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