Bank Soal Fisika Gelombang Mekanik


Gelombang mekanik merupakan getaran yang merambat melalui medium. Medium gelombang dapat berupa zat padat, zat cair maupun zat gas. Ketika telinga dipepetkan ke permukaan tembok, pada saat yang sama sisi tembok yang lain diketuk. Telinga mampu mendengar suara tersebut. Artinya, getaran merambat dari dari salah satu sisi tembok menuju sisi tembok yang lain hingga mencapai telingga. Nah, getaran yang merambat ini merupakan gelombang. Pada kasus ini, gelombang merambat melalui zat padat. Contoh lain adalah, ketika kita mencelupkan batu ke genangan air, dipermukaan air tersebut akan timbul gelombang yang mejalar ke segala arah menjauhi batu tersebut.

Berdasarkan arah rambatnya, gelombang terbagi menjadi 2, gelombang longitudinal dan gelombang transversal. Pada gelombang longitudinal, arah rambat gelombang berhimpit dengan arah getarannya. Maksudnya, jika getaran bergerak dari kiri ke kanan, gelombang juga bergerak dari kiri ke kanan. Contoh dari gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi. Sedangkan gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap arah getarannya. Maksudnya, jika getaran bergerak dari bawah ke atas, gelombang bergerak dari kiri ke kanan. Contoh sederhana dari gelombang transversal adalah gelombang tali, ketika tali digerakkan naik-turun secara vertikal, gelombang tali ternyata menjalar secara horizontal.



Setelah mengenal gelombang., Kita akan berkenalan dengan beberapa besaran fisika yang terkait dengan gelombang, seperti simpangan, amplitudo, frekuensi gelombang, panjang gelombang, frekuesi angular, bilangan gelombang, fase, sudut fase, dan beda fase. Secara umum, Kita telah mengenal beberapa istilah ini pada Gerak Melingkar, dan Gerak Harmonik Sederhana. Istilah baru adalah bilangan gelombang. Bilangan gelombang dapat didefinisikan sebagai banyak gelombang yang dapat terbentuk dalam interval tertentu. Semakin pendek panjang gelombang, maka semakin banyak gelombang yang dapat terbentuk, semakin besar nilai bilangan gelombang.

Nah, semua besaran tersebut terhubung oleh persamaan matematis, y(x,t) = A sin (ωt±kx). Nah, y ini merupakan simpangan, ω adalah frekuensi angular, t adalah waktu, k adalah bilangan gelombang, dan x adalah jarak titik terhadap sumber getaran., Pada umumnya. gelombang sering divisualisasikan bergerak dari kiri ke kanan, sehingga persamaan gelombang memuat nilai negatif, atau y(x,t) =A sin (ωt-kx). Namun, bisa juga gelombang bergerak dari kanan ke kiri, sehingga persamaan gelombang memuat nilai positif, atau y(x,t) =A sin (ωt+kx).

Pada medium tali, tali merupakan zat yang memiliki panjang tertentu. Jika salah satu ujung tali digetarkan, maka gelombang akan menjalar menuju ujung tali yang lain. Nah, setelah mencapai ujung tali yang lain, gelombang dapat berbalik arah. Gelombang ini kemudian berpadu dengan gelombang yang datang menuju ujung tali. Proses interferensi ini membentuk gelombang stasioner. Nah, ujung tali yang lain ini bisa dalam kondisi terikat, atau tidak terikat. Jika ujung tali dalam kondisi terikat, gelombang stasioner yang terjadi dikenal sebagai gelombang stasioner pada ujung terikat. Sebaliknya, ketika ujung tali tidak terikat, gelombang stasioner yang terbentuk dikenal sebagai gelombang stationer pada ujung bebas. Perbedaan istilah ini karena memang bentuk gelombang stasionernya adalah berbeda.

Nah, pada seri ini, Kita akan belajar untuk menyelesaikan soal terkait dengan gelombang mekanik. Pada umumnya soal terkait dengan gelombang pada tali, karena gelombang ini bisa dilihat dan bisa dipraktekkan. Setiap soal memiliki jawaban dalam bentuk video berdurasi pendek dengan ukuran file yang relatif kecil, sekitar 20 Mb untuk kualitas 720p. Untuk melihat video ini, tekan tombol "lihat jawaban". Jika kamu memiliki soal yang lain, Kamu bisa menuliskannya pada kolom komentar. Mungkin saja soal kamu akan dibahas pada video selanjutnya.

SOAL JAWAB GELOMBANG MEKANIK
  1. Jarak simpul ke-5 dari ujung bebas adalah 54 cm. Pertanyaannya adalah, tentukan jarak perut ke-3 dari ujung bebas?
    • A. 8 cm
    • B. 12 cm
    • C. 15 cm
    • D. 18 cm
    • E. 24 cm
    Lihat jawaban

  2. Jarak simpul ke-4 dan perut ke-3 dari ujung bebas adalah 30 cm. Pertanyaannya adalah, berapakah panjang gelombangnya?
    • A. 10 cm
    • B. 20 cm
    • C. 40 cm
    • D. 50 cm
    • E. 60 cm
    Lihat jawaban

  3. Jika jarak 4 perut yang berurutan pada gelombang stasioner ujung bebas adalah 60 cm. Pertanyaannya adalah, tentukan letak perut ke-3 dan simpul ke-2?
    • A. 5 cm
    • B. 10 cm
    • C. 15 cm
    • D. 30 cm
    • E. 45 cm
    Lihat jawaban

  4. Sebuah gelombang transversal dengan persamaan, y = 8 sin π(4t - 3x)/2 meter. Cepat rambat gelombang tersebut adalah
    • A. 4/3 m/s
    • B. 5/4 m/s
    • C. 6/5 m/s
    • D. 7/6 m/s
    • E. 8/7 m/s
    Lihat jawaban

  5. Sebuah tali yang panjangnya 8 meter direntangkan horizontal. Salah satu ujungnya terikat kuat. Sedangkan ujung yang lain digetarkan secara kontinyu. Sehingga terjadi gelombang stasioner. Jika jarak perut ke-4 dari ujung terikat adalah 3.85 meter, tentukan jarak perut ke-5 dari ujung terikat?
    • A. 4.4 meter
    • B. 5.5 meter
    • C. 6.6 meter
    • D. 7.7 meter
    • E. 8.8 meter
    Lihat jawaban

  6. Sebuah gelombang stasioner pada ujung terikat dinyatakan dalam persamaan y = 8 sin (πx/12) cos 3πt cm, maka besarnya simpangan maksimum pada titik yang berjarak 4 cm dari ujung terikat adalah
    • A. 3√2 cm
    • B. 4√3 cm
    • C. 5√3 cm
    • D. 2√5 cm
    • E. 5√5 cm
    Lihat jawaban

  7. Sebuah tali yang panjangnya 8 meter, salah satu ujungnya digetarkan dengan amplitudo 25 cm dan periodenya 0.4 sekon. Sedangkan ujung yang lainya terikat. Jika cepat rambat gelombang pada tali 50 cm/s sehingga pada tali terbentuk gelombang stasioner, Tentukan persamaan gelombangnya?
    • A. 2 sin 5πx cos 5πt meter
    • B. 2 sin 5πx cos 10πt meter
    • C. sin 10πx cos 5πt meter
    • D. 0.5 sin 5πx cos 10πt meter
    • E. 0.5 sin 10πx cos 5πt meter
    Lihat jawaban

  8. Sebuah tali yang panjang salah satu ujungnya digetarkan secara kontinu memiliki amplitudo 5 cm dan periodenya 2 sekon. Sehingga, pada tali tersebut terbentuk gelombang stasioner. Jika cepat rambat gelombang pada tali tersebut 10 cm/s. Tentukan persamaan gelombang paa tali tersebut?
    • A. cos πx sin 10πt meter
    • B. cos 10πx sin πt meter
    • C. 0.5 cos 10πx sin πt meter
    • D. 0.5 cos πx sin 10πt meter
    • E. 0.25 cos 10πx sin 10πt meter
    Lihat jawaban




Komentar