Contoh Soal Getaran dan Gelombang

Contoh soal dan pembahasan jawaban getaran dan gelombang, materi fisika SMP Kelas 8 (VIII), tercakup amplitudo, frekuensi, periode dari getaran dan gelombang, panjang gelombang, cepat rambat suatu gelombang serta mencari jumlah getaran atau jumlah gelombang.

Soal No : 1
Dari gambar diatas, sebuah benda diikat tali panjang berayun harmonis hingga membentuk suatu getaran. Lintasan A ke B ditempuh benda dalam waktu 1 detik, tentukan:
a) letak titik seimbang
b) letak titik-titik saat benda berada pada simpangan terjauh
c) besar amplitudo getaran
d) nilai periode getaran
e) nilai frekuensi getaran
f) banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 menit
g) jumlah getaran yang terjadi saat benda bergerak sepanjang lintasan:
i) A-B
ii) A-B-C-B-A
iii) A-B-C-B-A-B
 

Pembahasan
a) titik seimbang
Titik B

b) titik-titik saat benda berada pada simpangan terjauh
Titik A dan C

c) amplitudo getaran
A = 15 cm

d) periode getaran
Waktu untuk membentuk 1 buah getaran yaitu dari A hingga kembali ke titik A,
T = 4 sekon

e) frekuensi getaran
Frekuensi getaran adalah kebalikan dari periode getar
f = 1/ T
f = 1/4 = 0,25 Hz

f) banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 menit = 60 detik
Mencari banyak getaran
n = t x f
n = 60 x 0,25
n = 15 getaran

g) banyak getaran yang terjadi saat benda bergerak sepanjang lintasan:
i) A-B adalah 1/4 getaran
ii) A-B-C-B-A adalah 4/4 atau 1 getaran
iii) A-B-C-B-A-B adalah 5/4 atau 1,25 getaran

Soal No. 2
Dalam dua menit terjadi 960 getaran pada suatu partikel. Tentukan:
a) periode getaran
b) frekuensi getaran

Pembahasan
Data:
Jumlah getaran n = 960
waktu getar t = dua menit = 120 sekon

a) periode getaran
T = t /n
T = 120 / 960 sekon
T = 0,125 sekon

b) frekuensi getaran
f = n/t
f = 960 / 120
f = 8 Hz

Soal No. 3
Periode suatu getaran adalah 1/2 detik. Tentukan:
a) frekuensi getaran
b) jumlah getaran dalam 5 menit

Pembahasan
Data:
T = 1/2 sekon
t = 5 menit = 5 x 60 = 300 sekon
a) frekuensi getaran
f = 1/T
f = 1/(0,5)
f = 2 Hz

b) jumlah getaran dalam 5 menit = 300 sekon
n = t x f
n = 300 x 4 2
n = 1200 600 getaran

Soal No. 4
Frekuensi suatu getaran adalah 5 Hz. Tentukan:
a) periode getaran
b) banyak getaran yang terjadi dalam 2 menit

Pembahasan
a) T = 1/f
T = 1/5
T = 0,2 sekon

b) n = t x f
n = 120 x 5
n = 600 getaran

Baca juga : 

Rumus Getaran dan Gelombang

Mekanisme Pendengaran Pada Manusia dan Hewan

Pengertian, Sifat, Jenis, dan Karakteristik Gelombang Bunyi
 

Soal No. 5
Perhatikan gambar berikut



Tentukan:
a) berapa jumlah gelombang pada gambar di atas
b) amplitudo gelombang
c) periode gelombang
d) panjang gelombang
e) cepat rambat gelombang
f) jumlah gelombang dalam 2 menit

Pembahasan
a) jumlah gelombang pada gambar di atas
n = 1,5 gelombang

b) amplitudo gelombang
A = 2 cm = 0,02 m

c) periode gelombang
T = 1,50 sekon

d) panjang gelombang
λ = 24 cm (dari A hingga C)

e) cepat rambat gelombang
ν = λ / T
ν = 24 / 1,50
ν = 16 m/s

f) jumlah gelombang dalam 2 menit t = 2 menit = 120 sekon
n = t / T
n = 120 / 1,50
n = 80 gelombang

Soal No. 6
Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika frekuensi gelombang adalah 50 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

Pembahasan
Data:
ν = 340 m/s
f = 50 Hz
λ = ...........

λ = ν / f
λ = 340 / 50
λ = 6,8 meter

Soal No. 7
Periode suatu gelombang adalah 0,02 s dengan panjang gelombang sebesar 25 meter. Hitunglah cepat rambat gelombangnya!

Pembahasan
Data soal:
Periode T = 0,02 s
Panjang gelombang λ = 25 m
Cepat rambat ν =.........

λ = T ν
ν = λ / T
ν = 25 / 0,02
ν = 1250 m/s

Soal No. 8
Perhatikan gambar berikut!



Tentukan frekuensi gelombang jika cepat rambatnya adalah 400 m/s

Pembahasan
Data
ν = 400 m/s
dari gambar:
panjang gelombang λ = 4 m

f = ν / λ
f = 400 / 4
f = 100 Hz

Soal No. 9
Bandul ayunan sesuai gambar bergerak dari A ke C. memerlukan waktu 1/40 detik.
Periode ayunan ini adalah....detik
A. 1/10
B. 1/20
C. 1/80
D. 1/60
(Soal Ebtanas 1999)

Pembahasan
Periode ayunan pada gambar di atas adalah waktu yang diperlukan dari A ke C ditambah waktu dari C ke A. Sehingga:
T = 1/40 + 1/40
T = 2/40
T = 1/20 detik

Soal No. 10
Bandul bola besi berayun dari A - B - C selama 0,6 sekon.
Jarak A - C = 15 cm. Tentukan:
a) periode ayunan
b) frekuensi ayunan
c) amplitudo ayunan
d) berapa periode ayunan jika A - C = 20 cm

Pembahasan
a) periode ayunan
Periode ayunan adalah waktu yang diperlukan bandul besi dari titik A kembali lagi ke A (A - B - C - B - A) yaitu dua kali waktu dari A - C. Jadi periodenya:
T = 2 × 0,6 = 1,2 sekon

Baca Juga :

Definisi Gelombang dan Jenis-Jenis Gelombang

Penjelasan Gelombang Transversal dan Longitudinal

b) frekuensi ayunan
frekuensi ayunan jika periodenya telah diketahui gunakan saja:
f = 1/T
f = 1/1,2
f = 0,83 Hz

c) amplitudo ayunan
Amplitudo atau simpangan ayunan paling jauh:
A = jarak A-C dibagi 2
A = 15 : 2 = 7,5 cm

d) Periode ayunan tetap T = 1,2 sekon, asalkan panjang tali pengikat bandul tidak diubah.

Soal No. 11
Suatu sumbu getar memancarkan gelombang dengan cepat rambat 340 ms^–1, jika frekuensi gelombang tersebut 85 Hz, maka panjang gelombang tersebut adalah ...
A. 1/4 meter
A. 4 meter
B. 255 meter
C. 425 meter
(Soal Ebtanas 1998)

Pembahasan
Data dari soal adalah
v = 340 m/s
f = 85 Hz
λ = .....

λ = 340 / 85
λ = 4 meter

Soal No. 12
Jika bandul C diayun, maka bandul yang turut berayun adalah....
A. A dan E
B. B dan D
C. A dan B
D. D dan E
(Soal Ebtanas 1998)

Pembahasan
Bandul yang ikut berayun adalah bandul yang memiliki panjang tali sama dengan C, yaitu bandul A dan E

Soal No. 13
Jika gelombang merambat dari tempat yang dalam ke tempat yang lebih dangkal, maka pernyataan yang benar adalah...a. cepat rambat dan panjang gelombang tetap
b. cepat rambat menjadi lebih besar dan panjang gelombang tetap
c. cepat rambat mengecil dan panjang gelombang membesar
d. cepat rambat dan panjang gelombang mengecil
e. cepat rambat mengecil dan frekuensi membesar

Pembahasan
cepat rambat dan panjang gelombang mengecil.
Pembahasan: λdalam > λdangkal
panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal .
v=λf,
frekuensi tetap, maka cepat rambat gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada di tempat yang dangkal vdalam > vdangkal

Soal No. 14
Jika gelombang merambat dari tempat yang dalam ke tempat yang lebih dangkal, maka pernyataan yang benar adalah...a. cepat rambat dan panjang gelombang tetap
b. cepat rambat menjadi lebih besar dan panjang gelombang tetap
c. cepat rambat mengecil dan panjang gelombang membesar
d. cepat rambat dan panjang gelombang mengecil
e. cepat rambat mengecil dan frekuensi membesar

Pembahasan
cepat rambat dan panjang gelombang mengecil.
Pembahasan: λdalam > λdangkal
panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal .
v=λf,
frekuensi tetap, maka cepat rambat gelombang di tempat yang dalam lebih besar daripada di tempat yang dangkal vdalam > vdangkal

Soal No. 15
A bergetar 5Hz dan b bergetar dengan periode o,1 detik dan mulai bergetar bersamaan. jika a bergetar 20 getaran, maka jumlah getaran yang dilakukan ba. 100 getaran
b. 40 getaran
c. 20 getaran
d. 4 getaran

Pembahasan
Getaran
→ besaran

getaran A
fa = 5 Hz
na = 20
t = __?

fa = na / t
5 = 20 / t
t = 4 s

getaran B
Tb = 0,1 s
t = 4 s
nb = __?

Tb = t / nb
0,1 = 4 / nb
nb = 40