Latihan Gelombang Mekanik 1.docx

1. Dalam pergerakan gelombang dari suatu tempat menuju tempat lain, gelombang memindahkan … . a. amplitudo d. massa b. energi e.panjang gelombang c. fase kunci jawaban: B (energi) pembahasan: cukup jelas 2. Bila gelombang melalui celah sempit, maka terjadi … . a. refleksi d. interferensi b. refraksi e. polarisasi c. difraksi kunci jawaban: C pembahasan: refleksi = pemantulan refraksi = pembiasan difraksi = pelenturan atau pembelokan saat mengenai celah sempit interfensi = penggabuangan atau pepaduan gelombang polarisasi = pengkutuban 3. Pada pembiasan gelombang dari daerah dangkal ke daerah dalam, makin kecil sudut datang, maka … . a. makin besar sudut bias b. sudut bias tetap c. makin kecil pula sudut bias d. sudut bias tergantung pada indeks bias e. besar kecilnya indek bias dipengaruhi cepat rambat gelombang kunci jawaban: D pembahasan: sesuai hukum snellius tentang pembiasan 4. Gelombang stasioner terjadi bila ada dua gelombang menjalar dalam arah berlawanan dengan ketentuan … . a. mempunyai fase yang sama b. mempunyai frekuensi yang sama c. mempuyai amplitudo yang sama d. mempunyai amplitudo maupun frekuensi yang sama e. mempunyai amplitudo maupun frekuensi berbeda kunci jawaban: A pembahasan: jika fase sama menghasilkan interferensi maksimum atau berupa perut jika fase tidak sama (beda fase = 90o) saling melemahkan/ terjadi simpul

5. 30 gelombang terbentuk dalam waktu 3 detik, maka frekuensi gelombangnya adalah ... . a. 3 Hz d. 15 Hz b. 5 Hz e. 30 Hz c. 10 Hz kunci jawaban: C penyelesaian/pembahasan: dengan rumus frekuensi gelombang f = n/t = 30/3 = 10 Hz 6. Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak renggangan dan rapatan berurutan 7,5 cm. Jika cepat rambat gelombangnya sebesar 3 m/s, maka frekuensi gelombangnya sebesar ... . a. 3 Hz d. 20 Hz b. 7,5 Hz e. 22,5 Hz c. 10 Hz kunci jawaban: D pembahasan/penyelesaian: ½ λ = 7,5 (λ = panjang 1 rapatan + 1 regangan) λ = 15 cm =15.10-2 m dengan rumus cepat rambat gelombang v=λ.f 3 = 15.10-2 . f f = 300/15 = 20 Hz 7. Jarak antara dua buah titik yang berdekatan dengan fase sama adalah 8 cm. dan memiliki periode gelombang sebesar 2 sekon, maka besar cepat rambat gelombangnya adalah ... . a. 2 cm/s d. 16 m/s b. 4 cm/s e. 32 m/s c. 8 cm/s kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: Jarak antara dua buah titik yang berdekatan dengan fase sama = λ Sehingga: λ = 8 cm T=2s v = λ/T v = 8/2 = 4 cm/s 8. Salah satu ujung seutas tali yang cukup panjang digetarkan sehingga timbul gelombang transversal. Jika jarak dua bukit berdekatan adalah 40 cm. Dan frekuensi sumber getaran sebesar 10 Hz, cepat rambat gelombang pada tali tersebut adalah . . . . a. 4 m/s d. 0,4 m/s

b. 2 m/s e. 0,2 m/s c. 1 m/s kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: jarak dua bukit berdekatan adalah λ λ = 40 cm = 0,4 m f = 10 Hz v = λ . f = 0,4 . 10 = 4Hz 9. Seorang siswa mengamati gelombang pada permukaan air dengan meletakkan dua buah gabus yang terapung tepat di puncak gelombang. Jarak antara kedua gabus adalah 1 meter. Jika di antara kedua gabus dipisahkan 2 puncak gelombang maka panjang gelombang permukaan air tersebut adalah . . . . a. 50 cm d. 20 cm b. 40 cm e. 10 cm c. 33,3 cm kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: 3λ = 1 m λ = 1/3 m = 33,3 cm 10. Perhatikan gambar gelombang sinusoidal berikut!

Jika panjang gelombang sinusoidal di atasadalah 80 cm, maka titik Yang memiliki beda fase 3/4 adalah... (soal UN SMA 2018) A. P dengan Q B. P dengan R C. P dengan S D. Q dengan S E. R dengan S Jawab: A Pembahasan: ¾ fase sama dengan ¾ gelomban 11. Gelombang transversal pada suatu medium memiliki persamaan y = 0,2 sin (50 πt – πx). x dan y dalam satuan meter, dan t dalam satuan sekon maka nilai frekuensi dan panjang gelombang pada medium tersebut berturut-turut adalah . . . . a. 50 Hz dan 1 meter b. 50 Hz dan 0,5 meter c. 25 Hz dan 2 meter d. 25 Hz dan 1 meter e. 25 Hz dan 0,5 meter

kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: dari soal diketahui: A = 0,2 m ω = 50π rad/s k=π ω = 2 πf 50 π = 2 π f f = 25 Hz k = 2 π/ λ π=2π/λ λ=2m 12. Suatu gelombang berjalan merambat pada tali yang sangat panjang dengan frekuensi 10 Hz dan cepat rambat gelombang 5 m/s. Jika besar amplitudo 10 cm maka persamaan simpangan gelombang tersebut pada suatu titik yang berjarak x dari sumber gelombang yang benar adalah . . . . a. y = 0,1 sin 20π (t – 5x) b. y = 0,1 sin 20 π (t – 0,5x) c. y = 0,1 sin 20 π (t – 0,2x) d. y = 0,1 sin 10 π (t – 5x) e. y = 0,1 sin 10 π (t – 0,2x) kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian:

f = 10 v=5 A = 10 cm = 0,1 m kecepatan sudut gelombang ω = 2 πf ω = 2 π 10 = 20π tetapan gelombang k = 2π/ λ atau k = 2πf/v k =20π/5 persamaan umum gelombang berjalan: y = A sin (ωt – kx) y = 0,1 sin (20πt - 20πx/5) y = 0,1 sin 20π (t – 0,2) 13. Suatu gelombang stasioner memiliki persamaan y = 40 cos 2 πx sin 100 πt.

x , y , t dalam satuan cm dan sekon. Pernyataan berikut berkaitan dengan gelombang stasioner tersebut. 1) Amplitudo gelombang sumber adalah 40 cm. 2) Frekuensi gelombang sumber 50 Hz. 3) Panjang gelombang sumber adalah 100 cm. 4) Cepat rambat gelombang sumber adalah 250 cm/s. Pernyataan di atas yang benar adalah . . . . a. 1), 2), dan 3) d. 4) saja b. 1) dan 3) e. 1), 2), 3), dan 4) c. 2) dan 4) kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: A = 40 cm ω = 100π k = 2π pernyataan 1. Benar A = 40 cm Pernyataan 2 Benar ω = 100π 2 πf = 100π f = 50 Hz pernyataan 3 benar k = 2π 2 π/ λ = 2 π λ=1m pernyataan 4 salah v = λ . f = 1.50 = 50 m/s 14. Suatu gelombang stasioner memiliki panjang gelombang 60 cm. Jarak simpul dan perut gelombang terdekat adalah . . . . a. 15 cm d. 60 cm b. 30 cm e. 75 cm c. 45 cm kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: Jarak simpul dan perut gelombang terdekat adalah ¼ λ ¼ λ = ¼ 60 = 15 cm 15. Seorang siswa melakukan percobaan gelombang stasioner pada tali yang panjangnya 15 cm dengan beban 1,5 newton. Dari hasil percobaan diperoleh pola gelombang stasioner dengan 3 perut dan 4 simpul. Jika vibrator yang digunakan memiliki frekuensi 50 Hz, maka cepat rambat gelombang stasioner tersebut adalah . . . .

a. 1,5 m/s c. 0,75 m/s e. 0,25 m/s b. 5 m/s d. 0,5 m/s kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: 3 perut dan 4 simpul = 1,5λ L = 15 cm 15 = 1,5λ λ = 10 cm = 0,1 m v=λ.f v = 0,1 . 50 = 5 m/s pembahasan/penyelesaian: jika fase sama menghasilkan interferensi maksimum atau berupa perut jika fase tidak sama (beda fase = 90o) saling melemahkan/ terjadi simpul 17. Dua gelombang memancarkan frekuensi 100 Hz dan 110 Hz. Periode layangan yang teramati adalah . . . . a. 10 sekon d. 0,2 sekon b. 5 sekon e. 0,1 sekon c. 2,5 sekon kunci jawaban: E pembahasan/penyelesaian: frekuensi layangan adalah selisih dua frekuensi. f layangan = 110 – 100 = 10 T = 1/f = 1/10 = 0,1 s 18. Suatu gelombang permukaan air yang frekuensinya 50 Hz merambat dengan kecepatan 350 m/s. Jarak antara dua titik yang berbeda fase 60° adalah sekitar .... a. 64 cm d. 21 cm b. 42 cm e. 12 cm c. 33 cm kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: Δφ = 60o = 60 π/180 = π/3 rad v = λ.f 350 = λ.50 λ = 0,7 rumus beda sudut fase Δφ = k.x π/3 = x. 2π/ λ π/3 = x. 2π/ 0,7 x = 0,7/6 =0,12 m = 12 cm 19. Berdasarkan nilai amplitudonya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu .... a. gelombang mekanik dan gelombang stasioner b. gelombang elektromagnetik dan gelombang stasioner

c. gelombang berjalan dan gelombang mekanik d. gelombang berjalan dan gelombang stasioner e. gelombang berjalan dan gelombang transversal kunci jawaban: D pembahasan/penyelesaian: sudah jelas 20. Suatu gelombang dinyatakan dengan persamaan y = 0,20 sin 0,40 π (x – 60t). Bila dalam cm dan sekon, maka pernyataan berikut ini: (1) panjang gelombang bernilai 5 cm (2) frekuensi gelombangnya bernilai 12 Hz (3) gelombang menjalar dengan kecepatan 60 cm s-1 (4) simpangan 0,1 cm saati x = 35/12 cm dan t = 1/24 sekon yang benar adalah nomor …. a. 1, 2, 3 dan 4 d. 2 dan 4 b. 1, 2 dan 3 e. 4 c. 1 dan 3 kunci jawaban: pembahasan/penyelesaian: diketahui: A = 0,20 k = 0,40 π ω = 0,40 π . 60 = 24 π 1) benar k =2 π/ λ λ = 2 π/k = 2/0,4 = 5 cm 2)benar ω = 2 πf 24 π = 2 πf f = 12 Hz 3) benar 4) salah y = 0,20 sin 0,40 π (x – 60t) y = 0,20 sin 0,40 π (35/12 – 60/24) y = 0,20 sin 0,40 π (10/24) y = 0,20 sin π (4/24) y = 0,20 sin 60o y = 0,1 √3 cm 21. Seutas tali yang panjangnya 4 m kedua ujungnya diikat erat-erat. Kemudian pada tali ditimbulkan gelombangsehingga terbentuk 8 buah perut, makaletak perut kelima dari ujung terjauhadalah .... a. 1,50 m d. 2,25 m b. 1,75 m e. 2,50 m c. 2,00 m kunci jawaban: D pembahasan/penyelesaian: 8 perut = 4 λ

4 λ = 4m λ=1m rumus letak perut gelombang stasioner ujung terikat: x = (2n-1)1/4 λ x = (2.5 – 1 ) ¼ x = 9/4 = 2,25 m 22. Kecepatan rambat gelombang dalam dawai tegang dari bahan tertentu dapat diperkecil dengan .... a. memperpendek dawai b. memperbesar massa dawai per satuan panjang c. memperbesar luas penampang dawai d. memperbesar tegangan dawai e. memperkecil massa jenis dawai kunci jawaban: B pembahasan/penyelesaian: sesuai hukum Melde Kecepatan rambat gelombang dalam dawai berbanding lurus dengan tegangan tali dan berbanding terbalik dengan massa dawai per satuan panjang 23. Kawat untuk saluran transmisi listrik yang massanya 40 kg diikat antara dua menara tegangan tinggi yang jaraknya 200 m. Salah satu ujung kawat oleh seorang teknisi yang berada di salah satu menara memukul kawat sehingga timbul gelombang yang merambat ke menara yang lain. Jika gelombang pantul pada ujung menara yang kedua terlihat setelah 10 sekon dari pemukulan, maka besar tegangan kawat (dalam newton) adalah .... a. 40 d. 320 b. 60 e. 420 c. 80 24. Tali yang panjangnya 5 m bertegangan 2 N dan digetarkan sehingga terbentuk gelombang stasioner. Jika massa tali 6,25.10-3 kg, maka cepat rambat gelombang di tali adalah .... (dalam m/s) a. 2 d. 10 b. 5 e. 40 c. 6 kunci jawaban: E pembahasan/penyelesaian: rumus cepat rambat gelombang pada dawai / hukum melde

dengan arah getarnya. Contoh gelombang jenis ini ialah gelombang pada tali. gelombang longitudinal merupakan jenis gelombang yang memiliki arah rambat sejajar dengan arah getarnya. Contoh gelombang longitudinal ialah gelombang pada slinky. v= 100/2,5 = 40 m/s 25. Gelombang bunyi adalah ... . a. gelombang transversal b. gelombang longitudinal c. gelombang elektromagnetik d. gelombang yang dapat dipolarisasikan e. gelombang yang dapat merambat dalam vakum kunci jawaban: B pembahasan/penyelesaian: bunyi termasuk gelombang longitudinal dan mekanik Pengertian Gelombang Mekanik Gelombang mekanik merupakan sebuah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, yang menyalurkan energi untuk keperluan proses penjalaran sebuah gelombang. Suara ialah salah satu contoh gelombang mekanik yang merambat melalui suatu perubahan tekanan udara dalam ruang (rapatrenggangnya molekul-molekul udara). Tanpa udara, suara tidak akan dapat dirambatkan. Di pantai kita bisa dilihat ombak, yang merupakan suatu gelombang mekanik yang memerlukan air sebagai mediumnya. Contoh lain seperti gelombang pada tali.

Karakteristik Gelombang Mekanik Karakteristik yang berkaitan dengan gelombang. Panjang Gelombang Untuk memahami pengertian panjang gelombang, perhatikanlah gambar berikut. gelombang mekanik abc, efg ialah bukit gelombang cde, ghi merupakan lembah gelombang titik b, f adalah puncak gelombang titik d, h adalah dasar gelombang abcde, bcdef, cdefg, dan seterusnya adalah satu gelombang. Panjang a–e, b–f, c–g, d–h, dan seterusnya merupakan panjang satu gelombang atau sering disebut panjang gelombang (λ = dibaca lamda). Pada gambar diatas maka λ = l . Untuk gelombang longitudinal, panjang satu gelombang ialah panjang satu rapatan dan satu regangan atau jarak antara dua rapatan yang berurutan atau jarak antara dua regangan yang berurutan seperti pada gambar gelombang longitudinal pada slinky berikut.

Periode Gelombang

Gelombang mekanik merupakan suatu gelombang yang membutuhkan medium untuk berpindah tempat. Gelombang laut, gelombang tali atau gelombang bunyi termasuk juga kedalam gelombang mekanik. Kita dapat melihat gulungan gelombang laut karena gelombang menggunakan laut sebagai perantara. Kita dapat mendengarkan musik dikarenakan gelombang bunyi merambat melalui udara hingga sampai ke telinga kita. Tanpa udara kita tidak akan bisa mendengarkan bunyi. Dalam hal ini udara berperan sebagai media perambatan bagi gelombang bunyi. Jenis-jenis Gelombang Mekanik

Periode gelombang (T), merupakan waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang. Pada gambar panjang gelombang diatas yang dimaksud T ialah waktu yang diperlukan gelombang untuk membentuk satu gelombang dari titik a – e (l). Frekuensi Gelombang

Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, gelombang dapat dibedakan menjadi 2 yaitu ;

Cepat rambat gelombang (v), adalah jarak yang ditempuh gelombang tiap sekon. Secara matematis, cepat rambat gelombang dirumuskan ;

Gelombang transversal merupakan jenis gelombang yang arah rambatnya tegak lurus

Frekuensi gelombang (f), adalah jumlah gelombang tiap sekon. Yakni berapa banyak satu siklus gelombang penuh (dari titik a-f) yang terbentuk dalam 1 detik. Cepat Rambat Gelombang

Jika s = λ maka dapat disimpulkan persamaan cepat rambat gelombang diatas menjadi ;

Frekuensi Getaran atau dapat juga dituliskan sebagai berikut ini ; v=λ.f

f = 1/T f=¼ f = 0.25 Hz

Keterangan ;

Panjang Gelombang

s : jarak yang ditempuh dalam t sekon t : periode (t = T) Rumus Gelombang Mekanik

λ = s/n λ = 16 cm/2 λ = 8 cm

Persamaan yang digunakan dalam gelombang ialah sebagai berikut ; T = t/n f = n/t dan, T = 1/f f = 1/T

Cepat Rambat Gelombang

Keterangan : T : periode (s) t : waktu (s) n : banyaknya gelombang (kali) f : frekuensi (Hz) Untuk menentukan cepat rambat gelombang dapat digunakan persamaan ; v = λ.f atau v = λ/T Keterangan ; λ : panjang gelombang (m) v : cepat rambat gelombang (m/s) Contoh Soal Berikut ini merupakan gambar gelombang transversal. contoh soal gelombang mekanik Tentukanlah : Frekuensi getaran Panjang gelombang Cepat rambat gelombang. Jawab : 1. Dari gambar didapatkan bahwa T = t/n T = 8/2 T=4s Maka,

v = f×λ v = 0.25×8 v = 2 m/s Inilah tadi pembahasan lengkap mengenai materi tentang gelombang mekanik, Semoga bermanfaat