GELOMBANG MEKANIK
Daftar isi contoh soal:
gejala dan sifat gelombang
- [frekuensi, periode, panjang gelombang, fase, cepat rambat gelombang, amplitudo, simpangan, hukum melde, interferensi, difraksi, polarisasi, frekuensi layangan, dll...]
1. Dalam pergerakan gelombang dari suatu tempat menuju tempat lain, gelombang memindahkan … .
a. amplitudo
b. energi
c. fase
d. massa
e.panjang gelombang
kunci jawaban: B (energi)
pembahasan: cukup jelas
2. Bila gelombang melalui celah sempit, maka terjadi … .
a. refleksi
b. refraksi
c. difraksi
d. interferensi
e. polarisasi
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
b. 5 Hz
c. 10 Hz
d. 15 Hz
e. 30 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
b. 7,5 Hz
c. 10 Hz
e. 22,5 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 = 2 s
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 gelombang
11. 20 gelombang terbentuk dalam waktu 4 detik, maka periode gelombangnya adalah ... .
a. 0, 3 s
b. 0,2 s
c. 10 s
d. 80 s
e. 3 s
kunci jawaban: B
penyelesaian/pembahasan:
dengan rumus frekuensi gelombang
T = t/n = 4/20 = 0,2 Hz
12. Syarat terjadinya interferensi gelombang adalah gelombang-gelombang yang mengalami interferensi harus bersifat koheren, maksudnya adalah . . . .
1) memiliki panjang gelombang yang sama
2) memililki amplitudo yang sama
3) memiliki frekuensi yang sama
4) memiliki fase yang sama
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: D
pembahasan/penyelesaian:
jika fase sama menghasilkan interferensi maksimum atau berupa perut
jika fase tidak sama (beda fase = 90o) saling melemahkan/ terjadi simpul
13. 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
14. 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
15. 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
16. 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
17. 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 .... N
a. 40 d. 320
b. 60 e. 420
c. 80
jawab: C
penyelesaian:
diketahui:
m = 40 kg
s = L = 200 m
t = 10 s
pembahasan:
rumus GLB
s = v . t
200 = v .10
v = 20 m/s
dengan hukum melde di dapat
v² . m = F . L
400 . 40 = F . 200
F = 80 N
18. 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
.
gelombang berjalan
19. 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 adalah . . . .
a. 50 Hz
b. 50 Hz
c. 25 Hz
d. 25 Hz
e. 25 Hz
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 = 2 π / λ
λ = 2 m
20. 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 panjang gelombang sebesar . . . .
a. 50 m
b. 5 m
c. 25 m
d. 2 m
e. 2,5 m
kunci jawaban: D
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 = 2 π / λ
λ = 2 m
21. 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 πf
ω = 2 π 10 = 20π
tetapan gelombang
k = 2π/ λ atau k = 2πf/v
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)
soal No. 18 UN fisika 2019 tentang fase gelombang
22. Perhatikan gambar gelombang berikut ini!
22. Perhatikan gambar gelombang berikut ini!
Dari gambar tersebut titik-titik yang mempunyai fase 1,5 adalah
A. P dengan V
B. P dengan U
C. Q dengan U
D. Q denganT
E. R dengan S
Kunci jawaban: A
Pembahasan:
Beda fase 1,5 sama dengan selisih 1,5 gelombang
Kunci jawaban: A
Pembahasan:
Beda fase 1,5 sama dengan selisih 1,5 gelombang
usbn 2020
23. Pada gelombang air laut terdapat dua buah gabus yang terpisah satu sama lain sejauh 200 cm. Keduanya turun naik dengan frekuensi 4 Hz. Bila salah satu gabus berada di puncak gelombang, yang satunya berada dipuncak gelombang yang lain, sedangkan diantara kedua gabus tersebut terdapat satu bukit gelombang. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ....
A. 0,25 m/s
B. 0,5 m/s
C. 2 m/s
D. 4 m/s
E. 5 m/s
Kunci Jawaban: D
Pembahasan:
2λ = 2 meter
λ = 1 m
V = λ.f
V = 1 . 4 = 4 m/s
soal UN fisika 2019 tentang gelombang mekanik berjalan
24. Seorang anak menjatuhkan sebuah kayu di permukaan air sehingga pada permukaan air terbentuk gelombang. Jika menganggap persamaan simpangan gelombang yang dihasilkan y = 6 sin (0,2πt + 0,5 πx) dimana y dan x dalam cm dan t dalam sekon, dapat disimpulkan:
24. Seorang anak menjatuhkan sebuah kayu di permukaan air sehingga pada permukaan air terbentuk gelombang. Jika menganggap persamaan simpangan gelombang yang dihasilkan y = 6 sin (0,2πt + 0,5 πx) dimana y dan x dalam cm dan t dalam sekon, dapat disimpulkan:
(1) Amplitudo gelombang 6 cm.
(2) Frekuensi gelombang 0,4 HZ.
(3) Panjang gelombang 4 cm.
(4) Cepat rambat gelombang 1,6 cm.s-l
Kesimpulan yang benar adalah
A. (l) dan (2)
B. (l) dan (3)
B. (l) dan (3)
c. (2) dan (3)
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Kunci jawaban: C
Pembahasan:
Persamaan umum gelombang berjalan
y = A. Sin (ωt + kx)
pernyataan 1: BENAR
Pernyataan 2 : SALAH
ω = 2πf
0,2π = 0,2π.f
f = 1 Hz
pernyataan 3 : BENAR
k = 2π/λ
0,5π = 2π/λ
λ = 4 cm
D. (2) dan (4)
E. (3) dan (4)
Kunci jawaban: C
Pembahasan:
Persamaan umum gelombang berjalan
y = A. Sin (ωt + kx)
pernyataan 1: BENAR
Pernyataan 2 : SALAH
ω = 2πf
0,2π = 0,2π.f
f = 1 Hz
pernyataan 3 : BENAR
k = 2π/λ
0,5π = 2π/λ
λ = 4 cm
25. 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
.
gelombang stasioner
.
26. 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)
b. 1) dan 3)
c. 2) dan 4)
d. 4) saja
kunci jawaban: A
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 = 1 m
pernyataan 4 salah
v = λ . f = 1.50 = 50 m/s
27. 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
28. 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
29. 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 = 1 m
rumus letak perut gelombang stasioner ujung terikat:
x = (2n-1)1/4 λ
x = (2.5 – 1 ) ¼
x = 9/4 = 2,25 m
30. 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
v= 100/2,5 = 40 m/s
..
0 Comments