Soal Gelombang Mekanik Fisika SMA Dalam artikel ini, suatu kesempatan yang bagus bagi kita untuk menjawab soal-soal yang terkait dengan materi gelombang mekanik, pada muatan pelajaran Fisika Kelas 11 dimana, materi ini melingkupi jenis-jenis gelombang mekanik, serta juga sifat-sifatnya. Mari, silahkan simak pembahasan berikut ini dan semoga bisa bermanfaat.
Contoh Soal dan Penyelesaian Gelombang Mekanik
Soal No 1. Suatu gelombang transversal mempunyai rumus atau persamaan \[\\y = 0,25 sin \: \pi (30t - 0,5x)\] memiliki persamaan kecepatan...
a. v = 7,5Ï€ cos (30Ï€t - 0,5Ï€x)
b. v = 7,5Ï€ sin (30Ï€t - 0,5Ï€x)
c. v = 0,25 sin (30Ï€t - 0,5Ï€x)
d. v = -0,25 sin (30Ï€t - 0,5Ï€x)
e. v = -7,5Ï€ cos (30Ï€t - 0,5Ï€x)
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\v=\frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} t}\\v=\frac{\mathrm{d}(0,25 sin \: \pi (30t - 0,5x)) }{\mathrm{d} t}\\v=0,25(30\pi )\cos \: \pi (30t - 0,5x)\\v=7,5\pi \cos \: \pi (30t - 0,5x)\\v=7,5\pi \cos \: (30\pi t - 0,5\pi x)\]
d. v = -0,25 sin (30Ï€t - 0,5Ï€x)
e. v = -7,5Ï€ cos (30Ï€t - 0,5Ï€x)
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\v=\frac{\mathrm{d} y}{\mathrm{d} t}\\v=\frac{\mathrm{d}(0,25 sin \: \pi (30t - 0,5x)) }{\mathrm{d} t}\\v=0,25(30\pi )\cos \: \pi (30t - 0,5x)\\v=7,5\pi \cos \: \pi (30t - 0,5x)\\v=7,5\pi \cos \: (30\pi t - 0,5\pi x)\]
Jawabannya adalah A. v = 7,5Ï€ cos (30Ï€t - 0,5Ï€x)
Soal No 2. Rumus atau persamaan gelombang transversal memiliki bentuk \[\\y = 0,05 sin (2\pi t + 0,4\pi x)\] dimana x dan y dalam satuan meter dan t dalam satuan secodn. Cobalah untuk menenentukan arah rambat dan juga besar kecepatannya...
a. Ke kiri dan 2 m/s
b. Ke kiri dan 0,4 m/s
c. Ke kiri dan 5 m/s
Soal No 2. Rumus atau persamaan gelombang transversal memiliki bentuk \[\\y = 0,05 sin (2\pi t + 0,4\pi x)\] dimana x dan y dalam satuan meter dan t dalam satuan secodn. Cobalah untuk menenentukan arah rambat dan juga besar kecepatannya...
a. Ke kiri dan 2 m/s
b. Ke kiri dan 0,4 m/s
c. Ke kiri dan 5 m/s
d. Ke kanan dan 5 m/s
e. Ke kanan dan 2 m/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\y = 0,05 sin (2\pi t + 0,4\pi x)\\\\v = \frac{\omega }{k}\\v = \frac{2\pi }{0,4\pi}=5\: ms^{-1}\]
e. Ke kanan dan 2 m/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\y = 0,05 sin (2\pi t + 0,4\pi x)\\\\v = \frac{\omega }{k}\\v = \frac{2\pi }{0,4\pi}=5\: ms^{-1}\]
arah rambat ke kiri atau ke arah sumbu x negatip.
Jawabannya adalah c. Ke kiri dan 5 m/s
Soal No 3. Sebuah pegas (slinky) digetarkan sehingga menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak dua rapatan terdekat = 40 cm. Jika cepat rambat gelombangnya 20 m/s, maka panjang gelombang dan frekuensi gelombangnya adalah...
a. 40 m dan 0,50 Hz
b. 80 m dan 0,25 Hz
Soal No 3. Sebuah pegas (slinky) digetarkan sehingga menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak dua rapatan terdekat = 40 cm. Jika cepat rambat gelombangnya 20 m/s, maka panjang gelombang dan frekuensi gelombangnya adalah...
a. 40 m dan 0,50 Hz
b. 80 m dan 0,25 Hz
c. 0,2 m dan 100 Hz
d. 0,4 m dan 50 Hz
e. 0,8 m dan 25 Hz
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
jarak dua rapatan terdekat =λ
λ=40 cm = 0,4 m
\[\\f=\frac{v}{\lambda }\\f=\frac{20}{0,4}\\f=50\: Hz\]
d. 0,4 m dan 50 Hz
e. 0,8 m dan 25 Hz
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
jarak dua rapatan terdekat =λ
λ=40 cm = 0,4 m
\[\\f=\frac{v}{\lambda }\\f=\frac{20}{0,4}\\f=50\: Hz\]
Jawabannya adalah d. 0,4 m dan 50 Hz
Soal No 4. Seutas tali digetarkan pada salah satu ujungnya sehingga menghasilkan gelombang seperti gambar.
Soal No 4. Seutas tali digetarkan pada salah satu ujungnya sehingga menghasilkan gelombang seperti gambar.
Kalau ujung tali digetarkan selama 0,5 s maka panjang gelombang serta cepat rambat gelombang berturut-turut ialah...
a. 25 cm dan 50 cm/s
b. 50 cm dan 25 cm/s
c. 50 cm dan 100 cm/s
d. 125 cm dan 25 cm/s
a. 25 cm dan 50 cm/s
b. 50 cm dan 25 cm/s
c. 50 cm dan 100 cm/s
d. 125 cm dan 25 cm/s
e. 25 cm dan 100 cm/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\2\lambda =50\\\lambda =25cm\] \[\\v = \frac{S}{t}\\ v = \frac{50}{0,5}\\ v = 100 cm.s^{-1}\]
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\2\lambda =50\\\lambda =25cm\] \[\\v = \frac{S}{t}\\ v = \frac{50}{0,5}\\ v = 100 cm.s^{-1}\]
Jawabannya adalah e. 25 cm dan 100 cm/s
Soal No 5. Dua gabus berjarak 2 meter berada mengapung dibukit dan lembah gelombang laut yang berdekatan. Butuh waktu 1 sekon untuk kedua gabus berubah posisi dari bukit ke lembah gelombang. Panjang gelombang (T) dan kecepatan (v) rambat gelombang laut tersebut adalah...
a. 4 m dan 2 m/s
Soal No 5. Dua gabus berjarak 2 meter berada mengapung dibukit dan lembah gelombang laut yang berdekatan. Butuh waktu 1 sekon untuk kedua gabus berubah posisi dari bukit ke lembah gelombang. Panjang gelombang (T) dan kecepatan (v) rambat gelombang laut tersebut adalah...
a. 4 m dan 2 m/s
b. 4 m dan 4 m/s
c. 2 m dan 2 m/s
d. 2 m dan 4 m/s
e. 8 m dan 8 m/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\\frac{1}{2}\lambda =2\: m\\\lambda =4\: m\\\frac{1}{2}T =1\: m\\T =2\: s\\v = \frac{\lambda }{T}\\ v = \frac{4}{2}\\ v = 2\: m.s^{-1}\]
d. 2 m dan 4 m/s
e. 8 m dan 8 m/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\\frac{1}{2}\lambda =2\: m\\\lambda =4\: m\\\frac{1}{2}T =1\: m\\T =2\: s\\v = \frac{\lambda }{T}\\ v = \frac{4}{2}\\ v = 2\: m.s^{-1}\]
Jawabannya adalah c. 2 m dan 2 m/s
Soal No 6. Sebuah gelombang transversal mempunyai periode 4 detik. Jika jarak antara dua buah titik berurutan yang sama fasenya = 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah...
a. 5 cm/s
b. 4 cm/s
c. 3 cm/s
d. 2 cm/s
e. 1 cm/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\v = \frac{\lambda }{T}\\ v = \frac{8}{4}\\ v = 2\: cm.s^{-1}\]
Soal No 6. Sebuah gelombang transversal mempunyai periode 4 detik. Jika jarak antara dua buah titik berurutan yang sama fasenya = 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah...
a. 5 cm/s
b. 4 cm/s
c. 3 cm/s
d. 2 cm/s
e. 1 cm/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\v = \frac{\lambda }{T}\\ v = \frac{8}{4}\\ v = 2\: cm.s^{-1}\]
Jawabannya adalah d. 2 cm/s
Soal No 7. Gelombang air laut mendekati pantai dengan cepat rambat 8 m/s. Jika jarak antara perut dan simpul yang berdekatan adalah 5 m maka tentukan besarnya frekuensi dan periode gelombang...
a. 0,8 Hz dan 1,25 s
Soal No 7. Gelombang air laut mendekati pantai dengan cepat rambat 8 m/s. Jika jarak antara perut dan simpul yang berdekatan adalah 5 m maka tentukan besarnya frekuensi dan periode gelombang...
a. 0,8 Hz dan 1,25 s
b. 0,8 Hz dan 2,5 s
c. 1,25 Hz dan 0,8 s
d. 1,25 Hz dan 2,5 s
c. 1,25 Hz dan 0,8 s
d. 1,25 Hz dan 2,5 s
e. 2,5 Hz dan 0,8 s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\\frac{1}{4}\lambda =5\: m\\\lambda =20\: m\\f=\frac{v}{\lambda }\\f=\frac{8}{20}\\f=0,4\: Hz\\T=\frac{1}{f}\\T=\frac{1}{0,4}=2,5s\]
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\\frac{1}{4}\lambda =5\: m\\\lambda =20\: m\\f=\frac{v}{\lambda }\\f=\frac{8}{20}\\f=0,4\: Hz\\T=\frac{1}{f}\\T=\frac{1}{0,4}=2,5s\]
Jawabannya adalah b. 0,8 Hz dan 2,5 s
Soal No 8. Roni merasakan getaran gempa yang frekuensinya 15 Hz. Jika sumber getarannya dari pantai yang berjarak 60 km dan tiba dalam waktu 20 s, maka panjang gelombang gempa tersebut....
a. 1500 m
b. 10000 m
c. 500 m
d. 200 m
e. 100 m
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\\frac{s}{t}=\lambda .f\\\frac{60.000}{20}=\lambda .15\\\lambda =200\: m\]
Soal No 8. Roni merasakan getaran gempa yang frekuensinya 15 Hz. Jika sumber getarannya dari pantai yang berjarak 60 km dan tiba dalam waktu 20 s, maka panjang gelombang gempa tersebut....
a. 1500 m
b. 10000 m
c. 500 m
d. 200 m
e. 100 m
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\\frac{s}{t}=\lambda .f\\\frac{60.000}{20}=\lambda .15\\\lambda =200\: m\]
Jawabannya adalah d. 200 m
Soal No 9. Suatu gelombang transversal memiliki persamaan \[\\y = 0,2 sin \pi (40t - 0,5x)m\]Tentukanlah periode dan panjang gelombangnya...
a. 0,05 s dan 4 m
b. 0,025 s dan 8 m
Soal No 9. Suatu gelombang transversal memiliki persamaan \[\\y = 0,2 sin \pi (40t - 0,5x)m\]Tentukanlah periode dan panjang gelombangnya...
a. 0,05 s dan 4 m
b. 0,025 s dan 8 m
c. 40 s dan 0,5 m
d. 20 s dan 0,25 m
e. 5 s dan 0,5 m
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\y = 0,2 sin 2\pi (20t - \frac{x}{4})\\y = A sin 2\pi (ft - \frac{x}{\lambda })\]didapatkan:\[\\f=20Hz\\T=\frac{1}{f}\\T=\frac{1}{20}=0,05s \\\lambda =4\, m\]
d. 20 s dan 0,25 m
e. 5 s dan 0,5 m
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
\[\\y = 0,2 sin 2\pi (20t - \frac{x}{4})\\y = A sin 2\pi (ft - \frac{x}{\lambda })\]didapatkan:\[\\f=20Hz\\T=\frac{1}{f}\\T=\frac{1}{20}=0,05s \\\lambda =4\, m\]
Jawabannya adalah a. 0,05 s dan 4 m
Soal No 10. Persamaan gelombang transversal mempunyai bentuk \[\\y = 0,25 sin (6\pi t + 0,4\pi x),\] dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Sudut fase dan fase gelombang di titik x = 0,5 m pada saat ujung kawat telah bergetar 0,1 sekon...
a. 108° dan 0,3
b. 180° dan 0,5
Soal No 10. Persamaan gelombang transversal mempunyai bentuk \[\\y = 0,25 sin (6\pi t + 0,4\pi x),\] dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Sudut fase dan fase gelombang di titik x = 0,5 m pada saat ujung kawat telah bergetar 0,1 sekon...
a. 108° dan 0,3
b. 180° dan 0,5
c. 36° dan 0,1
d. 144° dan 0,4
e. 72° dan 0,2
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
sudut fase:\[\\\theta =6\pi t + 0,4\pi x\\\theta =6\pi (0,1) + 0,4\pi (0,5)\\\theta =0,8\pi =0,8(180)=144^{o}\]fase:\[\\\varphi =\frac{\theta}{2\pi } \\\varphi =\frac{0,8\pi }{2\pi } =0,4\]
e. 72° dan 0,2
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
sudut fase:\[\\\theta =6\pi t + 0,4\pi x\\\theta =6\pi (0,1) + 0,4\pi (0,5)\\\theta =0,8\pi =0,8(180)=144^{o}\]fase:\[\\\varphi =\frac{\theta}{2\pi } \\\varphi =\frac{0,8\pi }{2\pi } =0,4\]
Jawabannya adalah d. 144° dan 0,4
Soal No 11. Terdapat dua (2) buah gabus yang sedang berada di puncak-puncak gelombang. Dimana kedua gabus bergerak naik turun di atas permukaan air laut sejumlah 20 kali dalam kurun waktu 4 detik mengikuti gelombang air laut. Apabila jarak dari kedua gabus 100 cm dan diantaranya terdapat dua lembah dan satu bukit, maka frekuensi gelombang dan cepat rambat gelombang berturut-turut adalah...
a. 0,2 Hz dan 200 cm/sb. 0,2 Hz dan 250 cm/s
c. 5,0 Hz dan 200 cm/s
d. 2,5 Hz dan 250 cm/s
e. 5,0 Hz dan 250 cm/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
c. 5,0 Hz dan 200 cm/s
d. 2,5 Hz dan 250 cm/s
e. 5,0 Hz dan 250 cm/s
Cara penyelesaian dari guru Pak David Sigalingging, S.Pd:
Jawabannya adalah e. 5,0 Hz dan 250 cm/s
Demikian Contoh soal gelombang mekanik dan pembahasannya, kami yakin bahwa sobat yang rajin dan mau dengan teliti mempelajarinya pasti paham dan bisa maju untuk pengayaan.