Mari kita Mulai..!
11 SOAL DAN PENYELESAIAN GELOMBANG MEKANIK KELAS 11
Soal 1. 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
Penyelesaian Fisika: D
Soal 2. Suatu gelombang stasioner memiliki panjang gelombang 60 cm. Jarak simpul dan perut gelombang terdekat adalah . . . .
A. 15 cm
B. 30 cm
C. 45 cm
D. 60 cm
E. 75 cm
Penyelesaian Fisika:
Jarak simpul dan perut terdekat adalah 1/4 λ
\[\begin{align*} x= \frac{1}{4}\lambda = \frac{1}{4}(60)= 15 cm \end{align*}\]
Soal 3. 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
B. 4 cm/s
C. 8 cm/s
D. 16 m/s
E. 32 m/s
Penyelesaian Fisika:
Jarak dua titik berdekatan dengan fase sama = λ
Sehingga:
\[\begin{align*} v&=\frac {\lambda }{T}\\&=\frac {8}{2}\\&=4ms^{-1}\end{align*}\]
Soal 4. 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. $y = 0,1 \sin 20\pi (t – 5x)$
B. $y = 0,1\sin 20\pi (t – 0,5x)$
C. $y = 0,1 \sin 20\pi (t – 0,2x)$
D. $y = 0,1 \sin 10\pi (t – 5x)$
E. $y = 0,1 \sin 10\pi (t – 0,2x)$
Penyelesaian Fisika:
kecepatan sudut gelombang:
\[\begin{align*} \omega &= 2 \pi f\\ \omega &= 2 \pi (10) = 20\pi rad.s^{-1}\end{align*}\]bilangan gelombang:\[\begin{align*} k &= \frac{2\pi f}{v}= \frac{\omega }{v}\\ k &=\frac{20\pi }{5}=4\pi \end{align*}\] Persamaan Umum Gelombang Berjalan: \[\begin{align*} y &=A \sin (\omega t - kx)\\ y &= 0,1 \sin (20\pi.t -\frac{20\pi x}{5})\\ y &= 0,1 sin 20\pi (t - 0,2)\end{align*}\]
Soal 5. Seorang Pelajar 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
B. 5 m/s
C. 0,75 m/s
D. 0,5 m/s
E. 0,25 m/s
Penyelesaian Fisika:
3 perut dan 4 simpul = 1,5λ
\[\begin{align*} 1,5\lambda &=15\\ \lambda &= 10 cm = 0,1 m\\\\ v &= \lambda . f\\ v &= 0,1 . 50 = 5 ms^{-1} \end{align*}\]
Soal 6. Gelombang bunyi adalah ... .
A. gelombang transversal
B. gelombang longitudinal
C. gelombang elektromagnetik
D. gelombang yang dapat dipolarisasikan
E. gelombang yang dapat merambat dalam vakum
Penyelesaian Fisika: B
Bunyi termasuk gelombang mekanik sekaligus gelombang longitudinal.
Soal 7. Dua gelombang memancarkan frekuensi 100 Hz dan 110 Hz. Periode layangan yang teramati adalah . . . .
A. 10 sekon
B. 5 sekon
C. 2,5 sekon
D. 0,2 sekon
E. 0,1 sekon
Penyelesaian Fisika: E
Frekuensi layangan adalah selisih dua frekuensi yang berbeda sedikit saja.
\[\begin{align*} f_{layangan} &= 110-100 = 10Hz\\ T &= \frac{1}{f} = \frac{1}{10} = 0,1 s \end{align*}\]
Soal 8. UN SMA 2018: Perhatikan gambar gelombang sinusoidal berikut!
Jika panjang gelombang sinusoidal di atas adalah 80 cm, maka titik yang memiliki beda fase 3/4 adalah...
A. P dengan Q
B. P dengan R
C. P dengan S
D. Q dengan S
E. R dengan S
Penyelesaian Fisika: A
Beda fase 3/4 sama dengan jarak 3/4 gelombang, dalam gambar adalah: PQ dan QR
Soal 9. 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
Penyelesaian Fisika: B
Kecepatan rambat gelombang dalam dawai berbanding lurus dengan tegangan tali dan berbanding terbalik dengan massa dawai per satuan panjang.
\[\begin{align*} v &= \sqrt{\frac{F}{\mu }} \end{align*}\]
Soal 10. Syarat terjadinya interferensi gelombang adalah gelombang-gelombang yang mengalami interferensi harus bersifat koheren, maksudnya adalah . . . .
1) memiliki selisih fase yang tetap
2) memililki amplitudo yang sama
3) memiliki frekuensi yang sama
4) memiliki panjang gelombang yang sama
Pernyataan di atas yang benar adalah . . . .
A. 1), 2), dan 3)
B. 1) dan 3)
C. 2) dan 4)
D. 4) saja
E. 1), 2), 3), dan 4)
Penyelesaian Fisika: A
Dua gelombang disebut koheren apabila kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama serta memiliki selisih fase yang tetap.
Soal 11. Seseorang mengamati gelombang pada permukaan air dengan meletakkan dua buah gabus yang terapung tepat di puncak gelombang. Jarak antara kedua gabus adalah 1,2 meter. Jika di antara kedua gabus dipisahkan 2 puncak gelombang maka panjang gelombang permukaan air tersebut adalah . . . .
A. 50 cm
B. 40 cm
C. 33,3 cm
D. 20 cm
E. 10 cm
Penyelesaian Fisika: B
3λ = 120 cm
λ = 120/3
λ = 40 cm
Soal 1. 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
Penyelesaian Fisika: D
Soal 2. Suatu gelombang stasioner memiliki panjang gelombang 60 cm. Jarak simpul dan perut gelombang terdekat adalah . . . .
A. 15 cm
B. 30 cm
C. 45 cm
D. 60 cm
E. 75 cm
Penyelesaian Fisika:
Jarak simpul dan perut terdekat adalah 1/4 λ
\[\begin{align*} x= \frac{1}{4}\lambda = \frac{1}{4}(60)= 15 cm \end{align*}\]
Soal 3. 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
B. 4 cm/s
C. 8 cm/s
D. 16 m/s
E. 32 m/s
Penyelesaian Fisika:
Jarak dua titik berdekatan dengan fase sama = λ
Sehingga:
\[\begin{align*} v&=\frac {\lambda }{T}\\&=\frac {8}{2}\\&=4ms^{-1}\end{align*}\]
Soal 4. 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. $y = 0,1 \sin 20\pi (t – 5x)$
B. $y = 0,1\sin 20\pi (t – 0,5x)$
C. $y = 0,1 \sin 20\pi (t – 0,2x)$
D. $y = 0,1 \sin 10\pi (t – 5x)$
E. $y = 0,1 \sin 10\pi (t – 0,2x)$
Penyelesaian Fisika:
kecepatan sudut gelombang:
\[\begin{align*} \omega &= 2 \pi f\\ \omega &= 2 \pi (10) = 20\pi rad.s^{-1}\end{align*}\]bilangan gelombang:\[\begin{align*} k &= \frac{2\pi f}{v}= \frac{\omega }{v}\\ k &=\frac{20\pi }{5}=4\pi \end{align*}\] Persamaan Umum Gelombang Berjalan: \[\begin{align*} y &=A \sin (\omega t - kx)\\ y &= 0,1 \sin (20\pi.t -\frac{20\pi x}{5})\\ y &= 0,1 sin 20\pi (t - 0,2)\end{align*}\]
Soal 5. Seorang Pelajar 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
B. 5 m/s
C. 0,75 m/s
D. 0,5 m/s
E. 0,25 m/s
Penyelesaian Fisika:
3 perut dan 4 simpul = 1,5λ
\[\begin{align*} 1,5\lambda &=15\\ \lambda &= 10 cm = 0,1 m\\\\ v &= \lambda . f\\ v &= 0,1 . 50 = 5 ms^{-1} \end{align*}\]
Soal 6. Gelombang bunyi adalah ... .
A. gelombang transversal
B. gelombang longitudinal
C. gelombang elektromagnetik
D. gelombang yang dapat dipolarisasikan
E. gelombang yang dapat merambat dalam vakum
Penyelesaian Fisika: B
Bunyi termasuk gelombang mekanik sekaligus gelombang longitudinal.
Soal 7. Dua gelombang memancarkan frekuensi 100 Hz dan 110 Hz. Periode layangan yang teramati adalah . . . .
A. 10 sekon
B. 5 sekon
C. 2,5 sekon
D. 0,2 sekon
E. 0,1 sekon
Penyelesaian Fisika: E
Frekuensi layangan adalah selisih dua frekuensi yang berbeda sedikit saja.
\[\begin{align*} f_{layangan} &= 110-100 = 10Hz\\ T &= \frac{1}{f} = \frac{1}{10} = 0,1 s \end{align*}\]
Soal 8. UN SMA 2018: Perhatikan gambar gelombang sinusoidal berikut!
Jika panjang gelombang sinusoidal di atas adalah 80 cm, maka titik yang memiliki beda fase 3/4 adalah...
A. P dengan Q
B. P dengan R
C. P dengan S
D. Q dengan S
E. R dengan S
Penyelesaian Fisika: A
Beda fase 3/4 sama dengan jarak 3/4 gelombang, dalam gambar adalah: PQ dan QR
Soal 9. 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
Penyelesaian Fisika: B
Kecepatan rambat gelombang dalam dawai berbanding lurus dengan tegangan tali dan berbanding terbalik dengan massa dawai per satuan panjang.
\[\begin{align*} v &= \sqrt{\frac{F}{\mu }} \end{align*}\]
Soal 10. Syarat terjadinya interferensi gelombang adalah gelombang-gelombang yang mengalami interferensi harus bersifat koheren, maksudnya adalah . . . .
1) memiliki selisih fase yang tetap
2) memililki amplitudo yang sama
3) memiliki frekuensi yang sama
4) memiliki panjang gelombang yang sama
Pernyataan di atas yang benar adalah . . . .
A. 1), 2), dan 3)
B. 1) dan 3)
C. 2) dan 4)
D. 4) saja
E. 1), 2), 3), dan 4)
Penyelesaian Fisika: A
Dua gelombang disebut koheren apabila kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi dan amplitudo yang sama serta memiliki selisih fase yang tetap.
Soal 11. Seseorang mengamati gelombang pada permukaan air dengan meletakkan dua buah gabus yang terapung tepat di puncak gelombang. Jarak antara kedua gabus adalah 1,2 meter. Jika di antara kedua gabus dipisahkan 2 puncak gelombang maka panjang gelombang permukaan air tersebut adalah . . . .
A. 50 cm
B. 40 cm
C. 33,3 cm
D. 20 cm
E. 10 cm
Penyelesaian Fisika: B
3λ = 120 cmλ = 120/3
λ = 40 cm
