Soal-soal fisika dasar :

GELOMBANG

1.apa yang dimaksud dengan gelombang mekanik ? (hal 1)

2.apa yang membedakan antara gelombang transversal dan gelomabng longitudinal ?(hal 2)

3.gambarkan gelombang longitudinal ?(hal 7)

4.tuliskan rumus untuk mencari panjang gelombang ?(hal 6)

5.tuliskan rumus dari persamaan gelombang ? (hal 9)

6.apa yang pengertian dari gelombang elektromagnetik ?(hal 10)

7.jelaskan tentang laju perambatan pada gelombang longitudinal ? (hal 15)

8.apa perbedaan laju gelombang longitudinal pada fluida dan batang padat)?(hal 16)

9.hitunglah laju gelombang bunyi dalam udara pada suhu kamar (T=20⁰c) ? (hal 19)

10.apakah laju perambatan gelombang bergantung pada amplitudo?(hal 24)

INTERFERENSI DAN MODE NORMAL

11.apa pengertian dari interferensi ? (hal 33)

12.apa prinsip dari superposisi dalam interferensi ? (hal 33)

13.apa perbedaan antara gelombang berdiri dengan gelombang berjalan ?(hal 33)

14.apa perbedaan antara titik simpul dan titik perut dalam gelombang?(hal 33)

15.apa yang dimaksud dengan interferensi destruktif dan interferensi konstruktif ? (hal 34)

16.tuliskan persamaan rumus dari pipa terbuka ? (hal 44)

17.tuliskan persamaan rumus dari pipa tertutup ? (hal 44)

18.pada suatu hari ketika laju bunyi adalah 345 m/s,frekuensi dasar sebuah pipa organ tertutup adalah 220 Hz.

a)berapa panjangkah pipa tertutup ini ?

b)nada atas kedua dari pipa ini mempunyai panjang gelombang yang sama seperti harmonik

ketiga dari pipa terbuka.berapa panjangkah pipa terbuka itu ? (hal 46)

19.apa yang dimaksud dengan resonansi ? (hal 48)

20.sebuah pipa organ tertutup dibunyikan di dekat sebuah gitar yang menyebabkan salah satu dawai gitar yang menyebabkan salah 19.apa yang dimaksud dengan resonansi ? (hal 48)

21.sebuah pipa organ tertutup dibunyikan di dekat sebuah gitar yang menyebabkan salah satu dawai gitar yang menyebabkan salah 19.apa yang dimaksud dengan resonansi ? (hal 48)

22.sebuah pipa organ tertutup dibunyikan di dekat sebuah gitar yang menyebabkan salah satu dawai gitar itu bergetar dengan amplitude besar.kita mengubah tegangan dawai sampai kita mendapat amplitude maksimum.panjang dawai adalah 80 % dari panjang pipa tertutup tersebut.jika pipa dan dawai keduanya bergetar pada frekuensi dasarnya,hitunglah rasio laju gelombang pada dawai dengan laju bunyi dalam udara? (hal 50)

23.sebuah pipa organ mempunyai dua harmonic yang berurutan dengan frekuensi 1372 dan 1764 hz.laju bunyi  dalam udara adalah 344 m/s.

                a)apakah ini merupakan sebuah pipa terbuka atau sebuah pipa sumbat?terangkan.

                b)dua harmonik apakah ini?

                c)berapa panjang pipa itu ?(hal 55)

24.sebuah patung alumunium  digantungkan dari sebuah kawat baja.frekuensi dasar untuk gelombang berdiri transversal pada kawat itu adalah 200Hz.patung itu kemudian dicelupkan dalam air sehingga  sepertiga volumenya terbenam.

                a)berapa frekuensi dasarnya yang baru?

                b)mengapa merupakan sebuah aproksimasi yang baik untuk membuat kawat itu terpegang

                  tetap di kedua ujungnya?(hal 56)

BUNYI DAN PENDENGARAN

25.apa yang dimaksud dengan bunyi ?(hal 58)

26.apa yang dimaksud dengan intensitas bunyi ?(hal 63)

27.apa yang dimaksud dengan skala decibel dalam bunyi ?(hal 66)

28.coba jelaskan tentang efek Doppler ?(hal 69)

29.tuliskan persamaan secara matematis efek Doppler ,dumber bergerak dan pendengar bergerak ?(hal:71)

30.sebuah sirine polisi memancarkan gelombang sinusoidal dengan frekuensi Fs = 300 Hz.laju bunyi adalah 340 m/s.

                a)cari panjang gelombang dari gelombang itu jika sirene itu diam dalam udara

                b)jika sirine itu bergerak dengan kecepatan 30 m/s(180 km/jam atau 67 mil/jam),cari panjang gelombang didepan dan dibelakang sumber itu.(hal 72)

31.mobil polisidengan frekuensi sirene 300 hz,bergerak menuju sebuah gudang dengan kecepatan 30 m/s,dan bermaksud menabrak pintunya.frekuensi bepakah yang didengar oleh pengemudi mobil polisi itu yang direfleksikan dari gudang itu ?(hal 73)

32.jelaskan tentang efek Doppler utnuk gelombang elektromagnetik ? (hal 74)

33.jelaskan yang dimaksud dari gelombang kejut?(hal 75)

34.untuk seseorang dengan pendengaran normal,bunyi yang paling lemah yang dapat di dengar pada frekuensi sebesar 400 Hz,mempunyai amplitude  tekanan sebesar kira-kira 6,0 x 10^-5 Pa.hitunglah intensitas dan tingkat intensitas yang bersangkutan  pada 20^oc ?(hal 79)

MUATAN LISTRIK DAN MEDAN LISTRIK

35.apa yang dimaksud dengan muatan listrik ? (hal 83)

36.apa yang dimaksud dengan electron,proton dan neutron ? (hal 85)

37.sebutkan prinsip kekekalan muatan?(hal 86)

38.jelaskan tentang hokum coulomb ? (hal 89)

39.tuliskan bunyi dari hukum coulomb?(hal 89)

40.apa pengertian dari medan listrik dan gaya listrik ? (hal 93)

41.besarnya medan listrik utnuk sebuah muatan titik.berapakah besarnya medan listrik di sebuah titik medan yang jauhnya 2,0 m dari sebuah muatan listrik q=4,0 nC ?(hal 96)

42.gambarkan garis pada medan listrik ? (hal 104)

43.apa yang dimaksud dengan dipole listrik ? (hal 106)

44.sebutkan prinsip superposisi dari gaya-gaya listrik?(hal 110)

HUKUM GAUSS

45.apa yang dimaksud dengan fluks listrik ? (hal 122)

46.tuliskan persamaan matematis dari fluks listrik ?(hal 125)

47.tuliskan bunyi dari hukum gauss? (hal 127)

48.bagaimana kondisi medan di permukaan sebuah konduktor ? (hal 139)

49.jelaskan tentang hukum gauss ?(hal 140)

POTENSIAL LISTRIK

50.jelaskan tentang energy potensial listrik dalam medan homogen?(hal 150)

51.tuliskan persamaan matematis  dari potensial  yang ditimbulkan oleh sebuah muatan listrik ?(hal 157)

52.apa yang dimaksud dari permukaan ekuipotensial?(hal 165)

53.sebutkan pernyataan mengenai permukaan ekuipotensial ? (hal 167)

RANGKAIAN ARUS SEARAH

54.tuliskan rumus dari rangkaian seri ? (hal258)

55.tuliskan rumus dari rangkaian parallel ? (hal 259)

56.tuliskan bunyi dari hukum Kirchhoff? (hal 263)

57.apa yang dimaksud dengan ammeter ? (hal 268)

58.merancang sebuah ammeter.berapakah hambatan langsir yang diperlukan untuk membuat alat ukur 1,00 mA,20,0 ohm yang di jelaskan diatas menjadi sebuah ammeter dengan jangkauan sebesar 0 A sampai 50,0 mA? (hal 269)

59.jelaskan apa yang dimaksud dari voltmeter ? (hal 269)

60.merancang sebuah voltmeter.bagaimana kita dapat membuat sebuah galvanometer dengan Rc= 20,0 ohm dan I_fs= 0,00100A menjadi sebuah voltmeter dengan jangkauan maksimum sebesar 10,0 V? (hal 269)

61.apa yang dimaksud dari ohmmeter ? (hal 271)

62.apa yang dimaksud dari potensiometer ? (hal 271)

63.sebuah pemanggang roti 1800 W,sebuah panic penggorengan 1,3 kW dan sebuah lampu 100W disambungkan ke dalam rangkaian 20 A,120 V yang sama.

                a)berapa arus yang ditarik oleh setiap alat itu,dan berapakah hambatan dari setiap alat?

                b)apakah gabungan ini akan membuat sekering putus? (hal 279)

MEDAN MAGNETIK DAN GAYA MAGNETIK

64.jelaskan tentang interaksi dari magnetic ? (hal 294)

65.jelaskan apa yang dimaksud dengan efek hall ? (hal 318)

SUMBER MEDAN MAGNETIK

66.tuliskan persamaan matematis dari medan magnetic sebuah elemen arus?(hal 336)

67.jelaskan tentang hukum ampere?(hal 345)

68.sebutkan strategi atau langkah-langkah dalam penyelesaian soal tentang hukum ampere ?(hal 348)

69.apa yang dimaksud dari paramagnetisme? (hal 353)

70.apa perbedaan antara diamagnetisme dengan feromagnetisme ? (hal 356)

71.apa yang dimaksud dari garis-garis medan magnetic ? (hal 361)

ARUS BOLAK BALIK

72.apa yang dimaksud dari fasor pada arus bolak balik ? (hal 434)

73.tuliskan rumus dari rangkaian R-L-C?(hal 443)

74.apa yang dimaksud dari frekuensi sudut resonansi ?(hal 449)

75.jelaskan apa yang dimaksud dari transformator?(hal 452)

76.tuliskan rumus dari tegangan terminal primer dan sekunder pada transformator ? (hal 453)

77.tuliskan rumus dari arus primer dan sekunder pada transformator?(hal 453)

SIFAT DAN PERAMBATAN CAHAYA

78.sebutkan sifat sifat dari cahaya ?(hal 495)

79.jelaskan perbedaan dari refleksi dan refraksi ?(hal 497)

80.tuliskan bunyi hukum dari refleksi dan hukum refraksi ?(hal 499)

81.tuliskan rumus dari panjang gelombang cahaya ?(hal 501)

82.indeks refraksi dalam mata panjang gelombang cahaya merah dari sebuah laser helium-neon adalah 633 nm di udara tetapi 474 nm dalam humor encer (aqueous humor) didalam bola mata .hitunglah indeks refraksi dari humor encer serta laju dan frekuensi cahaya dalam zat ini ? (hal 502)

83.apa yang dimaksud dengan disperse ? (hal 506)

84.apa yang dimaksud dari polarisasi ? (hal 507)

85.apa perbedaan dari cahaya tak terpolarisasi dengan cahaya alami ?(hal 508)

86.apa yang dimaksud dengan sudut polarisasi ? (hal 511)

87.tuliskan bunyi dari hukum Brewster? (hal 512)

88.apa yang dimaksud dengan fotoelastisitas?(hal 515)

89.jelaskan tentang prinsip Huygens ? (hal 517)

OPTIKA GEOMETRIK

90.apa yang membedakan dari bayangan maya dan bayangan nyata ? (hal 531)

91.sebutkan kaidah-kaidah tanda dari optik?(hal 532)

92.tuliskan apa yang dimaksud dari sinar-sinar utama ?(hal 541)

93.sebutkan sifat-sifat dari lensa ?(hal 547)

94.sebutkan kelainan pada mata?(hal 573)

95.jelaskan apa yang dimaksud dari aberasi lensa ? (hal 580)

96.apa yang membedakan aberasi kromatik dengan aberasi monokromatik?(hal 580)

DIFRAKSI

97.apa yang dimaksud dari spektometer kisi ?(hal 630)

98.sebutkan difraksi dari sinar-X?(hal 631)

99.anda melewatkan cahaya laser yang panjang gelombangnya 633 nm melalui sebuah celah sempit dan mengamati pola difraksi itu pada sebuah layar yang jauhnya 6,0 m. anda mendaptkan bahwa jarak antara pusat-pusat maksimum pertama diluar daerah terang pusat pada layar itu adalah 32 mm.berapakah lebar celah itu?(hal 621)

100.apa yang membedakan antara difraksi Fresnel dan difraksi fraunhofer?(hal 616)

Sumber : Young dan freedman.2001.”fisika universitas edisi kesepuluh jilid 2”.jakarta:erlangga.

GELOMBANG

GELOMBANG

PENGERTIAN GELOMBANG

Gelombang adalah gejala rambatan dari suatu getaran/usikan. Gelombang akan terus terjadi apabila sumber getaran ini bergetar terus menerus. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya. Contoh sederhana gelombang, apabila kita mengikatkan satu ujung tali ke tiang, dan satu ujung talinya lagi digoyangkan, maka akan terbentuk banyak bukit dan lembah di tali yang digoyangkan tadi, inilah yang disebut gelombang.

B. MACAM-MACAM GELOMBANG

1. Berdasarkan Mediumnya Gelombang dibagi dua, yaitu :

a. Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam proses perambatannya memerlukan medium (zat perantara) . Artinya jika tidak ada medium, maka gelombang tidak akan terjadi. Contohnya adalah Gelombang Bunyi yang zat perantaranya udara, jadi jika tidak ada udara bunyi tidak akan terdengar. 

b. Gelombang Elektromagnetik

Gelombang Elektromagnetik adalah gelombang yang dalam proses perambatannya tidak memerlukan medium (zat perantara). Artinya gelombang ini bisa merambat dalam keadaan bagaimanapun tanpa memerlukan medium. Contohnya adalah gelombang cahaya yang terus ada dan tidak memerlukan zat perantara.

2. Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya, Gelombang dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Gelombang Transversal

Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatannya. Bentuk Getarannya berupa lembah dan bukit (dapat dilihat pada gambar di bawah). 

Berdasarkan gambar di atas dapat saya jelaskan bahwa :

Arah rambat gelombang di atas adalah ke kiri dan ke kanan, sedangkan arah getarnya adalah ke atas dan ke bawah. Jadi itulah yang dimaksud arah rambat tegak lurus dengan arah getarnya. Contohnya adalah gelombang pada tali yang saya contohkan di atas. 

b. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarannya. Bentuk getarannya berupa rapatan dan renggangan (Dapat dilihat pada gambar di bawah).

Soal-soal tentang  Menemukan frekuensi nada-nada dari suatu gelombang beserta pembahasannya.

 

1. Pipa organa terbuka dengan panjang 180 cm menghasilkan nada harmonik berurutan dengan frekuensi 300 Hz dan 375 Hz. Maka frekuensi nada dasarnya adalah...

A. 75 Hz                                                   D. 150 Hz                                                                                          

B. 100 Hz                                                  E. 175 Hz

C. 125 Hz

Pembahasan :

Diketahui :

L = 180 cm 1,8 m

Nada harmonik berurutan dimisalkan n dan n+1, maka

 f_n + 1 = 375 Hz

Perbandingan frekuensi pada pipa organa terbuka adalah f_n : f  n + 1 = n : n + 1

artinya frekuensi 300 Hz merupakan frekuensi resonansi ke-4 (nada atas ke-3)

Maka nada dasarnya ( resonansi pertama ) adalah

f_{0 :} f₄  = 1 : 4 sehingga f₀ =

Jawaban : A

2. Pada selang waktu 2 sekon terjadi gerakan bolak- balik sebanyak 10 kali.      Tentukanlah frekuensi dan periodenya ...

A.0,1 s

B. 0,2 s

C. 0,3 s

D. 0,4 s

E. 0,5 s            

( artikelmateri.blogspot.com>Fisika>IPA 21 oktober 2016)

Pembahasan :

 terjadi 10 getaran.

Berarti dalam 1 sekon terjadi 5 getaran, sehingga frekuensi

F = 5 Hz, dan periode T :

T =  = 0,2 s

Jawaban : B

3. Dengan menggunakan garputala berfrekuensi 1.368 Hz dan tabung resonator, bunyi keras pertama terjadi jika panjang kolom udara diatas permukaan air 6,25 cm.

Kecepatan bunyi di udara pada saat itu adalah..

A. 324 ms^-1              C. 336 ms^-1                E. 342 ms^‑1

B. 330 ms^-1              D. 340 ms^-1

( retnomayapada.blogspot.com/2014/12/soal-dan-pembahasan-gelombang-bunyi.html  21 oktober 2016)

Pembahasan :

Diketahui : f = 1.368 Hz

                       L = 6,25 cm

Ditanya : v = .... ?

Jawab :

 = 4 . L

 = 4 . 6,25

 = 25 cm

 = 0,25 m

1.368 . 0,25

Jawaban : E

4.Seutas dawai panjangnya 40 cm, kedua ujungnya terikat dan digetarkan sehingga pada seluruh panjang dawai terbentuk empat perut gelombang. Dawai tersebut ditarik dengan gaya 100 N. Jika massa dawai 1 gram frekuensi getaran dawai adalah....

A. 200 Hz                     D. 1.000 Hz

B. 400 Hz                     E. 1.600 Hz

C. 800 Hz

( retnomayapada.blogspot.com/2014/12/soal-dan-pembahasan-gelombang-bunyi.html 21 oktober 2016)

Pembahasan :

Diketahui : l = 40 cm

                 F = 100 N

                 M = 1 gram

Ditanya : f = ... ?

Jawab :

v =  =  =  =  = 200 m/s

sepanjang 0,4 m ,terbentuk 4 perut, maka terdapat 2 gelombang :

 = 0,4

 =  =  = 1000 Hz

Jawaban : D

5. Dua sumber bunyi berjarak 10 m memiliki frekuensi sama. Pada jarak 4,8 m dari sumber bunyi  pertama, seorang pendengar mendengarkan interferensi minimum yang pertama kali. Jika diketahui kecepatan bunyi di udara  340 ms^-1. Frekuensi yang dipancarkan oleh kedua sumber bunyi tersebut adalah...

A. 140 Hz                                            D. 850 Hz

B. 340 Hz                                            E. 170 Hz

C. 425 Hz

( retnomayapada.blogspot.com/2014/12/soal-dan-pembahasan-gelombang-bunyi.html 21oktober 2016 )

Pembahasan :

Diketahui : S₁ = 10 – 4,8 = 5,2 m

                  S₂ = 4,8 m

                   v = 340 m/s

Ditanyakan :  = ... ?

Jawab :

 =  = 425 Hz

Jawaban : C         

6. Pada percobaan pipa organa terbuka, resonansi pertama tedengar pada ketinggian kolom udara 30 cm, maka resonansi kedua akan terdengar pada ketinggian kolom udara . . . .
a. 45 cm
b. 60 cm
c. 75 cm
d. 90 cm
e. 120 cm 

( www.instafisika.com › SMA › SMA Kelas XII 21oktober 2016  )
Pembahasan :
Resonansi pertama = nada dasar pipa organa terbuka
Lo = 30 cm
Menentukan panjang gelombang
Lo = ½ λ  →  λ = 2Lo = 2 x 30 = 60 cm
Resonansi kedua = Nada atas pertama, berlaku L = λ, maka
L1 = λ = 60 cm

Jawaban : B

7. Pipa organa terbuka dengan panjang 180 cm menghasilkan nada harmonik berurutan dengan frekuensi 300 Hz dan 375 Hz. Maka frekuensi nada dasarnya adalah ....

 A. 75 Hz
B. 100 Hz 
C. 125 Hz 
D. 150 Hz 
E. 175 Hz 

( www.instafisika.com › SMA › SMA Kelas XII 21oktober 2016)
Pembahasan :
Diketahui :

L = 180 cm = 1,8 m
Nada harmonik berurutan dimisalkan n dan n+1, maka
fn = 300 Hz       dan       fn+1 = 375 Hz
Perbandingan frekuensi pada pipa organa terbuka adalah fn : fn+1 = n : n+1

Ditanya : f_n = .... ?

Jawab :                 

Artinya frekuensi 300 Hz merupakan frekuensi resonansi ke 4 (Nada atas ke-3)
 21 Maka nada dasarnya (resonansi pertama) adalah
fo : f4 = 1 : 4 sehingga fo = f4/4 = 300/4 = 75 Hz.

8. Ujung sebuah tali yang panjangnya 1 meter di getarkan sehingga dalam waktu 2 sekon terdapat 2 gelombang. tentukanlah persamaan gelombang tersebut apabila amplitudo getaran ujung tali 20 cm ?

( myphysicswatianggraeni96.blogspot.com/.../soal-fisika-dan-22 oktober 2016)

Pembahasan :

Diketahui :

l = 4λ →λ = ¼ = 0,25 m

t = 4λ → T = 2/4 = 0,5 s

ditanya : y = ….?

Jawab:

Y = A sin (ωt-kx)

   = 0,2 sin [(2π/0,5)t-(2π/0,25)x]

   = 0,2 sin (4πt-8πx)

   =0,2 sin 4π (t-x)

9. Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang berturutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!

( myphysicswatianggraeni96.blogspot.com/.../soal-fisika-dan-pembahasan  22 oktober 2016)

Pembahasan :
Diketahui : f = 30 Hz , ½ λ = 50 cm à λ = 100 cm = 1 m
Ditanya : v = ..?
Jawab :

v = λ.f = 1.30 = 30 m/s

10. Persamaan gelombang berjalan pada seutas tali dinyatakan oleh x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Tentukan

(a) arah perambatan gelombang

(b) amplitude gelombang

(c) frekuensi gelombang

(d ) bilangan gelomban

 (e ) panjang gelombang dan

(f) kecepatan rambat gelombang

( myphysicswatianggraeni96.blogspot.com/.../soal-fisika-dan-pembahasan 22 oktober 2016)

Pembahasan :

Jawab :
Persamaan gelombang  y = 0,04 sin 0,2 π (40t-5x)= 0,04 sin (8π-πx)

(a) Karena tanda koefisien t berbeda dengan tanda koefisien x , gelombang merambat ke sumbu x positif ( ke kanan )

(b) Amplitudo gelombang A = 0,04 cm

(c) Kecepatan sudut ω= 8π. Karena ω= 2πf , maka 2πf= 8π atau f = 4 Hz

(d) Bilangan gelombang  k = μ/cm

(e) Karena rumus bilangan gelombang k = 2π/λ maka π = 2π/λ  atau λ = 2 cm

(f) Kecapatan rambat gelombang dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu
   v = f λ = 4,2 = 8 cm/s

   V= ω/k = 8π/π = 8 cm/s