Soal 1
Gambar di samping menunjukkan satu ciri gelombang air yang bergerak melalui daerah P, Q dan R.
Berikut ini yang secara tepat menyatakan kedalaman air bagi tiap-tiap daerah P, Q dan R adalah . . . .
Jawab: A
Dengan konsep pembiasan gelombang dari daerah dangkal ke daerah dalam atau sebaliknya yaitu:
“Gelombang datang dari tempat yang dalam ke tempat yang dangkal dibiaskan mendekati garis normal (r < i). Sebaliknya gelombang datang dari tempat yang dangkal ke tempat yang dalam dibiaskan menjauhi garis normal”
Panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar (dari soal beberapa kilometer) dan semakin kecil menuju daratan (pantai), (λdalam > λdangkal). Karena frekuensi tetap (fdalam = fdangkal), maka dengan menggunakan hubungan v = λf, kita peroleh juga bahwa kecepatan gelombang di daerah dalam lebih besar daripada di daerah dangkal, (vdalam > vdangkal).
Amplitudo gelombang di tempat yang dalam lebih kecil dibandingkan dengan amplitudo di tempat yang dangkal.
Soal 2
Interferensi konstruktif maksimum di antara dua gelombang dengan frekuensi sama dapat terjadi jika beda fase keduanya adalah . . . .
A. 2λ
B. 3λ/2
C. 3λ/4
D. λ/2
E. λ/4
Jawab: A
Di dalam praktek, efek-efek interferensi didapatkan dari deret-deret gelombang yang berasal dari sumber yang sama (atau sumber-sumber yang mempunyai hubungan fasa yang tetap terhadap satu sama lain) tetapi yang mengikuti jalan-jalan yang berbeda ke titik interferensi. Perbedaan fasa φ di antara gelombang-gelombang yang sampai di sebuah titik dapat dihitung dengan mencari perbedaan di antara jalan-jalan yang ditempuh oleh gelombang-gelombang tersebut dari sumber ke titik interferensi. Perbedaan jalan tersebut adalah φ/k atau (φ/2π)/k.
Bila perbedaan jalan adalah 0, λ, 2λ, 3λ, dan seterusnya, sehingga φ = 0, 2π, 4π, dan seterusnya, maka ketiga gelombang tersebut berinterfensi secara konstruktif.
Untuk perbedaan-perbedaan jalan sebesar ½λ, 3λ/2, 5λ/2, dan seterusnya, φ adalah π, 3π, 5π, dan seterusnya, gelombang-gelombang tersebut berinterfensi secara destruktif.
Soal 3
Interferensi destruktif maksimum akan terjadi di antara dua gelombang ketika beda fase keduanya adalah . . . .
A. 00
B. 900
C. 1800
D. 2700
E. 3000
Jawab: B
Di dalam praktek, efek-efek interferensi didapatkan dari deret-deret gelombang yang berasal dari sumber yang sama (atau sumber-sumber yang mempunyai hubungan fasa yang tetap terhadap satu sama lain) tetapi yang mengikuti jalan-jalan yang berbeda ke titik interferensi. Perbedaan fasa φ di antara gelombang-gelombang yang sampai di sebuah titik dapat dihitung dengan mencari perbedaan di antara jalan-jalan yang ditempuh oleh gelombang-gelombang tersebut dari sumber ke titik interferensi. Perbedaan jalan tersebut adalah φ/k atau (φ/2π)/k.
Bila perbedaan jalan adalah 0, λ, 2λ, 3λ, dan seterusnya, sehingga φ = 0, 2π, 4π, dan seterusnya, maka ketiga gelombang tersebut berinterfensi secara konstruktif.
Untuk perbedaan-perbedaan jalan sebesar ½λ, 3λ/2, 5λ/2, dan seterusnya, φ adalah π, 3π, 5π, dan seterusnya, gelombang-gelombang tersebut berinterfensi secara destruktif.
Soal 4
Dua gelombang dinyatakan masing-masing dengan persamaan gelombang y = A sin(3x – 4t) dan y = A sin(6x – 8t). berdasarkan informasi tersebut, kesimpulan yang benar adalah . . . .
A. frekuensi sama
B. panjang gelombang sama
C. kecepatan rambat sama
D. amplitudo sama
E. bilangan gelombang sama
Jawab: C
Persamaan umum gelombang mekanik diberikan oleh
Y = A sin(ωt ± kx)
Dengan ω (kecepatan sudut) = 2πf, k (bilangan gelombang) = 2π/λ, cepat rambat v = ω/k, maka dari kedua persamaan gelombang kita peroleh
Frekuensi suatu pembangkit gelombang air adalah 30 Hz ketika jarak antara dua muka gelombang berdekatan adalah 2,0 cm. Jika frekuensi pembangkit gelombang diubah, diperoleh jarak antara dua muka gelombang berdekatan adalah 4,0 cm. Frekuensi baru pembangkit tersebut adalah . . . .
A. 2 Hz
B. 4 Hz
C. 5 Hz
D. 15 Hz
E. 30 Hz
Jawab: D
Pada gelombang air, jarak dua muka gelombang yang berdekatan adalah panjang gelombang. Ingat bahwa jika frekuensi berubah dan panjang gelombang juga berubah, itu berarti cepat rambat gelombang saat itu tidak berubah (konstan), atau v1 = v2. Karena v = λf, maka
f2 = λ1f1/λ2 = (2 cm)(30 Hz)/(4,0 cm) = 15 Hz
Gambar di samping menunjukkan satu ciri gelombang air yang bergerak melalui daerah P, Q dan R.
Berikut ini yang secara tepat menyatakan kedalaman air bagi tiap-tiap daerah P, Q dan R adalah . . . .
| Dangkal | Dalam | Paling dalam | |
| A | P | Q | R |
| B | P | R | Q |
| C | R | Q | P |
| D | Q | P | R |
| E | Q | R | P |
Jawab: A
Dengan konsep pembiasan gelombang dari daerah dangkal ke daerah dalam atau sebaliknya yaitu:
“Gelombang datang dari tempat yang dalam ke tempat yang dangkal dibiaskan mendekati garis normal (r < i). Sebaliknya gelombang datang dari tempat yang dangkal ke tempat yang dalam dibiaskan menjauhi garis normal”
Panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar (dari soal beberapa kilometer) dan semakin kecil menuju daratan (pantai), (λdalam > λdangkal). Karena frekuensi tetap (fdalam = fdangkal), maka dengan menggunakan hubungan v = λf, kita peroleh juga bahwa kecepatan gelombang di daerah dalam lebih besar daripada di daerah dangkal, (vdalam > vdangkal).
Amplitudo gelombang di tempat yang dalam lebih kecil dibandingkan dengan amplitudo di tempat yang dangkal.
Soal 2
Interferensi konstruktif maksimum di antara dua gelombang dengan frekuensi sama dapat terjadi jika beda fase keduanya adalah . . . .
A. 2λ
B. 3λ/2
C. 3λ/4
D. λ/2
E. λ/4
Jawab: A
Di dalam praktek, efek-efek interferensi didapatkan dari deret-deret gelombang yang berasal dari sumber yang sama (atau sumber-sumber yang mempunyai hubungan fasa yang tetap terhadap satu sama lain) tetapi yang mengikuti jalan-jalan yang berbeda ke titik interferensi. Perbedaan fasa φ di antara gelombang-gelombang yang sampai di sebuah titik dapat dihitung dengan mencari perbedaan di antara jalan-jalan yang ditempuh oleh gelombang-gelombang tersebut dari sumber ke titik interferensi. Perbedaan jalan tersebut adalah φ/k atau (φ/2π)/k.
Bila perbedaan jalan adalah 0, λ, 2λ, 3λ, dan seterusnya, sehingga φ = 0, 2π, 4π, dan seterusnya, maka ketiga gelombang tersebut berinterfensi secara konstruktif.
Untuk perbedaan-perbedaan jalan sebesar ½λ, 3λ/2, 5λ/2, dan seterusnya, φ adalah π, 3π, 5π, dan seterusnya, gelombang-gelombang tersebut berinterfensi secara destruktif.
Soal 3
Interferensi destruktif maksimum akan terjadi di antara dua gelombang ketika beda fase keduanya adalah . . . .
A. 00
B. 900
C. 1800
D. 2700
E. 3000
Jawab: B
Di dalam praktek, efek-efek interferensi didapatkan dari deret-deret gelombang yang berasal dari sumber yang sama (atau sumber-sumber yang mempunyai hubungan fasa yang tetap terhadap satu sama lain) tetapi yang mengikuti jalan-jalan yang berbeda ke titik interferensi. Perbedaan fasa φ di antara gelombang-gelombang yang sampai di sebuah titik dapat dihitung dengan mencari perbedaan di antara jalan-jalan yang ditempuh oleh gelombang-gelombang tersebut dari sumber ke titik interferensi. Perbedaan jalan tersebut adalah φ/k atau (φ/2π)/k.
Bila perbedaan jalan adalah 0, λ, 2λ, 3λ, dan seterusnya, sehingga φ = 0, 2π, 4π, dan seterusnya, maka ketiga gelombang tersebut berinterfensi secara konstruktif.
Untuk perbedaan-perbedaan jalan sebesar ½λ, 3λ/2, 5λ/2, dan seterusnya, φ adalah π, 3π, 5π, dan seterusnya, gelombang-gelombang tersebut berinterfensi secara destruktif.
Soal 4
Dua gelombang dinyatakan masing-masing dengan persamaan gelombang y = A sin(3x – 4t) dan y = A sin(6x – 8t). berdasarkan informasi tersebut, kesimpulan yang benar adalah . . . .
A. frekuensi sama
B. panjang gelombang sama
C. kecepatan rambat sama
D. amplitudo sama
E. bilangan gelombang sama
Jawab: C
Persamaan umum gelombang mekanik diberikan oleh
Y = A sin(ωt ± kx)
Dengan ω (kecepatan sudut) = 2πf, k (bilangan gelombang) = 2π/λ, cepat rambat v = ω/k, maka dari kedua persamaan gelombang kita peroleh
- Frekuensi berbeda (f1 = 4/2π = 2/π Hz dan f2 = 8/2π = 4/π Hz)
- Panjang gelombang berbeda (λ1 = 2π/3 m dan λ2 = 2π/6 = π/3 m)
- Kecepatan rambat sama (v1 = 4/3 m/s dan v2 = 8/6 = 4/3 m/s)
- Ampitudo berbeda (A = berapa?)
- Bilangan gelombang, k berbeda
Frekuensi suatu pembangkit gelombang air adalah 30 Hz ketika jarak antara dua muka gelombang berdekatan adalah 2,0 cm. Jika frekuensi pembangkit gelombang diubah, diperoleh jarak antara dua muka gelombang berdekatan adalah 4,0 cm. Frekuensi baru pembangkit tersebut adalah . . . .
A. 2 Hz
B. 4 Hz
C. 5 Hz
D. 15 Hz
E. 30 Hz
Jawab: D
Pada gelombang air, jarak dua muka gelombang yang berdekatan adalah panjang gelombang. Ingat bahwa jika frekuensi berubah dan panjang gelombang juga berubah, itu berarti cepat rambat gelombang saat itu tidak berubah (konstan), atau v1 = v2. Karena v = λf, maka
f2 = λ1f1/λ2 = (2 cm)(30 Hz)/(4,0 cm) = 15 Hz
Post a Comment for "Soal dan Pembahasan Gelombang Mekanik 3"
Sobat Fisika! Berikan Komentar di kolom komentar dengan bahasa yang sopan dan sesuai isi konten...Terimasih untuk kunjunganmu di blog ini, semoga bermanfaat!