Modul Gejala Gelombang

of 28

YAYASAN WIDYA BHAKTI

SEKOLAH MENENGAH ATAS SANTA ANGELA TERAKREDITASI A

Jl. Merdeka No. 24 Bandung 022. 4214714 Fax. 022. 4222587 http//: www.smasantaangela.sch.id, e-mail : [email protected]

_____________________________________________________________________

HANDOUT FISIKA KELAS XII (UNTUK KALANGAN SENDIRI)

GELOMBANG MEKANIS

of 28

Petunjuk Belajar :

1) Baca dan pelajarilah uraian materi modul ini dengan seksama. 2) Perhatikan contoh soal dan penyelesainnya, bila perlu Anda dapat

mengubahnya dengan nilai yang berbeda untuk lebih memahami

penyelesainnya.

3) Sangat disarankan, Anda melakukan diskusi dengan teman Anda untuk lebihmemahami konsep yang ada dalam modul ini.

4) Kerjakan evaluasi pada modul ini, kemudian cocokan dengan kunci jawaban yang ada.

5) Selamat Belajar

Standar Kompetensi : 1. Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam

menyelesaikan masalah

Kompetensi Dasar : 1.1. Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang secara umum

of 28

PENGERTIAN GELOMBANG. Gejala mengenai gerak gelombang banyak kita jumpai sehari-hari. Kita tentu mengenal gelombang yang dihasilkan oleh sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam air, sebab hal itu mudah kita amati. Di dalam perambatannya ada gelombang yang memerlukan medium perantara, misalnya gelombang air, gelombang bunyi. Tetapi ada juga yang tidak memerlukan medium perantara, misalnya gelombang cahaya dan gelombang elektromagnet. Di dalam bab ini dibahas hanyalah gelombang di dalam medium yang lenting yang disebut : Gelombang Mekanis. Karena sifat kelentingan dari medium maka gangguan keseimbangan ini dirambatkan ketitik lainnya. Jadi gelombang adalah usikan yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energi (tenaga). Sifat umum gelombang , antara lain : a. dapat dipantulkan (refleksi) b. dapat dibiaskan (refraksi) c. dapat dipadukan (interferensi) d. dapat dilenturkan (defraksi) e. dapat dipolarisasikan (diserap arah getarnya) Berdasarkan arah getaran partikel terhadap arah perambatan gelombang dapat dibedakan menjadi Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal. Gelombang Transversal ialah gelombang yang arah perambatannya tegak lurus pada arah getaran partikel. misalnya : gelombang pada tali, gelombang permukaan air, gelombang elektromagnetik. Gelombang Longitudinal ialah gelombang yang arah perambatannya searah dengan arah getaran partikel. misalnya : gelombang pada pegas, gelombang bunyi. PANJANG GELOMBANG Bila sebuah partikel yang bergetar menggetarkan partikel-partikel lain yang berada disekitarnya, berarti getaran itu merambat. Getaran yang merambat disebut Gelombang Berjalan. Jarak yang ditempuh getaran dalam satu periode disebut Panjang Gelombang (

).

of 28

Untuk lebih jelasnya lihat animasi di WWW.Stevanus_fisika.homestead.com Bila cepat rambat gelombang V dan periode getarannya T maka :

v T atauV

f.

PERSAMAAN GELOMBANG BERJALAN .

Dari titik P merambat getaran yang amplitudonya A, periodenya T dan cepat rambat getarannya v. Bila titik P telah bergetar t detik, simpangannya :

y A t At

Tp sin sin

2

Dari P ke Q yang jaraknya x getaran memerlukan 73

detik, jadi ketika P telah

bergetar t detik, titik Q baru bergetar ( )tx

v detik. Simpangan Q saat itu :

y AT

tx

vQ sin ( )

2

Jadi persamaan gelombang berjalan adalah :

y At

T

x

v sin ( )2

Perbedaan phase antara titik P dan Q adalah :

t

T

tx

v

T

( )

x

Bila getaran itu merambat dari kanan ke kiri dan P telah bergetar t detik, maka simpangan titik Q :

y At

T

x sin ( )2

PEMANTULAN GELOMBANG BERJALAN .

of 28

Titik P digerakkan ke atas dan kembali ke titik seimbang. karenanya dari P merambat gunung gelombang menuju Q. Bila Q ujung terikat, ternyata yang dipantulkan adalah lembah gelombang. Jadi oleh ujung terikat gunung gelombang dipantulkan sebagai lembah gelombang, phase gelombang terpantul berupa setengah. Tetapi bila Q ujung yang bebas, yang dipantulkan adalah gunung gelombang.

Kesimpulan : Pada ujung terikat phase gelombang terpantul berubah 12

,

sedangkan pada pemantulan diujung bebas phase gelombang terpantul tidak berubah. PERSAMAAN GELOMBANG STASIONER. Pada proses pantulan gelombang, terjadi gelombang pantul yang mempunyai amplitudo dan frekwensi yang sama dengan gelombang datangnya, hanya saja arah rambatannya yang berlawanan. hasil interferensi (perpaduan) dari kedua gelombang tersebut disebut Gelombang Stasioner Atau Gelombang Diam. PADA UJUNG BEBAS.

Selisih phase gelombang datang dan gelombang pantul di ujung bebas adalah 0,

jadi = 0 Ini berarti bahwa phase gelombang datang sama dengan phase gelombang pantul. Jika L adalah panjang tali dan x adalah jarak titik C yang teramati terhadap titik pantul pada ujung bebas, yaitu titik B. Jika A digetarkan, maka persamaan simpangan di A adalah

y AT

tA A sin2

Titik C yang berjarak x dari ujung bebas B, mengalami getaran gelombang dari : Gelombang datang : yaitu apabila A telah bergetar t detik, maka tentulah C

menggetar kurang dari t detik, selisih waktu tersebut adalah sebesar L x

v

,

sehingga t tL x

vc1

dan persamaan di C menjadi :

of 28

y AT

tL x

vC1

2

sin ( )

y At

T

L x

v TC1 2

sin (

.)

y At

T

L xC1 2

sin ( )

sebab v . T =

Gelombang pantul : Rambatan gelombang telah menempuh jarak L + x, sehingga

beda waktunya menjadi L x

v

detik, maka )(2

v

xLttC

detik.

Maka persamaan simpangan di C menjadi :

y AT

tL x

vC2

2

sin ( )

y At

T

L x

v TC2 2

sin (

.)

y At

T

L xC2 2

sin ( )

Hasil superposisi kedua gelombang adalah : yC = yC1 + yC2 jadi :

y AT

tL x

vA

Tt

L x

vC

sin ( ) sin ( )

2 2

y AT

tL x

v Tt

L x

vC

{sin ( ) sin ( )}

2 2

y At

T

L xC . sin . ( ) cos . ( )2 2

2 22

212

12

y Ax t

T

LC 2 2 2cos ( ) sin ( )

Persamaan di atas dapat dianggap sebagai persamaan getaran selaras dengan

amplitudo 2 2Ax

cos ( )

dan tergantung dari tempat titik yang diamati. Dari

ungkapan 2 2Ax

cos ( )

sebagai amplitudo tidak tergantung dari pada waktu.

Oleh karena pada simpul nilai amplitudo adalah nol dan lagi tidak merupakan fungsi dari pada waktu (t), maka :

of 28

2 2Ax

cos ( )

= 0 sehingga :

2 2 1 12

( ) ( )x

n

2 2 1 12

x n ( )

x n ( )2 1 14

Dengan ungkapan ini terbuktilah , bahwa jarak simpul ke titik pantul bebas

adalah : ( )2 1 14

n

Jarak antara dua simpul berturutan adalah :

( ( ) ) ( )2 1 1 2 114

14

n n

( ) ( ) .2 3 2 1 214

14

14

12

n n

Tempat-tempat yang menyatakan perut mempunyai harga amplitudo yang maksimal, jadi :

2 2Ax

maksimalcos

cos / /2 1

x

2

x

n

2x n x n 1

2

x n 2 12 Jadi terbukti pula, bahwa jarak perut ke titik pantul bebas adalah bilangan genap

kali 12

panjang gelombang atau 2 14

n .

UJUNG TERIKAT (UJUNG TETAP) Dititik pantul yang tetap gelombang datang dan gelombang pantul berselisih

phase 12

, atau gelombang pantul berlawanan dengan phase gelombang datang

12 . datang Jadi A digetarkan transversal maka y At

TA sin 2

of 28

Jika titik C yang kita amati, maka bagi gelombang yang datang dari kiri (gelombang datang) waktu menggetarnya C, yaitu tC terhadap waktu

menggetarnya A, yaitu tA = t detik berbeda L x

v

detik, sehingga t t

L x

vC

.

Jadi :

y AT

tL x

vC1

2

sin ( )

y At

T

L x

v TC1 2

sin (

.)

y At

T

L xC1 2

sin ( )

Bagi gelombang pantul yang datang dari kanan waktu getar C berselisih L x

v

detik dan fasenya berselisih 12

, atau ,

sehingga :

y A tL x

C2 2

sin ( )

y At

T

L xC2 2

sin ( )

Maka hasil superposisi gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung terikat adalah :

yC = yC1 + yC2 Jadi :

y A tL x

A tL x

C

sin ( ) sin ( )2 2

)}(2sin)(2{sin

xL

txL

tAyC

y At

T

L xC . cos ( ).sin2 2 2

y Ax t

T

LC 2 2 2sin ( ).cos ( )

of 28

Ungkapan ini dapat diartikan sebagai persamaan getaran selaras dengan amplitudo

2 2Ax

sin ( )

, yang ternyata tak tergantung pada t, oleh karena itu

simpul mempunyai amplitudo 0 (nol) dan tidak tergantung dari pada waktu (t), maka untuk :

2 2 0Ax

sin ( )

2

( )x

n

2x n x n 1

2.

x n 2 14

. .

Jadi terbukti pula, bahwa jarak simpul ke titik pantul tetap adalah bilangan genap

kali 14

panjang gelombang atau 2 14

. .n jarak antara dua simpul berturutan

adalah : 2 1 214

14

12

( ). .n n

Tempat perut menunjukkan simpangan yang maksimal, jadi :

2 2Ax

maksimalsin

sin / /2 1

x

2 2 1 12

x

n .

2 2 1 12x n . x n 2 1 14.

Disini terlihat pula, bahwa jarak perut ke titik pantul tetap adalah bilangan ganjil

kali 12

panjang gelombang dan harga maksimum simpangan (amplitudo)

gelombang stasioner adalah dua kali amplitudo gelombang yang menimbulkan inteferensi. Jarak antara simpul dengan perut yang terdekat adalah :

( ) ( ).2 1 214

14

14

n n

of 28

Sedangkan jarak antara dua perut yang berturutan adalah :

( ( ) ). ( ).2 1 1 2 114

14

12

n n

PERCOBAAN MELDE Percobaan Melde digunakan untuk menyelidiki cepat rambat gelombang transversal dalam dawai. Perhatikan gambar di bawah ini.

Pada salah satu ujung tangkai garpu tala diikatkan erat-erat sehelai kawat halus lagi kuat. kawat halus tersebut ditumpu pada sebuah katrol dan ujung kawat diberi beban, misalnya sebesar g gram. Garpu tala digetarkan dengan elektromagnet secara terus menerus, hingga amplitudo yang ditimbulkan oleh garpu tala konstan. Untuk menggetarkan ujung kawat A dapat pula dipakai alat vibrator. Setelah terbentuk pola gelombang stasioner dalam kawat dan jika diamati akan terlihat adanya simpul dan perut di antara simpul-silpul tersebut. Diantara simpul-simpul itu antara lain adalah A dan K yaitu ujung-ujung kawat tersebut, ujung A pada garpu tala dan simpul K pada bagian yang ditumpu oleh katrol. Pada seluruh

panjang kawat AK = L dibuat terjadi 4 gelombang, maka kawat mempunyai 1 = 14

L. Apabila f adalah frekwensi getaran tersebut, maka cepat rambat gelombang

dalam kawat adalah v1 = f . 1 = 14 f L

Jadi sekarang beban di tambah hingga menjadi 4g gram, maka pada seluruh

panjang kawat ternyata hanya terjadi 2 gelombang, jadi : 2 2 = L 2 = 12 L

sehingga :

v2 = f . 2 = 12 f L

Kemudian beban dijadikan 16g gram, maka pada seluruh panjang kawat hanya

terjadi satu gelombang, jadi : 3 = L, maka v3 = f . 3 = f L Beban dijadikan 64g gram, maka pada seluruh panjang kawat hanya terjadi 12

gelombang, jadi : 124 = L 4 =2 L sehingga v4 = f . 4 = 2f . L

of 28

Dari hasil pengamatan ini, maka timbul suatu anggapan atau dugaan, bahwa agaknya ada hubungan antara cepat rambat gelombang dengan berat beban, yang pada hakekatnya merupakan tegangan dalam kawat. data pengamatan tersebut di atas kita susun sebagai : Pengamatan I F1 = g 1 = 14 L v1 =

1

4f . L

Pengamatan II F2 = 4 g 2 = 12 L v2 = 1

2f . L

Pengamatan III F3 = 16 g 3 = L v3 = f . L

Pengamatan IV F4 = 64 g 4 = 2 L v4 = 2 f . L

Data di atas kita olah sebagai berikut :

v

v

f L

f L

2

1

12

14

2 .

. , dan

F

F

g

g

2

1

44

v

v

f L

f L

3

114

4 .

. , dan

F

F

g

g

3

1

1616

v

v

f L

f L

4

114

28

.

. , dan

F

F

g

g

4

1

6464

KESIMPULAN 1. Cepat rambat gelombang dalam tali, kawat, dawai berbanding senilai dengan akar gaya tegangan kawat, tali dawai tersebut. Percobaan di atas diulang kembali dengan bahan sama, panjang kawat tetap, beban sama (dimulai dari 16 g gram), hanya saja luas penampang kawat dibuat 4 kali lipat, maka dapat kita amati sebagai berikut :

1 = 12 L sehingga v1= 12

.f L

v3 = f .L (dari percobaan pertama, dengan menggunakan 16g gram) maka :

v

v

f L

f L

1

3

12 1

2

'.

.

Percobaan diulangi lagi dengan beban tetap 16 g gram, akan tetapi kawat diganti dengan kawat yang berpenampang 16 kali lipat (dari bahan yang sama dan panjang tetap), maka dalam kawat terjadi 4 gelombang, sehingga :

2 = 14 L sehingga v2= 14

.f L sehingga : v

v

f L

f L

2

3

14 1

4

'.

.

of 28

Apabila panjang kawat tetap dan dari bahan yang sama, sedangkan penampang diubah, maka berarti sama dengan mengubah massa kawat. Kalau massa kawat semula adalah m1, maka pada percobaan tersebut massa kawat berturut-turut diubah menjadi m2 = 4 m1 dan m3 = 16 m1. dari data percobaan kedua, setelah diolah sebagai berikut :

v

v

1

3

12

'

, dan m

m

m

m

2

1

1

1

44

v

v

2

3

14

'

, dan m

m

m

m

3

1

1

1

1616

Dari pengolahan data tersebut dapatlah disimpulkan : KESIMPULAN 2. Cepat rambat gelombang berbanding balik nilai akar kuadrat massa kawat, asalkan panjangnya tetap. Percobaan selanjutnya diulangi lagi, akan tetapi diusahakan agar massa kawat antara simpul-simpul A dan K tetap, sedangkan panjang AK variabel. Ternyata cepat rambatnyapun berubah pula, meskipun beban tidak berubah, Kalau jarak

AK menjadi 14

jarak semula yaitu = 14

L, maka cepat rambatnya menjadi 12

kali

semula, sebaliknya jika panjang kawat AK dilipat empatkan dari AK semula, menjadi 4 L maka cepat rambatnya menjadi 2 kali cepat rambat semula, asalkan massa kawat tetap. Dari percobaan ketiga ini dapatlah disimpulkan. KESIMPULAN 3. Untuk massa kawat yang tetap, maka cepat rambat gelombang berbanding senilai dengan akar kuadrat panjang kawat. Kesimpulan (2) dan (3) dapat disatukan menjadi : Cepat rambat gelombang dalam kawat berbanding terbalik nilai dengan akar massa persatuan panjang kawat. Jika massa persatuan panjang kawat ini dimisalkan atau dilambangkan dengan, maka kesimpulan (1) sampai dengan (3) di atas dapat dirumuskan menjadi :

v kF

v = cepat rambat gelombang dalam kawat (tali, dawai) F = gaya tegangan kawat

= massa persatuan panjang kawat

of 28

k = faktor pembanding, yang dalam SI harga k = 1.

Satuan : dalam SI : vm

s F = newton

kg

m

1. Gelombang merambat dari sumber O melalui titik p. Simpangan getar

gelombang dititik p memenuhi : y= 0,02 sin 10 (2t - 20

x ). Semua besaran

dalam satuan SI. Tentukan : a. amplitudo gelombang b. periode gelombang c. frekuensi gelombang d. panjang gelombange e. cepat rambat gelombang

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2. Diberikan sebuah persamaan gelombang Y = 0,02 sin (10t 2x) dengan t dalam sekon, Y dan x dalam meter. Tentukan: a. amplitudo gelombang b. frekuensi sudut gelombang c. tetapan gelombang d. cepat rambat gelombang e. frekuensi gelombang f. periode gelombang g. panjang gelombang h. arah rambat gelombang i. simpangan gelombang saat t = 1 sekon dan x = 1 m

of 28

j. persamaan kecepatan gelombang k. kecepatan maksimum gelombang l. persamaan percepatan gelombang m. nilai mutlak percepatan maksimum n. sudut fase saat t = 0,1 sekon pada x = 1/3 m o. fase saat t = 0,1 sekon pada x = 1/3 m

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________

of 28

Gelombang Stasioner pada Pipa Organa Jika kita perhatikan alat-alat musik seperti seruling, terompet, klarinet, dan sebagainya maka getaran dari molekul-molekul udara dalam kolom udara dapat merupakan sumber bunyi. Kolom udara yang paling sederhana yang dipakai sebagai alat musik adalah pipa organa. Pipa organa ini ada dua macam, yaitu pipa organa terbuka dan pipa organa tertutup. a) Pipa Organa Terbuka Pipa organa terbuka merupakan sebuah kolom udara atau tabung yang kedau ujungnya terbuka. Kedua ujungnya menjadi perut (bebas bergerak) di tengahnya simpul. (1) Nada dasar

Gelombang seperti gambar berikut menghasilkan nada dasar dengan frekuensi

Gambar 1.16 Nada dasar atau nada harmonik pertama. (2) Nada atas pertama: l = Gelombang seperti gambar berikut menghasilkan nada atas pertama dengan frekuensi:

Gambar 1.17 Nada atas pertama atau nada harmonik kedua. (3) Nada atas kedua:

of 28

Pola gelombang seperti berikut menghasilkan nada atas kedua dengan frekuensi:

Gambar 1.18 Nada atas kedua atau nada harmonik ketiga. Dengan demikian, diperoleh perbandingan antara frekuensi nada-nada pada pipa organa terbuka, yaitu:

Secara umum, bentuk persamaan frekuensi harmonik dari pipa organa terbuka dapat ditulis persamaannya sebagai berikut.

dengan n = 0, 1, 2, 3, Perbandingan frekuensi nada-nada pada pipa organa terbuka merupakan perbandingan bilangan-bilangan bulat. b) Pipa organa tertutup Pipa organa tertutup merupakan sebuah kolom udara atau tabung yang salah satu ujungnya tertutup (menjadi simpul karena tidak bebas bergerak) dan ujung lainnya terbuka (menjadi perut). (1) Nada dasar:

Gelombang seperti gambar berikut menghasilkan nada dasar dengan frekuensi:

of 28

Gambar 1.19 Nada dasar atau nada harmonik pertama. (2) Nada atas pertama:

Gelombang seperti gambar berikut menghasilkan nada atas pertama dengan frekuensi:

Gambar 1.20 Nada atas pertama atau nada harmonik kedua. (3) Nada atas kedua:

Pola gelombang seperti gambar berikut menghasilkan nada atas kedua dengan frekuensi:

Dengan demikian, untuk nilai kecepatan perambatan gelombang yang sama akan diperoleh perbandingan antara frekuensi nada-nada pada pipa organa tertutup, yaitu

Jadi, Anda akan memperoleh perbandingan frekuensi harmoniknya merupakan bilangan ganjil dengan f0 : f1 : f2 = 1: 3 : 5 Perbandingan frekuensi nada-nada pada pipa organa tertutup merupakan perbandingan bilangan-bilangan ganjil.

of 28

Secara umum, bentuk persamaan frekuensi harmonik dari pipa organa tertutup dapat ditulis persamaannya sebagaiberikut.

dengan n = 0, 1, 2, 3, Soal soal latihan 1. Seutas tali panjangnya 5 m dengan ujung ikatannya dapat bergerak dan ujung

lainnya digetarkan dengan frekuensi 8 Hz sehingga gelombang merambat dengan kelajuan 3 ms-1. Jika diketahui amplitude gelombang 10 cm, tentukanlah:

a. Persamaan simpangan superposisi gelombang di titik P yang berjarak 1 meter dari ujung pemantulan.

b. Amplitude superposisi gelombang di titik P; dan c. Letak perut gelombang diukur dari ujung pemantulan.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. Suatu gelombang permukaan air yang frekuensinya 500 Hz merambat dengan kecepatan 350 m/s. tentukan jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60! (Sumber : Soal SPMB) _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

of 28

3. Seutas tali salah satu ujungnya digerakkan naik turun sedangkan ujung lainnya terikat. Persamaan gelombang tali adalah y = 8 sin (0,1) x cos (100t - 12) dengan y dan x dalam cm dan t dalam satuan sekon. Tentukan: a. panjang gelombang b. frekuensi gelombang c. panjang tali (Sumber : Soal Ebtanas) _________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. Diberikan grafik dari suatu gelombang berjalan seperti gambar di bawah!

Jika jarak P ke Q ditempuh dalam waktu 5 sekon, tentukan persamaan dari gelombang di atas! (Tipikal Soal UN) _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. Diberikan sebuah persamaan gelombang:

y = 0,05 cos (10t + 2x) meter Tentukan : a) Persamaan kecepatan b) Persamaan percepatan

of 28

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. Sebuah tabung gelas kedua ujungnya terbuka. Tabung gelas tersebut dimasukkan ke dalam bejana berisi air. Di atas tabung digetarkan garpu tala dengan frekuensi tertentu. Mulamula tabung penuh berisi air lalu ditarik ke atas. Jika bunyi paling keras pertama terdengar pada saat panjang tabung yang di atas air 18 cm, maka panjang gelombang bunyi tersebut di udara adalah

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. Seutas tali panjang 40 m digetarkan transversal. Laju rambat gelombang transversal pada tali tersebut 50 m/s. Jika gaya tegangan pada tali tersebut 2,5 N maka massa

tali adalah :

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8. Cepat rambat gelombang transversal pada dawai yang tegang sebesar 10 m/s saat besar tegangannya 150 N. Jika dawai diperpanjang dua kali dan tegangannya dijadikan 600 N maka tentukan cepat rambat gelombang pada dawai tersebut! __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

of 28

9. Dawai sepanjang 20 cm memiliki massa 20 gr. Jika ujung-ujung dawai diikat sehingga memiliki tegangan 30 N maka tentukan :

a. panjang gelombang pada nada atas keduanya b. frekuensi nada atas keduanya?

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10. Sebuah pipa dari bambu panjangnya 20 cm. Cepat rambat bunyi di udara saat itu 320 m/s. Tentukan panjang gelombang dan frekuensi nada dasar dan nada atas keduanya saat ditiup! ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

11. Cepat rambat gelombang transversal pada dawai yang tegang sebesar 10 m/s saat besar tegangannya 150 N. Jika dawai diperpanjang dua kali dan tegangannya dijadikan 600 N maka tentukan cepat rambat gelombang pada dawai tersebut! __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

12. UN Fisika 2008 P4 No. 23 Gelombang berjalan pada permukaan air dengan data seperti pada gambar dibawah ini. Jarak AB = 4,5 cm ditempuh dalam selang waktu 0,5 sekon, maka simpangan titik P memenuhi persamaan... A. YP = 2 sin 2 [5t ( x/1,8 )] cm B. YP = 2 sin 2 [4,5t ( x/2 )] cm C. YP = 4 sin 2 [5t ( x/5 )] cm D. YP = 4 sin 2 [1,8t ( x/5 )] cm E. YP = 4 sin 2 [4,5t ( x/6 )] cm

of 28

13. UN Fisika 2009 P04 No. 21 Persamaan simpangan gelombang berjalan y = 10 sin (0,5t 2x). Jika x dan y dalam meter serta t dalam sekon maka cepat rambat gelombang adalah. A. 2,00 m.s1 B. 0,25 m.s1 C. 0,10 m.s1 D. 0,02 m.s1 E. 0,01 m.s1

14. UN Fisika 2009 P45 No. 20 Sebuah gelombang yang merambat pada tali memenuhi persamaan : Y = 0,03 sin (2t 0,1x), dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon, maka: (1) panjang gelombangnya 20 m (2) frekuensi gelombangnya 1 Hz (3) cepat rambat gelombangnya 20 ms1 (4) amplitudo gelombangnya 3 m Pernyataan yang benar adalah.... A. (1), (2), dan (3) B. (1) dan (3) saja C. (2) dan (4) saja D. (4) saja E. (1), (2), (3) dan (4)

15. UN Fisika 2010 P04 No. 21 Suatu gelombang berjalan merambat melalui permukaan air dengan data seperti pada diagram!

Bila AB ditempuh dalam waktu 8 s; maka persamaan gelombangnya adalah.... A. Y = 0,03 sin 2 (0,5t 2x) m B. Y = 0,03 sin (0,5t 2x) m C. Y = 0,03 sin (5t 0,5x) m D. Y = 0,06 sin (5t 0,5x) m E. Y = 0,06 sin (2t 0,5x) m

of 28

16. UN Fisika 2010 P37 No. 20 Grafik dibawah ini menunjukkan perambatan gelombang tali.

Jika periode gelombang 4 s, maka persamaan gelombangnya adalah... A. y = 0,4 sin ( 1/4 t x/3 ) B. y = 0,4 sin ( 2 t 2x/3 ) C. y = 0,4 sin ( 1/2 t x/3 ) D. y = 0,4 sin ( 4 t 2 x/3 ) E. y = 0,4 sin ( 4 t x/3 )

17. UN Fisika 2011 P12 No. 22

Gelombang di permukaan air diidentifikasikan pada dua titik seperti gambar,

Persamaan gelombang dengan arah rambatan dari A ke B adalah.... A. y = 0,5 sin 2 ( t/4 + x/2 90) B. y = 0,5 sin 2 ( t/4 x/2 + 90) C. y = 0,5 sin 2 ( t/2 + x/4 + 90) D. y = 0,5 sin 2 ( t/2 x/4 90) E. y = 0,5 sin 2 ( t/2 + x/4 90)

of 28

18. UN Fisika 2011 P12 No. 23 Sebuah gelombang berjalan di permukaan air memenuhi persamaan y = 0,03 sin 2 (60 t 2x), y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah.... A. 15 m.s1 B. 20 m.s1 C. 30 m.s1 D. 45 m.s1 E. 60 m.s1

19. UN Fisika 2012 A 86 No. 21 Gambar di bawah ini menyatakan perambatan gelombang tali

Jika periode gelombang 2 s, maka persamaan gelombangnya adalah.... A. y = 0,5 sin 2 (t 0,5x) B. y = 0,5 sin (t 0,5x) C. y = 0,5 sin (t x) D. y = 0,5 sin 2 (t x/4) E. y = 0,5 sin 2 (t x/6)

20. UN Fisika A86 No. 22

Perhatikan faktor-faktor berikut! (1) memperbesar massa jenis kawat (2) memperpanjang kawat (3) memperbesar tegangan kawat (4) memperbesar ukuran kawat Faktor-faktor yang dapat mempercepat perambatan gelombang pada kawat adalah.... A. (1), (2), (3), dan (4) B. (1), (2), dan (3) C. (3) dan (4) D. (1) saja E. (3) saja

of 28

Soal soal Tugas

1. Grafik simpangan waktu dan grafik simpangan-posisi ditunjukan pada gambar dibawah ini.

tentukan:

a. frekuensi getaran, b. panjang gelombang c. cepat rambat gelombang.

2. Sebuah gabus mengapung dalam sebuah tangki riak. Ketika pembangkit gelombang dikerjakan pada 10 Hz, gabus bergerak naik turun sementara

gelombang naik merambat melalui air. Jarak antara titik tertinggi dan titik

terendah gerakan gabus adalah 5 mm. Jarak antara puncak dan dasar

gelombang berdekatan diperoleh 1,5 m.

a. berapakah amplitudo b. gelombang ketika melalui gabus? c. berapakah waktu yang diperlukan gabus untuk melakukan satu getaran

lengkap?

3. Gambar berikut menunjukan gambar sesaat dari suatu gelombang longitudinal yang berjalan sepanjang suatu slinki dalam arah seperti ditunjukan.pada

gambar

a. berapakah cepat rambat gelombang?

of 28

b. jika rapatan pada A memerlukan 2 sekon untuk mencapai titik B, berapakah frekuensi gelombang?

c. jika frekuensi gelombang digandakan, gambarlah sketsa diagram gelombang dari A ke B

4. Dua gabus terapung diatas permukaan air terpisah pada jarak 42 m. pada saat gelombang permukaan air datang dengan amplitudo 0,6 m dan frekuensi 5 Hz,

gabus P ada di puncak bukit gelombang sedangkan gabus Q ada didasar

lembah gelombang. Keduanya terpisah oleh tiga bukit gelombang. Jika

gelombang datang dari gabus P dan waktu untuk gabus P adalah t, tentukan

persamaan getaran:

a. untukgabus P b. untuk gabus Q

5. Suatu gelombang berjalan melalui titik A dan B yang berjarak 8 cm dalam arah dari A ke B. pada saat t = 0 simpangan gelombang di A adalah nol. Jika

panjang gelombangnya 12 cm dan amplitudonya 4 cm, tentukan simpangan

titik B (nyatakan dalam cm) pada saat fase titik A adalah2

3.

6. dua gelombang sinus berjalan dalam arah yang berlawanan. Keduanya berinterferensimenghasilkan suatu gelombang stasioner yang

dinyatakan denganpersamaan

y =2,5sin (0,6x) cos300t , dengan x

dalam meter dan t dalam sekon . tentukan amplitudo, panjang gelombang,

frekuensi, dan cepat rambat gelombang sinus tersebut

of 28

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

of 28

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Referensi www.fisikastudycenter.com http://adiwarsito.wordpress.com Akselerasi fisika kelas XII Bob Foster, Penerbit Duta Bse fisika kelas x sri handayani FISIKA KELAS XII Drs. Pristiadi Utomo, M.Pd

Documents

Modul Gejala Gelombang