Pengertian dan Contoh Soal Gelombang Stasioner dan Jawaban – Di kelas 11 mata pelajaran fisika, akan diajarkan materi gelombang stasioner. Kamu harus belajar lebih giat terkait materi ini agar bisa paham cara mengerjakannya.
Untuk kamu yang sudah terbiasa dengan rumus-rumus pasti sudah tidak khawatir lagi. Namun bagi yang belum terbiasa, ini akan menjadi masalah. Untuk itu, pelajari dengan baik materi ini terlebih dahulu.
Pengertian Gelombang Stasioner
Apa itu gelombang stasioner? Gelombang stasioner merupakan perpaduan antara dua gelombang dimana frekuensi dan amplutudonya sama besar namun merambat ke arah yang berlawanan.
Contoh Soal Gelombang Stasioner dan Jawaban
Berikut ini beberapa contoh soal gelombang stationer dan jawaban yang bisa kamu pelajari.
1. Ujung sebuah tali yang panjangnya 1 meter digetarkan sehingga dalam waktu 2 sekon terdapat 2 gelombang. tentukanlah persamaan gelombang tersebut apabila amplitudo getaran ujung tali 20 cm.
Diketahui:
l = 4λ →λ = ¼ = 0,25 m
t = 4λ → T = 2/4 = 0,5 s
Ditanyakan:
y = ….?
Jawab:
Y = A sin (ωtkx)
= 0,2 sin [(2π/0,5)t(2π/0,25)x]
= 0,2 sin (4πt8πx)
=0,2 sin 4π (tx)
2. Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang berurutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!
Diketahui:
f = 30 Hz ,
½ λ = 50 cm
λ = 100 cm = 1 m
Ditanyakan: v = ..?
Jawab:
v = λ.f = 1.30 = 30 m/s
3. Persamaan gelombang berjalan pada seutas tali dinyatakan oleh x dan y dalam cm dan t dalam sekon.
(a) arah perambatan gelombang
(b) amplitudo gelombang
(c) frekuensi gelombang
(d) bilangan gelombang
(e) panjang gelombang dan
(f) kecepatan rambat gelombang
Persamaan gelombang y = 0,04 sin 0,2 π (40t5x)= 0,04 sin (8ππx)
(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) Kecepatan rambat gelombang dapat ditentukan dengan 2 cara yaitu :
v = f λ = 4,2 = 8 cm/s
V= ω/k = 8π/π = 8 cm/s
4. Seutas senar gitar memiliki panjang 0,5 meter. Jika tegangan senar diatur sedemikian sehingga kecepatan gelombangnya 120 m/s, maka frekuensi dasarnya adalah
Pembahasan:
Diketahui:
Panjang dawai (L) = 0,5 meter
Kelajuan gelombang (v) = 120 m/s.
Ditanya:
Frekuensi dasar (f1) ?
Jawab :
Rumus frekuensi dasar (f1) gelombang stasioner atau gelombang berdiri di mana kedua ujung dawai terikat:
f1 = v / 2L
Frekuensi dasar (f1) gelombang adalah :
f1 = 120 / (2)(0,5) = 120 / 1 = 120 hz
5. Suatu tali berukuran panjang dibiarkan bebas kemudian salah satu ujungnya digetarkan terus menerus dengan amplitudo sebesar 15 cm. Periode gelombang adalah 4 s, sementara cepat rambat dari gelombang tali sebesar 20 cm/s. Tali tersebut membentuk gelombang stasioner. Tentukan nilai berikut:
a. Amplitudo gelombang stasioner di titik Q yang jaraknya 15 cm dari ujung bebas
b. Letak simpul ke 2 serta perut ke 3 dari ujung tali bebas
Diketahui:
A = 15 cm
v = 20 cm/s
T = 4 s
Jawab:
a. Amplitudo titik Q (Aq) dengan x = 30 cm
Pertama-tama dihitung nilai panjang gelombang (λ)
λ = v x T = 20 cm/s x 4 s = 80 cm
Sehingga besar amplitudo di titik Q dengan jarak sejauh 30 cm dari ujung tali bebas adalah:
Sehingga besar amplitudo adalah 15√2 cm karena diambil nilai positif atau nilai mutlaknya.
b. Letak simpul ke-2 menggunakan rumus di bawah
Xs2 = (2n – 1) ¼ λ
Xs2 = (2 . 2 – 1) ¼ x 80
Xs2 = (4 – 1) 20 = 60 cm
Letak perut ke 3:
Xp3 = (n – 1) ½ λ
Xp3 = (3 – 1) ½ λ
Xp3 = 2 x ½ x 80 = 80 cm
Itulah beberapa contoh soal gelombang stasioner dan jawabannya. Sobat bisa mempelajari materi ini sebelum mengerjakan soal ulangan.
