6 Contoh Soal Gelombang Mekanik Kelas 11 dalam Pelajaran Fisika

Ilustrasi Contoh Soal Gelombang Mekanik, sumber foto (Tima M.) by pexels.com

Contoh soal gelombang mekanik kelas 11 perlu dipelajari bagi siswa-siswi SMA. Materi ini terdapat dalam pelajaran fisika dan termasuk bagian dari ilmu sains. Seperti yang diketahui, gelombang adalah sesuatu yang sering dijumpai dalam kehidupan sehari-hari.

Gelombang digolongkan menjadi empat jenis, yakni berdasarkan arah getar, arah rambat, medium, maupun amplitudo gelombang. Sedangkan berdasarkan medium rambatannya, gelombang digolongkan menjadi dua jenis, yakni gelombang elektromagnetik dan gelombang magnetik.

Secara umum, gelombang mekanik merupakan gelombang yang membutuhkan medium rambat agar dapat berpindah dari sumber getaran. Agar lebih memahami materi gelombang mekanik, pelajarilah contoh soalnya di artikel ini.

Baca juga : (Pengertian, Rumus, dan Contoh Soal Polinomial Kelas 11)

Contoh Soal Gelombang Mekanik Kelas 11

Ilustrasi Contoh Soal Gelombang Mekanik, sumber foto (Andrea Piacquadio) by pexels.com

Mengutip buku Fisika Gasing SMP Jilid 2 oleh Yohanes Surya (2011), gelombang mekanik membutuhkan medium berupa benda cair, benda padat, maupun gas. Adapun contoh soal gelombang mekanik kelas 11 yakni sebagai berikut:

1. Sebuah gelombang merambat melalui tali sepanjang 2 meter dengan kecepatan 20 m/s. Frekuensi gelombang tersebut yakni 10 Hz. Hitung panjang gelombangnya!

Jawaban:

Kecepatan gelombang (v) = 20 m/s

Panjang gelombang (λ) = v / f

Frekuensi gelombang (f) = 10 Hz

λ = v / f

λ = 20 m/s / 10 Hz

λ = 2 meter

Jadi, panjang gelombang tersebut adalah 2 meter.

2. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 50 m/s pada seutas tali. Amplitudo gelombang tersebut adalah 5 cm, sedangkan panjang gelombangnya 10 cm.

Hitung frekuensi dan periode gelombang tersebut!

Jawaban:

Diketahui:

A = 5 cm

v = 50 m/s

λ = 10 cm

Rumus frekuensi gelombang:

f = v/λ

f = 50 m/s / 10 cm

f = 500 Hz

Rumus periode gelombang:

T = 1/f

T = 1 / 500 Hz

T = 0,002 s

Jadi, frekuensi gelombang adalah 500 Hz dan periode gelombang adalah 0,002 s.

3. Sebuah gelombang mempunyai periode 0,02 detik dan amplitudo 0,1 m. Hitung kecepatan rambat dan frekuensi gelombang tersebut!

Jawaban:

Periode (T) = 0,02 detik

Amplitudo (A) = 0,1 m

Frekuensi (f) = 1 / T

f = 1 / 0,02 detik

f = 50 Hz

Kecepatan rambat gelombang (v) = λ / T

λ = 2A berubah menjadi v = 2A / T

v = 2(0,1 m) / 0,02 detik

v = 10 m/s

Jadi, frekuensi gelombang adalah 50 Hz, sedangkan kecepatan rambatnya adalah 10 m/s.

4. Sebuah tali dipegang dua orang di bagian ujungnya dan menghasilkan getaran dengan frekuensi 2 Hz.

Apabila panjang talinya 5 meter dan kecepatan rambat gelombangnya 10 m/s, tentukan panjang gelombang dan periode getaran.

Jawaban:

Diketahui:

frekuensi (f) = 2 Hz

panjang tali (L) = 5 m

kecepatan rambat gelombang (v) = 10 m/s

Ditanyakan:

panjang gelombang (λ) = ?

periode getaran (T) = ?

Rumus yang digunakan:

Kecepatan rambat gelombang (v) = panjang gelombang (λ) x frekuensi (f) atau v = λf

periode getaran (T) = 1/f

Cari dulu nilai panjang gelombang (λ):

v = λf

λ = v/f = 10/2 = 5 meter

Selanjutnya, untuk mencari periode getaran (T):

T = 1/f = 1/2 = 0,5 detik

5. Jarak antara dua titik yang berdekatan dengan fase sama yakni 8 cm. Periode gelombangnyang dihasilkan sebesar 2 sekon, sehingga cepat rambat gelombangnya adalah … .

Jawaban:

Jarak antara dua buah titik yang berdekatan dengan fase sama = λ

Sehingga:

T = 2 s

λ = 8 cm

v = λ/T

v = 8/2 = 4 cm/s

6. Sebuah tali sepanjang 2 m ditegangkan dengan gaya sebesar 100 N.

Jika tali tersebut menghasilkan gelombang dengan panjang 0,5 m dan frekuensi 20 Hz, maka tentukan kecepatan rambat gelombang tersebut!

Jawaban:

Diketahui:

Frekuensi (f) = 20 Hz

Panjang gelombang (λ) = 0,5 m

Panjang tali (L) = 2 m

Tegangan tali (T) = 100 N

Rumus:

Kecepatan rambat gelombang (v) = √(T/μ)

μ = massa jenis = m/L

Langkah-langkah:

Hitung massa jenis tali:

μ = m/L

Dikarenakan tidak diberikan massa tali, maka diasumsikan massa tali yang dipalao adalah 0,1 kg/m

μ = m/L = 0,1 kg/m / 2 m = 0,05 kg/m

Kecepatan rambat gelombang:

v = √(T/μ)

v = √(100 N / 0,05 kg/m)

v = 20 m/s

Jadi, kecepatan rambat gelombang pada tali adalah 20 m/s.

Beberapa soal gelombang mekanik yang dibahas di atas bisa dijadikan sebagai acuan untuk memperdalam materi fisika. Dengan begitu, diharapkan wawasan siswa bisa lebih meningkat. (DLA)