Sekarang kami tambah 30 soal lagi yang kami bagi menjadi 3 artikel agar lebih nyaman buat semua pembaca, antara lain:
- 30 SOAL Dan PENYELESAIAN GELOMBANG (bagian 1)
- 30 SOAL Dan PENYELESAIAN GELOMBANG (bagian 2)
- 30 SOAL Dan PENYELESAIAN GELOMBANG (bagian 3)
30 SOAL DAN PENYELESAIAN GELOMBANG KELAS 11
Soal 21. Tes ITB 1975: Dua buah dawai baja yang identik memberikan nada dasar dengan frekuensi 400Hz. Bila tegangan dalam salah satu dawai ditambahkan dengan 2%, maka besar frekuensi pelayangan yang terjadi adalah…
A. nol
B. 2 Hz
C. 4 Hz
D. 6 Hz
E. 8 Hz
Penyelesaian Fisika: C
\[\begin{align*} \frac{f_1}{f_2}&=\frac{\sqrt{F_1}}{\sqrt{F_2}}\\ \frac{f_1}{f_2}&=\frac{\sqrt{F_1}}{\sqrt{F_1+0,02F_1}}\\ \frac{400}{f_2}&=\sqrt{\frac{1}{1,02}}\\f_2&=404Hz\\\\\Delta f&=f_2-f_1\\\Delta f&=404-400=4Hz\end{align*}\]
Soal 22. SPMB 2006 Kode 521: Gelombang dengan amplitudo A berinterferensi dengan gelombang lain sejenis beramplitudo sama tapi berbeda frekuensinya. Hasil interferensi akan menunjukkan gelombang yang mempunyai
A. amplitudo sebesar 2A
B. amplitudo yang berkisar dari 0 hingga A
C. amplitudo yang berkisar dari A hingga 2A
D. amplitudo yang berkisar dari 0 hingga 2A
E. amplitudo sebesar A
Penyelesaian Fisika: D
Karena Amplitudo gelombang sama sebesar A, maka amplitudo superposisi berkisar dari 0 hingga 2A
Soal 23. UMPTN 2000 Kode 22: 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 s, maka tegangan kawat adalah ...
A. 40 N
B. 60 N
C. 80 N
D. 320N
E. 420N
Penyelesaian Fisika:D
\[\begin{align*} s&=\frac{1}{2}vt\\v&=\sqrt{\frac{Fl}{m}}\\maka\\s&=\frac{1}{2}t\sqrt{\frac{Fl}{m}}\\\\200&=\frac{1}{2}(10)\sqrt{\frac{F(200)}{40}}\\40&=\sqrt{5F}\\1600&=5F\\F&=320N\end{align*}\]
Soal 24. SPMB 2004 Kode 550: Laju gelombang yang menjalar melalui seutas tali yang diregangkan dapat bertambah besar ketika...
(1) tali diperpanjang sedang massa tali dan regangan tetap
(2) massa tali diperbesar sedang panjang tali dan regangan tetap
(3) regangan diperbesar sedang massa dan panjang tali tetap
(4) baik regangan, massa, dan panjang tali diperbesar sejumlah kelipatan tertentu yang sama
Penyelesaian Fisika: 1,3 (B)
\[v=\sqrt{\frac{F}{\mu }}=\sqrt{\frac{F.L}{m}}=\sqrt{\frac{F}{\rho .A}}\]
Soal 25. SIMAK-UI 2009 Kode 924: Persamaan sebuah gelombang stasioner pada tali di titik yang berjarak x dari ujung pantul adalah $\begin{align*} y = 12 \cos \pi x . \sin \left (\frac{\pi }{4} \right )t\end{align*}$ , y dalam cm, x dalam meter, dan t dalam detik. Pernyataan yang BENAR adalah
(1) gelombang stasioner tersebut dihasilkan oleh tali ujung bebas
(2) amplitudo di titik yang berjarak 0,25 m dari ujung pantul adalah 6√2 cm
(3) letak perut ke-2 dari ujung bebas berjarak 1 m
(4) cepat rambat gelombang adalah 0,25 m/s
Penyelesaian Fisika: E
Persamaan:\[\begin{align*} y &= A{\color{Red} \cos k x} {\color{Blue} \sin \omega t}\\y &= 12{\color{Red} \cos \pi x} {\color{Blue} \sin \left (\frac{\pi }{4} \right ) t}\end{align*}\]adalah gelombang stasioner yang dihasilkan oleh tali ujung bebas.
Amplitudo: \[\begin{align*} A &= 12 \cos \pi x\\&= 12 \cos \pi (0,25)\\&= 12 \cos 45^o\\&=12(0,5\sqrt{2})\\&=6\sqrt{2}cm\end{align*}\] letak perut ke-2 dari ujung bebas: Dari persamaan $\begin{align*}y = 12 \cos {\color{Blue} \pi x} . \sin \left (\frac{\pi }{4} \right )t \end{align*}$ diperoleh $k=\pi $.
\[\begin{align*} k&=\frac{2\pi }{\lambda }\Rightarrow \lambda =\frac{2\pi }{k}\end{align*}\]perut ke dua:\[\begin{align*} P_2&=\frac{1}{2}\lambda =\frac{1}{2}\left (\frac{2\pi }{k} \right )\\P_2& =\frac{1}{2}\left (\frac{2\pi }{\pi } \right ) =1m\end{align*}\]Cepat Rambat Gelombang: \[\begin{align*} v&=\frac{\omega }{k}=\frac{\frac{\pi }{4} }{\pi }\\&=\frac{1}{4}ms^{-1}\\&=0,25ms^{-1}\end{align*}\]
Soal 26.SPMB 2002 Kode 321: Sebuah gelombang merambat dinyatakan dalam satuan dasar SI sebagai berikut $\begin{align*} y = 0,2 \sin \pi(0,2x-20t)\end{align*}$ maka :
(1) gelombang merambat ke arah sumbu x positif
(2) lajunya 100 m/s
(3) frekuensinya 10 Hz
(4) di x = 0 pada t = 0 simpangannya nol
Penyelesaian Fisika
$\begin{align*} y &= 0,2 \sin \pi(0,2x-20t)\\y &= {\color{Magenta} 0,2} \sin 2\pi(\frac{x}{\color{Red} {10}}-{\color{Blue} 10}t)\\PU: y &= {\color{Magenta} A} \sin 2\pi(\frac{x}{{\color{Red} \lambda }}-{\color{Blue} f}t)\\&diperoleh:\\ A&={\color{Magenta} 0,2}m\\\lambda &={\color{Red} 10}m\\f&={\color{Blue} 10}ms^{-1} \end{align*}$
Soal 27. SPMB 2006 Kode 521: Simpangan gelombang yang merambat ke arah sumbu x dinyatakan oleh persamaan berikut: $\begin{align*} y = 2 \sin 0,2 \pi (0,2x-20t)\end{align*}$ , 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
Penyelesaian Fisika
\[\begin{align*} y &= 2\sin 0,2 \pi ( 0,2x- 20t)\\ y &= 2 \sin 2 \pi ( 0,02x- 2t)\\ y &= 2 \sin 2 \pi ( \frac{x}{\color{Blue}{ 50}}- {\color{Red} 2}t)\\ y &=A \sin 2 \pi (\frac{x}{{\color{Blue} \lambda }}- {\color{Red} f}t)\end{align*}\]Diperoleh:...
1. frekuensi = 2 Hz
2. panjang gelombang 50 cm
3. cepat rambat gelombang: \[\begin{align*} v &= f.\lambda \\&=2(0,5)=1ms^{-1}\end{align*}\]
4. dua titik yang berjarak 125 cm\[\begin{align*} n &= \frac{s}{\lambda }=\frac{125}{ 50}=2,5\\&\textrm{tidak sefase}\end{align*}\]
Soal 28. UMPTN 2000 Kode 25: Gelombang $\begin{align*} y_1 = A \sin (kx-\omega t)\end{align*}$ bersuperposisi dengan gelombang $\begin{align*} y_2 = A \sin (kx+\omega t)\end{align*}$ . Amplitudo gelombang resultannya .... (1) bergantung pada x
(2) nilai maksimumnya 2A
(3) nilai minimumnya nol
(4) bergantung pada waktu
Penyelesaian Fisika:A
\[\begin{align*} &y_1 = A \sin (kx-\omega t)\\&\underline{y_2 = A \sin (kx+\omega t)\: \: +}\\&y=\underbrace{2 A \sin (kx)}_{\mathrm{{\color{Blue} {Amplitudo}}}}\cos \omega t)\end{align*}\] Amplitudo gelombang superposisi bergantung pada x, dengan nilai multak minimum nol dan maksimal 2A.
Soal 29. SIMAK-UI 2009 Kode 945: Gelombang elektromagnet tidak dipengaruhi oleh medan magnet maupun medan listrik.
SEBAB
Cepat rambat gelombang elektromagnetik di suatu medium berbanding lurus dengan akar permeabilitas medium.
Penyelesaian Fisika: E
Pernyataan Salah, Alasan Salah.
Soal 30. SPMB 2004 Kode 250: Jika sumber gelombang bergerak dengan kelajuan melebihi kelajuan gelombang yang dipancarkan akan terbentuk gelombang kejut.
SEBAB
Muka-muka gelombang dari sumber yang bergerak melebihi kelajuan gelombang akan berimpitan sehingga membentuk pulsa gelombang dengan amplitudo yang besar.
Penyelesaian Fisika: A
