Soal Gelombang Kelas 11

 

Bimbel Jakarta Timur sebelum menuju Soal Gelombang Kelas 11 akan memberikan definisi lalu bersama-sama mengerjakan Soal Gelombang Kelas 11 ........ Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang dapat dikelompokkan berdasarkan medium rambatan, arah rambatan maupun amplitudonya. Sifat-sifat yang ada dalam gelombang antara lain frekuensi, cepat rambat dan panjang gelombang.

1. Dari satu tempat ke tempat lainnya, gelombang memindahkan.....

a. massa

b. energi

c. medium

d. amplitudo

Jawaban: b

2. Jenis gelombang berdasarkan amplitudonya yaitu...

a. gelombang transversal dan gelombang longitudinal

b. gelombang cahaya dan gelombang bunyi

c. gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik

d. gelombang berjalan dan gelombang stasioner

Jawaban: d

3. Seutas tali yang panjangnya 3 m Diberikan tegangan dengan gaya 2 N. Tali dirambati gelombang transversal yang cepat rambatnya 15 m/s. Massa tali tersebut adalah....

a. 0,08 kg

b. 0,16 kg

c. 0,4 kg

d. 0,8 kg

Pembahasan:

Diketahui: l = 3 m

                F = 2 N

                v = 15 m/s

Ditanya: m ?

Jawab: 

m = 6 x 3 : 225 = 0,08 kg

Jawaban: a

4. Di suatu permukaan laut terdapat dua buah gabus yang terpisah pada jarak 75 cm. Kedua gabus bergerak turun naik bersama permukaan air dengan frekuensi 3 Hz. Jika salah satu gabus berada pada puncak gelombang, gabus lain berada di lembah gelombang. Di antara kedua gabus terdapat sebuah puncak gelombang lain. Cepat rambat gelombang air laut adalah....

a. 25 cm/s

b. 50 cm/s

c. 100 cm/s

d. 150 cm/s

Pembahasan di Soal Dua Gabus Di Permukaan Air 

5. Perhatikan gambar berikut!

Titik sefase adalah...

a. A dan B

b. B dan D

c. C dan G

d. E dan G

Pembahasan:

Titik yang sefase atau fasenya sama adalah titik yang berada pada keadaan yang sama dan berjarak 1λ, 2λ. 3λ dan seterusnya.

Titik C dan G sefase, karena sama-sama berada di lembah gelobang dan berjarak 1λ

Jawaban: c

6. Perhatikan grafik gelombang transversal berikut!

Cepat rambat gelombang pada grafik tersebut adalah....

a. 0,5 m/s

b. 2 m/s

c. 5 m/s

d. 10 m/s

Pembahasan:

Jarak yang ditunjukkan sepanjang 25 m adalah 1¼ gelombang, maka 

λ = l/n = 25/1¼ = 20 m

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh 2 gelombang adalah (25-5) s = 20 s

f = n/t = 2/20 = 0,1 Hz

v = λ . f

   = 20 . 0,1 

   = 2 m/s

Jawaban: b

Contoh soal lain di Menentukan Besaran-besaran Dalam Grafik Gelombang Transversal 

7. Peristiwa yang tidak akan terjadi pada gelombang longitudinal adalah.....

a. difraksi

b. polarisasi

c. dispersi

d. interferensi

Pembahasan: 

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatan dan arah getarannya berhimpit. Polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah getar gelombang yang hanya terjadi pada gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah getar. Maka polarisasi hanya dapat terjadi pada gelombang transversal.

Jawaban: b

8. Suatu gelombang merambat dari sumbernya ke kanan dengan laju 8 m/s dan frekuensi 10 Hz. Jika amplitudo gelombang tersebut adalah 3 cm, maka persamaan gelombangnya adalah...

a. y = 3 sin (16ℼt - 0,1ℼx)

b. y = 3 sin (16ℼt - 0,5ℼx)

c. y = 3 sin (20ℼt - 2,5ℼx)

d. y = 3 sin (20ℼt - 4ℼx)

Pembahasan:

Diketahui : arah kanan, tanda negatif

                v = 8 m/s

                f = 10 Hz

                A = 3 cm

Ditanya: persamaan y?

Jawab : y = A sin (2𝝅f.t ± 2𝝅/λ.x) 

λ = v/f = 8/10 = 0,8 m

y = 3 sin (2ℼ.10.t - 2ℼ/0,8.x)

y = 3 sin (20ℼt - 2,5ℼx)

Jawaban: c

9. Sebuah gelombang yang panjangnya 720 cm datang dari udara dan dibiaskan ke dalam air. Jika indeks bias mutlak udara = 1 dan indeks bias mutlak air = 4/3, maka panjang gelombang di dalam air adalah....

a. 540 cm

b. 600 cm

c. 800 cm

d. 960 cm

Pembahasan:

Diketahui: λ₁ = 720 cm

                n₁ = 1

                n₂ = 4/3

Ditanya: λ₂ ?

Jawab:

  λ₁  =  n₂ 

  λ₂      n₁

720 = 4/3

 λ₂       1

λ₂ = 720 : 4/3

λ₂ = 720 x 3/4

λ₂ = 540 cm

Jawaban: a

10. Suatu gelombang berjalan mempunyai persamaan y = 12 sin 2𝝅(50t - 0,5x) dengan x dan y dalam cm serta t dalam sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah.....

a. 10 cm/s

b. 50 cm/s

c. 100 cm/s

d. 125 cm/s

Pembahasan:

Diketahui: y = 12 sin 2𝝅(50t - 0,5x)

f = 50 Hz

λ = 1/0,5 = 2 cm

v = λ . f 

    = 2 . 50

    = 100 cm/s

Jawaban: c

11. Perambatan gelombang tali digambarkan seperti berikut:

Jika periode gelombang adalah 0,2 sekon, maka persamaan gelombang tersebut adalah....

a. y = 0,6 sin (5ℼt - 0,25ℼx)

b. y = 0,6 sin (5ℼt + 0,5ℼx)

c. y = 0,6 sin (10ℼt - 0,25ℼx)

d. y = 0,6 sin (10ℼt - 0,5ℼx)

Pembahasan:

Diketahui : T = 0,2 sekon

                 A = 0,6

                 λ = 6 : 1,5 = 4 m

Ditanya: y?

Jawab : ⍵ = 2ℼ/T = 2ℼ/0,2 = 10ℼ

             k = 2ℼ/λ = 2ℼ/4 = 0,5ℼ

y = A sin (⍵t ± kx)

y = 0,6 sin (10ℼt - 0,5ℼx)

Jawaban: d

12. Di suatu stasiun pengamatan gempa, terdeteksi gempa dengan frekuensi 20 Hz. Jika jarak pusat gempa adalah 70 km dan dapat dirasakan setelah 25 detik, maka panjang gelombang gempa tersebut adalah....

a. 35 m

b. 70 m

c. 105 m

d. 140 m

Pembahasan:

Diketahui : f = 20 Hz

                 s = 70 km = 70.000 m

                 t = 25 detik

Ditanya: λ?

v = λ x f

s/t = λ x f

70.000/25 = λ x 20

λ = 70.000 : (25 x 20) = 140 m

Jawaban: d

13. Sebuah gelombang transversal mempunyai persamaan y = 0,25 sin(4ℼt + 0,2ℼx), dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Sudut fase dan fase gelombang di titik x = 0,5 m pada saat t = 0,1 sekon adalah....

a. 0,25ℼ rad dan 0,25 rad

b. 0,25ℼ rad dan 0,5 rad

c. 0,5ℼ rad dan 0,25 rad

d. 0,5ℼ rad dan 0,5 rad

Pembahasan:

Diketahui: y = 0,25 sin(4ℼt + 0,2ℼx)

                x = 0,5 m

                t = 0,1 s

Ditanya: θ? φ?

Jawab: θ = 4ℼt + 0,2ℼx

              = 4ℼ(0,1) + 0,2ℼ(0,5)

              = 0,4ℼ + 0,1ℼ

              = 0,5ℼ rad

 φ = θ/2ℼ

    = 0,5ℼ/2ℼ

     = 0,25 rad

Jawaban: c

14. Sebuah gelombang diidentifikasi pada dua titik seperti gambar berikut:

Persamaan gelombang dengan arah rambatan dari A ke B adalah.....

a. y = 0,8 sin (0,5ℼt - ℼx + 90°)

b. y = 0,8 sin (ℼt - 0,5ℼx + 90°)

c. y = 0,8 sin (0,5ℼt - 2ℼx + 90°)

d. y = 0,8 sin (ℼt - 2ℼx + 90°)

Pembahasan:

Diketahui : φ₀= 90°

                 f = 1,25/5 s = 0,25 Hz

                 A = 0,8

                 λ = 2,5 : 1,25 = 2 m

Ditanya: y?

Jawab : ⍵ = 2ℼf = 2ℼx0,25 = 0,5ℼ

             k = 2ℼ/λ = 2ℼ/2 = ℼ

y = A sin (⍵t ± kx ± φ₀)

y = 0,8 sin (0,5ℼt - ℼx + 90°)

Jawaban: a

15. Sebuah gelombang dinyatakan dengan y = 3 sin 2ℼ(40t - 0,4x) dengan x dan y dalam cm dan t dalam sekon.

Perhatikan pernyataan berikut:

(i) gelombang memiliki amplitudo 3 cm

(ii) gelombang memiliki frekuensi 80 Hz

(iii) cepat rambat gelombang adalah 100 cm/s

(iv) periode gelombang adalah 40 sekon

Pernyataan yang benar adalah...

a. (i) dan (iii)

b. (ii) dan (iv)

c. (i), (ii), dan (iiii)

d. (iv) saja

Pembahasan:

y = 3 sin 2ℼ(40t - 0,4x)

Amplitudo = 3 cm

frekuensi = 40 Hz

1/λ = 0,4

λ = 2,5 

v = λ x f

   = 40 x 2,5 

   = 100 cm/s

Jawaban: a

16. Sebuah gelombang berjalan dari titik A ke titik B dengan kelajuan 5 m/s. Periode gelombang adalah 0,4 s dan beda sudut fase antara titik A dan B adalah 6ℼ/5 rad. Maka jarak dari titik A ke titik B adalah....

a. 0,6 m

b. 1,2 m

c. 2,4 m

d. 3,0 m

Pembahasan:

Diketahui: v = 5 m/s

                T = 0,4 s

                Δθ = 6ℼ/5 rad

Ditanya: Δx?

Jawab : v = λ : T

λ = v x T

   = 5 x 0,4 = 2 m

Δθ = 2ℼ . Δx/λ

6ℼ/5 = 2ℼ . Δx/2

6/5 = Δx

Δx = 1,2 m

Jawaban: b

17. Dua sumber bunyi P dan Q yang sefase berjarak 7 m. Frekuensi kedua gelombang adalah sama, yaitu 173 Hz. Titik R berada di suatu titik pada garis penghubung P dan Q dan berjarak 4 m dari P. Jika kecepatan udara pada saat itu 346 m/s, maka beda fase kedua gelombang di titik R adalah....

a. 1/4

b. 1/3

c. 1/2

d. 1

Pembahasan:

Perhatikan gambar berkut

P dan Q sefase, misalkan sama-sama berada di puncak gelombang

Δx = PR - RQ = 4 - 3 = 1 m

v = λ x f

346 = λ x 173

λ = 346 : 173 = 2 m

Δφ =  Δx/λ

      = 1/2 
Jawaban: c

18. Akibat adanya pemantulan, terbentuk gelombang stasioner dengan persamaan y = 0,6 sin (0,2ℼx) cos (12ℼt) meter. Kelajuan gelombang pantulnya adalah....

a. 6 m/s

b. 12 m/s

c. 36 m/s

d. 60 m/s

Pembahasan:

y = 0,6 sin (0,2ℼx) cos (12ℼt)

Persaaan gelombang stasioner:

y = 2A sin kx cos ⍵t

maka k = 0,2ℼ dan ⍵ = 12ℼ

v = ⍵ : k

v = 12ℼ : 0,2ℼ

v = 60 m/s

Jawaban: d

19. Suatu gelombang stasioner memiliki persamaan y = 50 cos ℼx sin 80ℼt dengan x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Pernyataan berikut berkaitan dengan gelombang stasioner tersebut :

(i) Amplitudo gelombang sumber adalah 50 cm

(ii) Frekuensi gelombang sumber adalah 40 Hz

(iii) Panjang gelombang sumber adalah 1 cm

(iv) Cepat rambat gelombang sumber adalah 80 cm/s

Pernyataan yang benar adalah...

a. (i) dan (iii)

b. (ii) dan (iv)

c. (i), (ii), dan (iiii)

d. (iv) saja

Pembahasan:

y = 50 cos ℼx sin 80ℼt

Persaaan gelombang stasioner:

y = 2A cos kx sin ⍵t

➢ 2A = 50

A = 25 cm (pernyataan (i) salah)

➢ ⍵ = 80ℼ

 2ℼf = 80ℼ

     f = 80ℼ : 2ℼ = 40 Hz (pernyataan (ii) benar)

➢ k = ℼ

2ℼ/λ = ℼ

λ = 2 cm (pernyataan (iii) salah)

➢ v = ⍵ : k

v = 80ℼ : ℼ = 80 cm/s (pernyataan (iv) benar)

Jawaban: b

20. Suatu gelombang stasioner memiliki persamaan y = 0,4 cos 4ℼx sin 12ℼt dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Jarak antara perut dan simpul yang berurutan pada gelombang tersebut adalah...

a. 4 cm

b. 12 cm

c. 12,5 cm

d. 25 cm

Pembahasan:

y = 0,4 cos 4ℼx sin 12ℼt

k = 4ℼ

2ℼ/λ = 4ℼ

λ = 2ℼ : 4ℼ = 0,5 m

Jarak antara perut dan simpul yang berurutan pada gelombang adalah ¼λ 

= ¼ x 0,5 m = 0,125 m = 12,5 cm

Jawaban: c

21. Pada tali yang panjangnya 3 m dan ujungnya terikat pada sebuah tiang ditimbulkan gelombang stasioner. Jika terbentuk 5 gelombang penuh, maka letak perut ke dua dari ujung terikat adalah....

a. 0,3 m

b. 0,5 m

c. 0,6 m

d. 0,75 m

Pembahasan:

λ = l/n = 3/5 = 0,6 m

Dari gambar terlihat bahwa letak perut ketiga dari ujung terikat jaraknya 1¼λ 

maka 1¼λ = 1¼ x 0,6 = 0,75 m

Jawaban: d

22.  Dua gelombang transversal merambat searah. Persamaan simpangan kedua gelombang masing-masing y₁ = 15 sin 4ℼt dan y₂ = 15 sin (4ℼt - ℼ/2) dengan y dalam cm dan t dalam sekon. Besar simpangan pada t = 1 sekon adalah....

a. -15 cm

b. - 10 cm

c. 10 cm

d. 15 cm

Pembahasan:

y₁ = 15 sin 4ℼt  dan y₂ = 15 sin (4ℼt - ℼ/2)

y = y₁ + y₂

y = 15 sin 4ℼt  + 15 sin (4ℼt - ℼ/2)

y = 15 [sin 4ℼt + sin (4ℼt - ℼ/2)]

Gunakan rumus : sin A + sin B = 2 sin ½(A+B) cos ½(A-B)

Baca juga : Soal Trigonometri Analitika Kelas 11

y = 15 [2 sin ½(4ℼt + (4ℼt - ℼ/2)) cos ½(4ℼt  - (4ℼt - ℼ/2))]

y = 15 [2 sin ½(8ℼt - ℼ/2) cos ½(ℼ/2)]

y = 30 sin (4ℼt - ℼ/4) cos ℼ/4

Besar simpangan pada t = 1 sekon

y = 30 sin (4ℼ(1) - ℼ/4) cos ℼ/4

y = 30 (-½√2) (½√2)

y = -15 cm 

Jawaban: a

23. Pada percobaan Melde terbentuk 3 perut pada dawai yang panjangnya 75 cm. Jika ujung dawai digantung beban 40 gram dan massa dawai 3 gram, frekuensi sumber getar yang digunakan adalah....

a. 15 Hz

b. 20 Hz

c. 25 Hz

d. 30 Hz

Pembahasan:

Terbentuk 3 perut maka terdapat 1½ gelombang

λ = l/n = 75/1½ = 50 cm = 0,5 m

m beban = 40 gram = 0,04 kg

w = m x g = 0,02 x 10 = 0,4 N

m dawai = 3 gram = 0,003 kg

f x 0,5 = √100

         f = 10 : 0,5

         f = 20 Hz

Jawaban: b

24. Persamaan simpangan gelombang stasioner pada pemantulan ujung tetap adalah y = 20 sin (²/₃ ℼx) cos (¹/₃ ℼt)  dengan x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Jarak simpul ketiga dari ujung tetap adalah...

a. 1 cm

b. 2 cm

c. 3 cm

d. 4 cm

Pembahasan:

k = 2ℼ/λ 

²/₃ ℼ = 2ℼ/λ 

λ = 3 cm

x₃ = ½(3-1)λ 

x₃ = λ = 3 cm

Jawaban: c

25. Sepotong tali yang panjangnya 5 m, salah satu ujungnya terikat kuat sedangkan ujung lainnya digerakkan secara kontinu dengan amplitudo 12 cm dan frekuensi 5 Hz. Jika cepat rambat gelombang pada tali itu 8 m/s, tentukanlah amplitudo titik P yang terletak 2 m dari ujung terikat!

a. 12 cm

b. 24 cm

c. 30 cm

d. 36 cm

Pembahasan:

λ = v/f = 8/5 = 1,6 m

Amplitudo ujung terikat Ap = 2A sin kx

Ap = 2 x 12 x sin (2/1,6 x ℼ x 2)

Ap = 24 x 1 =  24 cm

Jawaban: b

TERIMA KASIH UNTUK TIDAK COPY PASTE TULISAN INI DI SITUS ANDA