Gelombang adalah getaran yang merambat. Ciri dari setiap gelombang adalah gelombang merambatkan energi.
Pada gelombang mekanik, Gelombang yang dirambatkan membutuhkan medium perantara, kecuali untuk gelombang elektromagnetik, seperti gelombang radio, gelombang mikro, gelombang radar, cahaya tampak, laser, sinar-X, dan sinar gamma. Gelombang-gelombang ini adalah gelombang yang dapat merambat walaupun dalam udara hampa.
SOAL JAWAB GELOMBANG SMA KELAS XII
1. Gelombang air laut menyebabkan permukaan air naik turun dengan periode 2 detik. Jika jarak antar dua puncak gelombang 5 meter maka gelombang akan mencapai jarak 10 meter dalam waktu…(A) 1 detik (D) 4 detik
(B) 2 detik (E) 5 detik
(C) 3 detik
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(D)\[t=\frac{x.T}{\lambda }=\frac{10.2}{5}=4\: det\]
2. Kecepatan rambat gelombang dalam dawai tegang dari bahan tertentu dapat diperbesar dengan…
(1) Memperpendek dawai
(2) Memperkecil massa dawai per satuan panjang
(3) Memperbesar luas penampang dawai
(4) Memperbesar tegangan dawai
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(C)\[v=\sqrt{\frac{F}{\mu }} \\ v=\sqrt{\frac{F}{\rho .A }}\] V makin besar bila F diperbesar atau A diperkecil atau $\: \mu\: $diperkecil
3. Sumber suatu gelombang yang menjalar adalah suatu benda yang bergetar dengan amplitudo 5 cm dan melakukan 15 getaran tiap detiknya. Rapat massa tali per satuan panjang 2 g/cm dan tegangan tali 1,8 N. jarak dua titik dalam tali yang memiliki sudut fase 90o adalah…
(A) 4 cm (D) 15 cm
(B) 5 cm (E) 20 cm
(C) 10 cm
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(B)\[v=\sqrt{\frac{F}{\mu }}=\sqrt{\frac{1,8}{0,2 }}=3\: ms^{-1} \\ \lambda =\frac{v}{f}=\frac{3}{15}=0,2m; \\ \theta =\frac{2\pi x}{\lambda } \\ x=\frac{\theta \lambda }{2\pi}=\frac{\frac{\pi }{2}.0,2}{2\pi}=0,05m=5cm\]
4. Gelombang tranversal merambat dari A ke B dengan cepat rambat 12 m/s pada frekuensi 4 Hz dan amplitudo 5 cm. jika jarak AB = 18 m, maka banyaknya gelombang yang terjadi sepanjang AB adalah:…
(A) 9 (D) 6
(B) 8 (E) 4
(C) 7
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(D)\[n=\frac{L.f}{\lambda }=\frac{18.4}{12 }=6\]
5. Persamaan gelombang $y = sin 2\pi (4t + 2x)$, dengan t dalam sekon dan x dalam meter, memiliki…
(A) Amplitudo 4 m (D) panjang gelombang 2m
(B) Kecepatan 2 m/s (E) frekuensi 0,5 Hz
(C) Periode 4 s
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(B)\[y = sin 2\pi (4t + 2x) \\ v=\frac{kof.t}{koef.x} \\ v=\frac{4}{2}=2ms^{-1}\]
6. Simpangan gelombang yang merambat ke arah sumbu x dinyatakan oleh persamaan berikut: $y = 2 sin 0,2\pi(x/5 – 20t)$, x dan y dalam cm, t dalam detik. Pernyataan berikut yang benar adalah…
(1) Frekuensi gelombang 2 Hz
(2) Panjang gelombang 50 cm
(3) Cepat rambat gelombang 1 m/s
(4) Dua titik yang berjarak 125 cm sefase
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(A)\[y = 2 \sin 0,2 \pi \left ( \frac{x}{5}-20t \right ) \\ y= 2 \sin 2 \pi \left ( \frac{x}{50}-2t \right ) \\ y = A \sin 2 \pi \left ( \frac{x}{\lambda }-ft \right )\]Dari persamaan diperoleh:
(1) Frekuensi gelombang 2 Hz (benar)
(2) Panjang gelombang 50 cm (benar)
(3) Cepat rambat gelombang 1 m/s (benar); $v=f.\lambda =2.0,5=1ms^{-1}$
(4) Dua titik yang berjarak 125 cm sefase (salah); $n=\frac{x}{\lambda }=\frac{125}{50 }$ bukan bilangan bulat
7. Suatu gelombang dinyatakan dengan persamaan: $y = 0,20 sin 0,40\pi (x – 60t)$. Bila semua jarak diukur dalam cm dan waku dalam sekon, maka pernyataan berikut ini yang benar adalah…
(1) Panjang gelombangnya bernilai 5 cm
(2) Frekuensi gelombangnya bernilai 12 Hz
(3) Gelombang menjalar dengan kecepatan 60 cm s-1
(4) Simpangan gelombang 0,1 cm pada posisi x = 35/12 cm dan saat t = 1/24 sekon.
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(E)
1,2 dan 3 Silahkan coba seperti no. 6 di atas.
(4) Simpangan gelombang 0,1 cm pada posisi x = 35/12 cm dan saat t = 1/24 sekon.\[y = 0,20 \sin 0,40\pi \left ( x-60t \right ) \\ y= 0,20 \sin 0,40\pi \left ( \frac{35}{12}-60.\frac{1}{24} \right ) \\ y= 0,20 \sin \left ( \frac{\pi}{6} \right )=0,1cm\]
8. Persamaan gelombang stasioner dirumuskan $y = 10 sin 5x cos 200t$, di mana y, x dalam cm dan t dalam sekon, maka cepat rambat gelombang tersebut adalah…
(A) 40$\pi$ cm/s (D) 100 cm/s
(B) 40 cm/s (E) 25 cm/s
(C) 100$\pi$ cm/s
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(D)\[y =10 \sin 2x\cos 200t \\ v=\frac{kof.t}{koef.x}=\frac{200}{2}=100cms^{-1}\]
9. Persamaan gelombang $y = 2 sin 2\pi (4t + 2x)$ meter, dengan t dalam sekon dan x dalam meter, maka panjang gelombang dan kecepatan rambatnya adalah…
(A) 0,5 m dan 0,5 m/s (D) 1 m dan 0,5 m/s
(B) 0,5 m dan 1 m/s (E) 2 m dan 1 m/s
(C) 0,5 m dan 2 m/s
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(C)\[y = 2 sin 2\pi (4t + 2x) \\ v=\frac{kof.t}{koef.x}=\frac{4}{2}=2ms^{-1}\]
10. Sejauh gelombang berjalan dari titik A ke B dengan kelajuan 5 m/s. Periode gelombang tersebut adalah 0,4 s. jika selisih fasa antara A dan B adalah $\frac{6\pi }{5}$ maka jarak AB adalah…
(A) 0,6 m (D) 1,2 m
(B) 0,8 m (E) 1,4 m
(C) 1,0 m
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(D)\[\Delta \theta =2\pi \frac{x}{v.T } \\ \frac{6\pi }{5} =2\pi \frac{x}{5.0,4 } \\ x=1,2m\]
11. Seutas tali yang panjangnya 8 m memiliki massa 1,04 gram. Tali digetarkan sehingga sebuah gelombang transversal menjalar dengan persamaan $y = 0,03 sin (x + 30t)$, x dan y dalam meter dan dalam detik. Maka tegangan tali tersebut adalah…
(A) 0,12 N (D) 0,60 N
(B) 0,24 N (E) 0,7 N
(C) 0,36 N
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(A) \[v=\frac{koef.t}{koef.x}=\sqrt{\frac{F.L}{m }} \\ F=\frac{\left ( \frac{koef.t }{koef.x }\right )^{2}m}{L} \\ F=\frac{\left ( \frac{30 }{1 }\right )^{2}1,04.10^{-3}}{8} \\ F=0,117N\approx 0,12N\]
12. Tali yang panjangnya 5 m bertegangan 2 N dan digetarkan sehingga terbentuk gelombang stasioner. Jika massa tali $6,25 x 10^{-3}$ kg, maka cepat rambat gelombang di tali adalah (dalam m/s)
(A) 2 (D) 10
(B) 5 (E) 40
(C) 6
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(E)\[v=\sqrt{\frac{F.L}{m }} \\ v=\sqrt{\frac{2.5}{6,25.10^{-3} }} \\ v=40\: ms^{-1}\]
13. Kawat untuk saluran transmisi listrik yang massanya 40 kg diikat antara dua menara tegangan tinggi yang jaraknya 200 m. salah satu ujung kawat dipukul oleh teknisi yang berada di salah satu menara sehingga timbul gelombang yang merambat ke menara yang lain. Jika gelombang pantul terdeteksi setelah 10 sekon, maka tegangan kawat (dalam newton) adalah…
(A) 40 (D) 320
(B) 60 (E) 420
(C) 80
Jawaban Fisika dari Pak Dimpun:(D)\[x=t.\sqrt{\frac{F.L}{m }} \\ 400=10.\sqrt{\frac{F.200}{40 }} \\ F=320\: N\]
