1

CONTOH – CONTOH SOAL dAn CARA

PENYELESAIANNYA!!!! I. GEJALA GELOMBANG 1. Sebuah gelombang berjalan

mempunyai persamaan simpangan Y = 0,5 sin ( 40t + 12x ) m. Cepat rambat gelombang tersebut adalah.... a. 1 s

m

b. 2 sm

c. 3 sm

d. 4 sm

e. 5 sm

JAWABAN : E Penyelesaian : Y = 0,5 sin ( 40t + 12x ) m = 0,5 sin (40 t + 8 x ) m t = 40 , = 2 f 2 f = 40

f =

240

= 20 Hz

k = 2 x = 8 x

=

82

= 0,25 m V = f . = 20 Hz . 0,25 m = 5 s

m

2. Suatu gelombang stasioner

mempunyai persamaan simpangan Y

= (0,4 cos 10

16 x .sin 20 t) m. Maka

jarak simpul ke 3 dan perut ke 4 adalah.... a. 3.075 m b. 3,125 m c. 3,175 m d. 3,225 m e. 3,275 m JAWABAN : B Penyelesaian :

2 =

1016

=

1620

= 1,25 m

jarak simpul ke 3 ( Xs3 ) dan perut ke 4 ( Xp4 ) :

Xs(n) = ( 2n + 1 ) . 41

Xs3 = ( 2 .2 + 1 ) . 41 .12,5

= 15,625 m Xp(n) = ( 2n ) . 4

1

Xp4 = ( 2.3 ) . 41 .12,5

= 18,75 m Xp4 – Xs3 = jarak 18,75 m - 15,625 m = 3,125 m

3. Suatu gelombang stasioner mempunyai

persamaan simpangan Y = ( 1,4 cos 6

5 x

sin 24 t) m dalam satuan SI, maka diketahui : 1. Amplitudo gelombangnya 1,7 m 2. Frekuensinya 14 Hz 3. Panjang gelombangnya 4,4 m 4. Cepat rambat gelombang 33,6 s

m

Dari data tersebut, data yang sesuai dengan persamaan simpangan diatas ditunjukkan dengan nomor.... a. 1 dan 2 b. 2 dan 4 c. 2 dan 3 d. 3 dan 4 e. 3 dan 1 JAWABAN : B Penyelesaian : Amplitudo (A) = 2

1 .2A

= 21 . 1,4

= 0,7 m Frekuensi (f)

t = 24 , = 2 f 2 f = 24

f =

224

= 14 Hz Panjang gelombang ( )

2 =

65

=

512

= 2,4 m Cepat rambat gelombang (V) V = f .

= 14 Hz . 2,4 m = 33,6 s

m

2

4. Di bawah ini yang merupakan gelombang tiga dimensi yang memungkinkan terjadinya pemantulan, pembiasan, difraksi dan intervensi adalah.... a. Gelombang bunyi b. Gelombang tali c. Gelombang permukaan air d. Gelombang cahaya e. Gelombang stasioner JAWABAN :

5. Sebuah gelombang lurus datang pada bidang batas antara dua medium dengan sudut datang 30 0 .Jika indeks bias medium 2 relatif terhadap

medium 1 adalah21 2 , maka sudut

biasnya (r) adalah.... a. 15 0 b. 30 0 c. 45 0 d. 60 0 e. 90 0 JAWABAN : C Penyelesaian : Sudut datang i = 30 0

Indeks bias n = 21 2 ,

Sudut bias r....? Dengan menggunakan persamaan Snellius diperoleh

n 1 sin θ 1 = n 2 sin θ 2

sin θ 1 = 1

2

nn sin θ 2

sin 30 0 = 22 sin r

21 =

22 sin r

Sin r = 2

1 atau r = 45 0

Jadi, sudut bias gelombang (r) = 45 0

6. Di dalam suatu medium yang sama,

gelombang merambat lurus sehingga gelombang lurus akan merambat ke seluruh medium dalam bentuk gelombang lurus juga. Hal itu tidak berlaku jika pada medium diberi penghalang berupa celah. Pengaruh celah terhadap gelombang adalah, kecuali ....

a. celah lebar, hanya muka gelombang pada tepi celah saja yang melengkung

b. celah sempit difraksi gelombang tidak jelas

c. celah lebar maka difraksi tidak terlalu jelas

d. celah sempit maka difraksi gelombang sangat jelas.

e. celah sangat mempengaruhi difraksi JAWABAN :

II. GELOMBANG BUNYI 7. Dawai sepanjang 1 m diberi tegangan 100

N. Pada saat digetarkan dengan frekuensi 500 Hz, di sepanjang dawai terbentuk 10 perut, maka massa dawai tersebut adalah.... a. 10 5 kg b. 10 4 kg c. 10 3 kg d. 10 2 kg e. 10 1 kg JAWABAN : D Penyelesaian : Diket : L = 1 m, F = 100N, f = 500Hz ,

jumlah perut p = 10. Pola gelombang pada dawai adalah pada nada dasar terjadi satu perut, pada atas pertama terjadi dua perut, dan setrerusnya. Apabila terdapat sepuluh perut,berarti terjadi nada atas ke sembilan (f9). f0 : f1 : f2 : ....: f9 = 1 : 2: 3 : ....: 10 Jadi,

f9 = 10 f0 = 10 )21(

mFL

L

500 = 10 )1.1001.2

1(m

500 = m

1005

m = 10 2 kg

8. Sebuah pipa organa panjangnya 40 cm. Apabila laju suara di udara 320 m/s. Maka frekuensi nada dasar , nada dasar pertama dan nada dasar kedua untuk pipa organa tertutup secara berturut – turut adalah.... a. 200 Hz , 604 Hz dan 1000 Hz b. 200 Hz , 704 Hz dan 1000 Hz c. 200 Hz , 604 Hz dan 1100 Hz d. 200 Hz , 704 Hz dan 1100 Hz e. 200 Hz , 604 Hz dan 1110 Hz JAWABAN : A Penyelesaian :

3

Diket : L = 40 cm = 0,4 m v = 320 m/s

Pipa organa tertutup Nada dasar : = 4 L = 4 . 0,4 = 1,6m

f0 = v =

6,1320 = 200 Hz

Nada atas I : = 34 L =

34 .0,4

= 0,53m

f1 = v =

53,0320 = 604 Hz

Nada atas II : = 54 L =

54 .0,4 =

0,32m

f2 = v =

32,0320 = 1000 Hz

9. Sebuah garpu tala dengan frekuensi

550 Hz digetarkan di dekat suatu tabung gelas berisi air yang tinggi permukaannya dapat di atur. Jika kecepatan merambat bunyi di udara 330 m/s, maka jarak permukaan air dari ujung tabung agar terjadi resonansi adalah.... a. L = 0,10 m ; 0,20 m ; 0,35 m ;.... b. L = 0,20 m ; 0,30 m ; 0,40 m ;.... c. L = 0,35 m ; 0,40 m ; 0,60 m ;.... d. L = 0,25 m ; 0,55 m ; 0,85 m ;.... e. L = 0,15 m ; 0,45 m ; 0,75 m ;.... JAWABAN : E Penyelesaian :

550330

fv

= 0,6 m

L = 41 ,

43 ,

45

= )6,0(41 , )6,0(

43 , )6,0(

45

L = 0,15 m ; 0,45 m ; 0,75 m ;.... Jadi resonansi terjadi jika L = 0,15 m

; 0,45 m ; 0,75 m ;....

10. Sebuah kelapa jatuh dari ketinggian 10 m dalam waktu 2,5 sekon dalam waktu jika diketahui g = 10 m/s 2 , maka cepat rambat bunyi udara di tempat tersebut adalah.... a. 5 m/s b. 10 m/s c. 15 m/s d. 20 m/s e. 25 m/s

JAWABAN : D Penyelesaian:

X = v 0 t + 21 at 2

= h: v 0 = 0 dan a = ( gerak jatuh bebas) : t = t 1

h = 0 = 212

1 gt

21t =

10)10(22

gh =

100200

t 1 = s0,21020

t = t1 – t2 t2 = t – t1 = 2,5 – 2 = 0,5 s

V = sm

th 20

5,010

2

11. Dua buah gelombang, masing – masing dengan frekuensi 150 Hz dan a Hz dibunyikan pada saat yang bersamaan. Jika terjadi 5 layangan dalam 1 sekon maka nilai a adalah ….(untuk a > 150) a. 155 Hz b. 160 Hz c. 165 Hz d. 170 Hz e. 175 Hz JAWABAN : A Penyelesaian : f1 = 150 Hz f2 = a terjadi layangan satu sekon

frekuensi layangan (FL)= 15 = 5Hz

karena a >150 maka fL = a – f1

5 = a - 150 a = 155

12. Secara umum efek Doppler dialami ketika

ada suatu gerak relatif antara sumber gelombang dan pengamat. Apabila sumber bunyi dan pengamat bergerak mendekati, maka pengamat mendengar frekuensi bunyi yang ..… daripada frekuensi bunyi yang dipancarkan sumber tanpa adanya gerak relatif. a. lebih rendah b. sama c. lebih tinggi d. lebih besar e. lebih kecil JAWABAN : C

4

13. Dalam perangkat percobaan Melde seperti pada gambar 2.23, dawai yang ditegangkan di antara kedua jembatan memiliki panjang 1 meter dan masa 25 gram. Jika masa beban yang digantung adalah M = 250 gram, tentukan cepat rambat gelombang transversal yang merambat dalam dawai tersebut adalah.......... (ambil g = 10 m/s2). a) 10 m/s b) 12 m/s c) 13 m/s d) 15 m/s e) 17 m/s JAWABAN : A Penyelesaian : Panjang dawai L = 1 m ; Massa dawai m = 25g, = 25 x 10-3kg; masa beban M = 250g = 250 x 10-3kg. Untuk dapat menghitung cepat rambat v, dengan v = /F . Kita harus menentukan dahulu tegangan dawai F, dan massa per panjang dawai . Tegangan dawai F dihasilkan oleh beban Mg, sedangn = m/L, sehingga

V = mMgL

LmMgF

/

V = 1025

)1)(10)(310250(

x

x

= 100 = 10m/s 14. Seutas senar dengan panjang 2 m,

jika massa senar per satuan panjang adalah 2,5 x 10-3 kg/m dan senar ditegangkan oleh gaya 100 N. Harmonik pertamanya adalah... a. 30 Hz b. 40 Hz c. 50 Hz d. 60 Hz e. 70 Hz JAWABAN : C Penyelesaian : Diket : L = 2 m µ = 2,5 x 10-3 kg/m F = 100 N Dit : f1 = ? Jawab :

31 105,2100

21

xL

f

= 310400,4

1 x

= 0,4

200

= 50 Hz 15. Perhatikan pernyataan berikut!

1) berbanding lurus dengan panjang senar, 2) berbanding lurus dengan akar kuadrat

dari gaya tegangan senar, 3) berbanding lurus dengan akar kuadrat

dari massa jenis bahan senar, 4) berbanding terbalik dengan akar

kuadrat dari luas penampang senar. Yang merupakan bunyi Hukum Marsene adalah...

a. 1,2,3,4 b. 2,3,4 c. 1,3,4 d. 2 dan 4 e. Semua benar JAWABAN : D

16. Suatu gelombang gempa terasa di desa A dengan intensitas 8.105 w/m2. Sumber gempa berasal dari suatu tempat (P) yang berjarak 500 km dari desa A. jika jarak desa A dan desa B sejauh 300 km dan ketiga tempat itu membentuk sudut segitiga siku-siku dengan sudut siku-siku di desa A maka intensitas gelombang gempa yang terasa di desa B adalah .... w/m2. a. 5,98. 105 b. 6,98. 105 c. 5,88. 105 d. 6,88. 105 e. 5,78. 105 JAWABAN : C Penyelesaian : Diket : AB = 300 km

AC = 500 km IA = 8. 105 w/m2

Dit : PB? Jawab : PB2 = AP2 + AB2

= (500)2 + (300)2 = 34.102

IB = 2

2

PBAP .IA

= 52

2

10.8.10.34

500

= 5,88. 105 w/m2

5

17. Sebuah sumber bunyi bergetar

dengan daya 20 . Taraf intensitas bunyi pada jarak 10 cm dari sumber bunyi tersebut adalah ....dB. (log 2 = 0,3010) a. 140,9 b. 141,9 c. 140,8 d. 141,8 e. 140,7 JAWABAN : C Penyelesaian : Diket :P = 20

R = 10 cm = 10-1 I0 = 10-12 w/m2 Log 2 = 0,3010

Dit : TI? Jawab :

22

212 /10.5)10.(4

204

mwr

PI

TI = 10 log 0II

= 10 log 12

2

1010.5

= 10 (log 500 – log 10-12)

= 10 (log 2

1000 - log 10-12)

= 10 (log 103 – log2–log10-12) = 10 (3 – 0,3010 + 12) = 10 (14, 69) = 140, 69

18. Berikut ini merupakan perbedaan ultrasonik dengan sinar – x

No Sinar Ultrasonik Sinar-X 1. Tidak dapat

digunakan terus menerus

Dapat digunakan terus menerus

2. Dapat mendeteksi perbedaan antara jaringan-jaringan lunak dalam tubuh

Tidak dapat mendeteksi perbedaan antara jaringan lunak dalam tubuh

3. Lebih aman Kurang aman 4. Bisa melukai Tanpa

melukai Perbedaan yang paling tepat dari data pada tabel di atas adalah .... a. 1 dan 2

b. 2 dan 3 c. 2 dan 4 d. 3 dan 4 e. 4 dan 1 JAWABAN : B

III. OPTIKA FISIS 19. Suatu cahaya tak terpolarisasi engenai

polaroid pertama dengan intensitas I0. Jika sudut antara kedua sumbu transmisi 600, maka intensitas cahaya yang keluar dari sistem polaroid yang terdri dua buah polaroid adalah .... a. ½ I0 b. ¼ I0 c. 1/8 I0 d. 1/16 I0 e. 1/32 I0 JAWABAN : C Penyelesaian : Intensitas cahaya yang datang ke polaroid pertama (polarisasi) adalah I0,Intensitas cahaya yang keluar dari polaroid kedua (analisator) adalah I2 Maka, I2 = I1 cos 2

= ½ I0 cos 2 = ½ I0 (cos 300)2 = ½ I0 ( ½ )2 = 1/8 I0 20. Cahaya tak berpolarisasi dengan intensitas

I0 jatuh pada sebuah polarisator dan analisator yang sumbu polarisasinya diputar 0 terhadap polarisator , sedangkan intensitas cahaya yang diteruskan adalah 3/8 I0. Sudut 0 adalah .... a. 900 b. 750 c. 600

d. 450 e. 300 JAWABAN : E Penyelesaian : Diket : I0 = I0

I2 = 3/8 I0 Ditanya : 0 Jawab : I2 = ½ I0 cos2 3/8 I0 = ½. I0 cos2

Cos2 = 0

0

2/18/3II

Cos2 = 43

86

6

Cos = 321

= 300

21. Sudut polarisasi suatu zat ketika dicelupkan ke air (indeks bias 4/3) adalah 600. Indeks bias dan sudut kritis zat tersebut secara berturut – turut adalah ….

a. 334 dan 300

b. 334 dan 600

c. 34 dan 300

d. 34 dan 600

e. 34 dan 450

JAWABAN : A Penyelesaian :

Diket : n1 = 34

1 = 600

Maka, n1 sin 1 = n2 sin 2

n1 = 1

22

sinsinn

1960 = 1

2

nn

1

3/43n

n1 = 334

= 33

4

= 1,3 3

22. Celah tunggal selebar 0,20 mm disinari berkas cahaya sejajar dengan

8000 Aº. Pola difraksi yang terjadi ditangkap oleh layar pada jarak 60 cm dari celah. Maka, jarak antara pita gelap ketiga dengan titik terang pusat adalah.... a. 7,1 mm b. 7,2 mm c. 7,3 mm d. 7,4 mm e. 7,5 mm JAWABAN B Penyelesaian : Diket : d = 0,20 mm

n = 3 = 8000 Aº = 8.10-4 mm L = 60 cm = 6.102 mm

Ditanya : y? Jawab : d sin = n.

0,20 sin = 3 (8.10-4)

sin = 20,010.24 4

= 120. 10-4 = 1,2 . 10-2

= 0,012 Karena y jauh lebih kecil daripada L, maka sudut adalah sudut yang sangat kecil, sehingga sin tan .

sin tan = Ly

y = 0,012 (600 mm) = 7,2 mm 23. Jika mata diperbesar sampai diameter

bukaan 10 mm. Jika diketahui Panjang gelombang cahaya 500 nm dan indeks bias = 1,33. Maka jarak minimum antara dua sumber titik yang masih dapat dibedakan oleh mata pada jarak 50 cm di depan mata (daya urai mata) adalah.... a. 1,29 .10-5 m b. 2,29 . 10-5 m c. 3,29 . 10-5 m d. 4,29 .10-5 m e. 0,29 .10-5 m JAWABAN B Penyelesaian : Diket : D = 10 m = 10-2 m

( u) = 500 nm = 5.10-7m n = 1,33

Dit : Daya urai mata (dm)? Jawab : Panjang gelombang ketika memasuki

lensa mata (mata) :

mata = 33.1

10.5 74

n

= 3,76.10-7 m Jarak sumber titik ke lensa

(L) = 50 cm = 5.10-1 m

Daya urai mata (dm) :

Dm = D

L22,1

= 2

17

10)10.5)(10.76,3(22,1

= 2,29.10-5 m

7

24. Pada suatu malam di jalan raya, sebuah mobil melaju menjauhi sopir truk yang tengah berada di depan truknya. Pada kondisi ini, pupil supir tersebut memiliki diameter kira-kira 8,0 mm. Kedua lampu mobil dipisahkan dengan jarak sejauh 1,25 m dan memancarkan sinar merah ( = 700 nm dalam vakum). Berapa jauh jarak mobil itu dari sopir tersebut ketika kedua lampu belakangnya tampak menyatu menjadi sebuah bintik tunggal cahaya akibat difraksi? a. 1,59.104 m b. 1,54.104 m c. 1,49.104 m d. 1,44.104 m e. 1,59.105 m JAWABAN A Penyelesaian : Diket : D = 8,0 mm = 8.10-3 m

u = 700 nm = 7.10-7 m n = 1,36 dm = 1,25 m

Dit : L ? Jawab :

mata = 36,1

10.7 7 mn

u

= 5,15.10-7 m

Dm = D

L22,1

L = .22,1

.Ddm

= 7

13

10.15,5.22,110,8.25,1

= 1,59 .104 m 25. Dua celah dengan jarak 0,2 mm

disinari tegak lurus. Pita terang ke-3 terletak 7,5 mm dari pita terang ke nol pada layer berjarak 1 m dari celah. Gelombang sinar yang akan dicapai adalah… a. 5 x 10-2 mm b. 5 x 10-3 mm c. 5 x 10-4 mm d. 5 x 10-5 mm e. 5 x 10-6 mm JAWABAN C Penyelesaian : Diket : d = 0,2 mm m = 3 L = 1 m = 1000 mm y = 7,5 mm Dit. : ?

Jawab :

Lyd = m

10002,0.5,7 = 3

1,5 = 3000

= 3000

5,1

= 3000

10.15000 4

= 5 x 10-4 26. Suatu lapisan tipis bensin (n=1,4)

mengapung di atas permukaan kaca (n=1,5). Sinar matahari jatuh hampir tegak lurus pada lapisan tipis dan memantulkannya ke mata Anda. Walaupun sinar matahari adalah sinar yang mengandung berbagai warna, tetapi lapisan tipis tampak berwarna kuning. Ini karena interferensi destruktif pada lapisan menghilangkan warna biru ( biru di udara = 468 nm) dari cahaya yang dipantulkan ke mata. Ketebalan minimum t (t tidak sama dengan 0) dari lapisan tipis ini adalah… f. 140 nm g. 145 nm h. 160 nm i. 156 nm j. 150 nm JAWABAN D Penyelesaian : 2nt = m ; m = 0, 1, 2, …

t = m

m2

tmin = 50,1.2

468.1

= 156 nm 27.Seberkas cahaya monokromatis dengan

panjang gelombang 600 nm (1 nm = 10-9) menyinari tegak lurus suatu kisi yang terdiri dari 200 garis/mm. Sudut deviasi orde kedua dan orde maksimum yang mungkin terlihat adalah… a. 13,0 O dan 8 b. 13,9O dan 8 c. 12,0O dan 7 d. 12,9O dan 9 e. 13,9O dan 10 JAWABAN B Penyelesaian :

8

Diket : = 600 nm = 600 x 10-9 m = 6 x 10-7 m;

N = 200 garis/mm Dit. : sudut deviasi orde ke-2

dan orde mak. yang mungkin terlihat = ?

Jawab : tetapan kisi = 1/N = 1/200 mm d = 5 x 10-6 m sudut deviasi orde ke-2 d. sinn = m d. sin2 = 2

sin2 = (6 x 10-7 m)/(5 x 10-6 m) = 0,24 2 = 13,9O

d. sin = m sinn = m/d

= n(6 x 10-7 m)/(5 x 10-6 m) = 0,12 n

Orde maksimum yang mungkin terjadi pada layar adalah n = 1 / 0,12 = 8,33 (dibulatkan 8) Jadi, di atas dan dibawah garis 0 terdapat 8 garis terang, dan garis terang ke-9 tidak terlihat.

Created by : “Adit_ndut”