15 SOAL DAN PENYELESAIAN SBMPTN GETARAN DAN GELOMBANG - UNTUK KELAS 12 SMA

Soal dan Penyelesaian Fisika - Getaran adalah keadaan gerak bolak-balik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Biasanya setiap benda bisa melakukan getaran. Suatu benda dapat dikatakan bergetar apabila benda itu bergerak bolak-balik dengan frekuensi yang tetap melalui titik keseimbangan.

Gelombang adalah peristiwa perambatan suatu getaran/usikan. Gelombang merambat sambil membawa energi dari suatu tempat ke tempat lainnya.
SOAL DAN PENYELESAIAN SBMPTN GETARAN DAN GELOMBANG

---

01. Sebuah benda melakukan gerakan harmonik sederhana dengan persamaan simpangan y = 5sin10t dimana y pada centimeter, t pada sekon. Kecepatan getaran benda itu pada detik ke-6 adalah sebesar ....
A. 25√3 m/s
B. 25 m/s
C. 10 m/s
D. 2,5 m/s
E. 0,25√3 m/s
Penyelesaian Fisika: B $$\begin{align*}y &= 5\sin10t \\v&=\frac{dy}{dt}=\frac{d(5\sin10t)}{dt}\\v&=5\cdot 10\cos 10t|_{t=6}\\v&=50\cos 60\\v&=50(0,5)=25ms^{-1}\end{align*}$$

---

02. Pada benda yang mengalami getaran harmonik, maka jumlah tenaga kinetik dengan potensialnya ialah ....
A. tetap besarnya di simpangan berapapun
B. Berbanding terbalik dengan simpangannya
C. Maksimum di simpangan maksimum
D. Berbanding lurus dengan simpangannya
E. Maksimum pada simpangan nol
Penyelesaian Fisika: APada benda yang mengalami getaran harmonik, jumlah tenaga kinetik dengan potensialnya selalu tetap besarnya di simpangan berapapun.

---

03. Sebuah benda melakukan getaran harmonik dengan amplitudo A, maka ketika kecepatannya sama dengan setengah kecepatan maksimum, besar simpangannya.....
A. 1,00A
B. 0,87A
C. 0,64A
D. 0,50A
E. nol
Penyelesaian Fisika: A $$\begin{align*}\cdot v &= 0,5v_{max}\\ v &=v_{max} \cos \theta\\0,5v_{max}&=v_{max}\cos \theta\\\cos \theta&=0,5\\\theta &=60^o\\\cdot y&=A \sin \theta\\y&=A \sin 60^o\\y&=A (0,5\sqrt{3})\\y&= 0,86A\end{align*}$$

---

04. Sebuah benda bergetar harmonik sederhana menggunakan simpangan terbesar 6 centimeter serta frekuensi 0,25 Hz. besar simpangan pada saat ⅓ sekon sebesar.....
A. 3√3 centimeter
B. 2√3 centimeter
C. 3√2 centimeter
D. 2√2 centimeter
E. 3 centimeter
Penyelesaian Fisika: E $$\begin{align*}y&=A \sin \omega t\\y&=A \sin 2\pi ft\\y&=6 \sin 2\pi \left (\frac{1}{4}  \right )\left (\frac{1}{3}  \right )\\y&=6 \sin \left (\frac{360}{12}  \right )\\y&= 6\sin 30^o\\y&= 6(0,5)=3\text{ cm}\end{align*}$$

---

05. Suatu benda bergetar harmonik dengan amplitudo 4 centimeter dan frekuensi 5 Hz. Ketika simpangannya mencapai 2 centimeter, Bila sudut fase awal nol, maka sudut fase getarannya adalah.....
A. 120^o
B. 90^o
C. 60^o
D. 45^o
E. 30^o
Penyelesaian Fisika: E $$\begin{align*}y&=A \sin \theta \\2&=4 \sin \theta\\\sin \theta&=0,5\\\theta &=30^o\end{align*}$$

---

06. Seutas tali yang panjangnya 8 cm memiliki massa 1,04 gr. Tali digetarkan sebagai akibatnya sebuah gelombang transversal menjalar dengan persamaan y = 0,03 sin (x + 30t), x serta y pada meter dan t pada detik. Maka tegangan tali tersebut adalah .....
A. 0,72 N
B. 0,60 N
C. 0,30 N
D. 0,24 N
E. 0,12 N
Penyelesaian Fisika: ECepat Rambat gelombang:  $$\begin{align*}y &= 0,03 \sin (x+30t)\\y &= A \sin (kx+\omega t)\\v&=\frac{\omega }{k}=\frac{30 }{1}=30ms^{1}\end{align*}$$ Tegangan tali:  $$\begin{align*}v&=\sqrt{\frac{F.l}{m}}\\v^2&=\frac{F.l}{m}\\F&=\frac{mv^2}{l}\\F&=\frac{(1,04.10^{-3})30^2}{8.10^{-2}}\\F&=1,17N\approx 1,2N\end{align*}$$

---

07. Tali yang panjangnya 3m yang salah satu ujungnya diikat serta ujung lain digetarkan terus menerus sehingga membentuk gelombang stasioner. Pada tali terbentuk tiga buah gelombang penuh. Bila diukur dari ujung tali yang terikat, maka perut ke-3 terletak sejauh .....
A. 2,50 m
B. 2,25 m
C. 1,25 m
D. 1,50 m
E. 1,00 m
Penyelesaian Fisika: C $$\begin{align*}\cdot 3\lambda &=3m\\\lambda &=1m\\\cdot P_{n}&=(2n-1)\frac{\lambda}{4}|_{n=3}^{\lambda =1}\\P_{3}&=(2(3)-1)\frac{1}{4}\\P_{3}&=\frac{5}{4}m=1,25m\end{align*}$$

---

08. Seseorang pelajar yang massanya 5kg bergantung pada ujung sebuah pegas sehingga pegas bertambah panjang 10 centimeter. Dengan demikian tetapan pegas bernilai ....
A. 500 N/m
B. 100 N/m
C. 50 N/m
D. 20 N/m
E. 5 N/m
Penyelesaian Fisika: A $$\begin{align*}k &=\frac{mg}{\Delta x}\\k &=\frac{5\cdot 10}{10.10^{-2}}\\k &=500Nm^{-1}\end{align*}$$

---

09. Tali yang panjangnya 5 m bertegangan 2N digetarkan sehingga terbentuk gelombang stasioner. Jika tali memiliki massa 6,25gram, maka cepat rambat gelombang pada tali adalah ....
A. 40 m/s
B. 10m/s
C. 6 m/s
D. 5 m/s
E. 2 m/s
Penyelesaian Fisika: A $$\begin{align*}v&=\sqrt{\frac{F.l}{m}}\\v&=\sqrt{\frac{2.5}{6,25.10^{-3}}}\\v&=\sqrt{1600}=40ms^{-1}\end{align*}$$

---

10. Gelombang transversal merambat asal A ke B dengan cepat rambat 12 m/s pada frekuensi  4 Hz dan amplitudo 5 centimeter. Bila jarak AB = 18 m, maka banyaknya gelombang yang terjadi sepanjang AB ialah......
A. 9
B. 8
C. 7
D. 6
E. 4
Penyelesaian Fisika: D  $$\begin{align*}L&=n\lambda =n\left (\frac{v}{f}  \right )\\18&=n\left (\frac{12}{4}  \right )\\n&=\frac{18}{3}=6\end{align*}$$

---

11. Dawai untuk saluran transmisi listrik yang massanya 40 kg diikat antara 2 menara tegangan tinggi yang jaraknya 200 m. Jika di salah satu ujung dari kawat dipukul sang teknisi yang berada di salah satu menara sebagai akibatnya muncul gelombang pantul terdeteksi sesudah 10 detik, maka tegangan kawat tersebut artinya....
A. 420 N
B. 60 N
C. 320 N
D. 40 N
E. 80 N
Penyelesaian Fisika: C  $$\begin{align*}\cdot v&=\frac{2S}{t}\\v&=\frac{2\times 200}{10}\\v&=40ms^{-1}\\\\\cdot v&=\sqrt{\frac{F.l}{m}}\\v^2&=\frac{F.l}{m}\\F&=\frac{mv^2}{l}\\F&=\frac{(40)(40)^2}{200}\\F&=320N\end{align*}$$

---

12. Sebuah benda bermassa 5 gram digetarkan menurut persamaan simpangan x=(4.10^-2)sin100t, dengan t dalam sekon serta x dalam meter. Energi total benda itu ialah ....
A. 8 x 10^-2 J
B. 4 x 10^-4 J
C. 4 x 10^-2 J
D. Nol
E. 8 x 10^-4 J
Penyelesaian Fisika: C  $$\begin{align*}x&=4.10^{-2}\sin 100t\\x&=A\sin \omega t\\&\text{ diperoleh:}\\A&=4.10^{-2}m\\\omega&=100rad.s^{1}\\&\text{ maka:}\\E&=\frac{1}{2}m\omega ^2A^2\\E&=\frac{1}{2}(5.10^{-3})(100) ^2(4.10^{-2})^2\\E&=4\cdot 10^{-2}\end{align*}$$

---

13. Sebuah pegas yang panjangnya 20 centimeter digantungkan vertikal. Kemudian ujung bawahnya diberi beban 200 gram sehingga panjangnya bertambah 10 centimeter. Beban ditarik 5 centimeter ke bawah, lalu dilepas sehinga beban bergetar harmonik. Frekuensi getaran yang terjadi ....
A. 62,8 Hz
B. 0,628 Hz
C. 5,0 Hz
D. 0,5 Hz
E. 1,6 Hz
Penyelesaian Fisika: E  $$\begin{align*}f&=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{k}{m}}\Rightarrow k=\frac{mg}{\Delta x}\\f&=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{mg}{\Delta x.m}}\\f&=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{g}{\Delta x}}\\f&=\frac{1}{2\pi}\sqrt{\frac{10}{10.10^{-2}}}\\f&=\frac{5}{\pi}=1.6Hz\end{align*}$$

---

14. Sebuah benda yang massanya 100 gr bergetar harmonik dengan periode 0,2 detik dan amplitudo 2cm. Besar tenaga kinetiknya di saat simpangan 1 cm ialah...
A. 7,50π² x 10^-3Joule
B. 5,00π² x 10^-3Joule
C. 3,75π² x 10^-3Joule
D. 2,50π² x 10^-3Joule
E. 1,50π² x 10^-3Joule
Penyelesaian Fisika: E  $$\small \begin{align*}E_{k}&=\frac{1}{2}m\left (\frac{2\pi}{T} \right ) ^{2}(A^{2}-y^{2})\\E_{k}&=\frac{1}{2}(100.10^{-2})\left (\frac{2\pi}{0,2} \right )^{2}(2)^{2}-1^{2})\\E_{k}&=\frac{1}{2} (100\pi) ^{2}(3)\\E_{k}&=1,5\pi^2.10^4\text{ erg}\\&\textrm{ingat:}\\&1\text{ erg}=10^{-7}J\\&\textrm{sehingga:}\\E_{k}&=1,5\pi^2.10^4\times 10^{-7}J\\E_{k}&=1,5\pi^2\times 10^{-3}J\end{align*}$$

---

15. Soal yang Anda cari mungkin di sini:

• Soal dan penyelesaian getaran atau gerak harmonik sederhana
• Soal dan penyelesaian gerak harmonik sederhana atau getaran
• Soal dan penyelesaian materi elastisitas dan hukum hooke kelas xi
• 20 soal dan penyelesaian - elastisitas dan gerak harmonik sederhana
• Gerak harmonik sederhana atau getaran

---