maka dapat dicari frekuensinya , yaitu f = Hz Panjang gelombang ditentukan sbb: 2π x = , sehingga 1 m Dari hasil f dan λ, maka cepat rambat gelombangnya adalah : v = λ.f = 50.1 = 50 m/s
Cepat rambat gelombang dapat juga ditetnukan dengan : m/s Soal 4: Seutas tali yang panjangnya 5 m, massanya 4 gram ditegangkan de ngan gaya 2 N dan salah satu ujungnya digetarkan dengan frekuensi 50 Hz. Hitunglah: cepat rambat gelombang pada tali tersebut ! panjang gelombang pada tali tersebut ! Penyelesaian : Diketahui : l = 5 m, m = 4 gr = 4.10 -3kg, F = 2 N, f = 50 Hz Ditanya : a. v = ..?
b. λ = ..?
Jawab : a. = m/s b. m
Soal 5: Seutas tali yang ditegangkan dengan g aya 5 N dan salah satu ujungnya digetarkan dengan frekuensi 40 Hz terbentuk gelombang dengan panjang gelombang 50 cm. Jika panjang tali 4 m, hitunglah: cepat rambat gelombang pada tali tersebut ! massa tali tersebut ! Penyelesaian : Diketahui : l = 4 m, F = 5 N, f = 40 Hz, λ = 50 cm = 0,5 m Ditanya : a. v = ..? b. m = ..? Jawab : a. v = λ.f = 0,5.40 = 20 m/s
b. ----à m = 0,05 kg
Nomor 2 Suatu gelombang permukaan air yang frekuensinya 500 Hz merambat dengan ke cepatan 350 m/s. tentukan jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60°! (Sumber : Soal SPMB) Pembahasan : Lebih dahulu tentukan besarnya panjang gelombang dimana
Beda fase gelombang antara dua titik yang jaraknya diketahui adalah
Nomor 3 Seutas tali salah satu ujungnya digerakkan naik turun sedangkan ujung lainnya terikat. Persamaan gelombang tali adalah y = 8 sin (0,1π) x cos π (100t - 12) dengan y dan x dalam cm dan t dalam satuan sekon. Tentukan: a. panjang gelombang b. frekuensi gelombang c. panjang tali (Sumber : Soal Ebtanas) Pembahasan : Pola dari gelombang stasioner diatas adalah
a. menentukan panjang gelombang
b. menentukan frekuensi gelombang
c. menentukan panjang tali
Nomor 4 Diberikan grafik dari suatu gelombang berjalan seperti gambar di bawah!
Jika jarak P ke Q ditempuh dalam waktu 5 sekon, tentukan persamaan dari gelombang di atas! (Tipikal Soal UN)
Pembahasan : Bentuk umum persamaan gelombang adalah atau atau dengan perjanjian tanda sebagai berikut : Tanda Amplitudo (+) jika gerakan pertama ke arah atas Tanda Amplitudo (-) jika gerakan pertama ke arah bawah Tanda dalam kurung (+) jika gelombang merambat ke arah sumbu X negatif / ke kiri Tanda dalam kurung (-) jika gelombang merambat ke arah sumbu X positif / ke kanan ambil data dari soal panjang gelombang (λ) = 2 meter, dan periode (T) = 5/2 sekon atau frekuensi (f) = 2/5 Hz, masukkan data ke pola misal pola ke 2 yang dipakai didapat
Nomor 5 Seutas kawat bergetar menurut persamaan :
Jarak perut ketiga dari titik x = 0 adalah..... A. 10 cm B. 7,5 cm C. 6,0 cm
D. 5,0 cm E. 2,5 cm Sumber Soal : Marthen Kanginan 3A Gejala Gelombang Pembahasan : Pola diatas adalah pola untuk persamaan gelombang stasioner ujung tetap atau ujung terikat. Untuk mencari jarak perut atau simpul dari ujung ikatnya, tentukan dulu nilai dari panjang gelombang.
Setelah ketemu panjang gelombang, tinggal masukkan rumus untuk mencari perut ke -3 . Lupa rumusnya,..!?! Atau takut kebalik-balik dengan ujung bebas,..!? Ya sudah tak usah pakai rumus, kita pakai gambar saja seperti di bawah:
Posisi perut ketiga P3 dari ujung tetap A adalah satu seperempat panjang gelombang atau (5/4) λ (Satu gelombang = satu bukit - satu lembah), sehingga nilai X adalah : X = (5/4) λ = (5/4) x 6 cm = 7,5 cm Nomor 6 Sebuah gelombang transversal memiliki frekuensi sebesar 0,25 Hz. Jika jarak antara dua buah titik yang berurutan pada gelombang yang memiliki fase sama adalah 0,125 m, tentukan cepat rambat gelombang tersebut, nyatakan dalam satuan cm/s!
Pembahasan Data dari soal: f = 0,25 Hz Jarak dua titik yang berurutan dan sefase: λ = 0, 125 m ν = ..... ν = λ f ν = (0,125)(0,25) = 0,03125 m/s = 3,125 cm/s
Nomor 7 Sebuah gelombang transversal memiliki frekuensi sebesar 0,25 Hz. Jika jarak antara dua buah titik yang berurutan pada gelombang yang memiliki fase berlawanan adalah 0,125 m, tentukan cepat rambat gelombang tersebut, nyatakan dalam satuan cm/s! Pembahasan Data dari soal: f = 0,25 Hz Jarak dua titik yang berurutan dan berlawanan fase: 1 /2λ = 0, 125 m → λ = 2 × 0,125 = 0,25 m ν = .....
ν = λ f ν = (0,25)(0,25) = 0,0625 m/s = 6,25 cm/s
Nomor 8 Diberikan sebuah persamaan gelombang: y = 0,05 cos (10t + 2x) meter Tentukan : a) Persamaan kecepatan b) Persamaan percepatan Pembahasan ( y) ↓ diturunkan ( ν) ↓ diturunkan ( a)
y = 0,05 cos (10t + 2x) meter Jika y diturunkan, akan diperoleh v : ν = − (10)(0,05) sin (10t + 2x) ν = − 0,5 sin (10t + 2x) m/s Jika v diturunkan, akan diperoleh a : a = − (10)(0,5) cos (10t + 2x) a = − 5 cos (10t + 2x) m/s 2 Artikel Terkait materi ini bisa ditengok: Bank Soal Semester Gelombang Berjalan, Bank Soal Semester Gelombang Stasioner Persamaan gelombang stationer ujung bebas Persamaan gelombang berjalan ujung terikat Soal No. 9 Persamaan simpangan gelombang berjalan y = 10 sin π(0,5t −2x). Jika x dan y dalam meter serta t dalam sekon maka cepat rambat gelombang a dalah…. A. 2,00 m.s −1 B. 0,25 m.s −1 C. 0,10 m.s−1 D. 0,02 m.s −1 E. 0,01 m.s −1 (Soal Gelombang - UN Fisika 2009) Pembahasan Menentukan cepat rambat gelombang dari suatu p ersamaan simpangan gelombang, bisa dengan beberapa cara, diantaranya: - mencari frekuensi dan panjang gelombang terlebih dahulu, kemudian menggunakan rumus ν = λ f - mengambil ω dan k dari persamaan gelombang, k emudian memakai rumus ν = ω / k seperti contoh 1 point d. - mengambil koefisien t dan koefisien x, kemudian me nggunakan ν = koefisien t / koefisien x Kita ambil cara yang ketiga saja:
Soal No. 10 Sebuah gelombang berjalan di perm ukaan air memenuhi persamaan y = 0,03 sin 2π (60 t − 2x), y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah.... A. 15 m.s−1 B. 20 m.s−1 C. 30 m.s−1 D. 45 m.s −1 E. 60 m.s −1 (Soal Gelombang - UN Fisika 2011) Pembahasan Dengan cara yang sama nomor sebelumnya:
Soal pembahasan tentang gelombang yang lain silahkan dibuka berikut ini. Soal No. 11 Pada tali yang panjangnya 2 m dan ujungnya terikat pada tiang ditimbulkan gelombang stasioner. Jika terbentuk 5 gelombang penuh, maka l etak perut yang ke tiga dihitung dari ujung terikat adalah... A. 0,10 meter B. 0,30 meter C. 0,50 meter D. 0,60 meter E. 1,00 meter (Soal Gelombang Stasioner Ujung Tetap - Ebtanas 1992) Pembahasan Terlihat, dalam 2 meter (200 cm) ada 5 gelombang. Jadi untuk 1 gelombangnya, panjangnya adalah λ = 200 cm/5 = 40 cm.
Perut ketiga, jika dihitung dari ujung ikatnya berjarak 1 gelombang lebih 1/4, atau 5/4 gelombang. Jadi jaraknya adalah: x = 5/4 × λ x = 5/4 × 40 cm = 50 cm = 0,5 meter.
Read more: http://fisikastudycenter.com/fisika-xii-sma/44-gelombang#ixzz2dpnFk9u8