10 Soal & Pembahasan Gelombang Stasioner (bagian 2) ǀ Pilihan Ganda
Jika anda belum puas hanya dengan 10 soal pemabahasan gelombang stasioner. Kita akan tambah lagi dengan bagian 2-nya. Berikut ulasannya.
Baca
sebelumnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Stasioner (bagian 1) ǀ Pilihan Ganda
Pilihlah
jawaban yang tepat dari pilihan di bawah ini.
11.
Ujung – ujung tali diikat pada dua vibrator yang salah satunya digetarkan
dengan kecepatan 1,25 cm/s dengan periode 2 sekon. Jika tali naik turun sejauh
5 cm, maka persamaan gelombang stasioner-nya adalah. . .
A. y = 5 sin 0,8 πx cos πt cm
B. y = 10 cos 0,8 πx sin πt cm
C. y = 5 sin 80 πx cos πt cm
D. y
= 10 sin 80 πx cos πt cm
E. y = 5 cos 0,8 πx cos πt cm
Pembahasan
:
Diketahui
:
T =
2 s (ujung terikat)
A =
(1/2).5 = 2,5 cm
v =
1,25 cm/s
Ditanya
: persamaan gelombang stasioner ujung terikatnya y = 2A sin (kx) cos (ωt)
*Kecepatan
sudut atau frekuensi sudut (ω)
ω =
2π/
T
ω =
2π/
2
ω =
π
rad/s
*Bilangan
gelombang (k)
k =
2π/ λ
k =
2π/ (v.T)
k =
2π/ ((1,25)2)
k =
0,8π
Dari
informasi di atas, persamaan nya menjadi y = 2A sin (kx) cos (ωt) = 5 sin (0,8πx) cos (πt)
Jawaban
A.
12.
Perhatikan pernyataan berikut!
1) Tegang tali
2) Massa tali
3) Panjang tali
4) Kerapatan tali
Faktor
yang mempengaruhi cepat rambat tali ditunjukkan oleh nomor . . .
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. semua benar
Pembahasan
:
v =
√(F/μ) = √(F/ρ.A) = √(F.l / m)
v =
cepat rambat, F = tegang tali, μ = rapat massa tali, ρ = massa jenis tali, A = luas penampang, l
= panjang tali, m = massa tali.
Jawaban
E
13.
Perhatikan pernyataan berikut!
1) Memberi gaya sebesar 2 kali semula dengan
tali yang sama
2) Memberikan gaya sebesar 4 kali semula
dengan tali yang sama
3) Mengubah jenis tali dengan kerapatan 4
kali semula dan gaya tetap
4) Mengubah gaya 2 kali semula dan tali
dengan kerapatan ½ kali semula
Jika
kita ingin membuat kecepatan rambat tali percobaan melde menjadi dua kali
semula, maka cara yang tepat ditunjukkan oleh nomor . . .
A. 1, 2, dan 3
B. 1 dan 3
C. 2 dan 4
D. 4 saja
E. semua benar
Pembahasan
:
v =
√(F/μ)
v2
= (F/μ)
Kita
ingin menghasilkan v = 2v, jadi
(2v)2
= (F/μ)
4v2
= (4F/μ) atau
4v2
= (2F/0,5μ)
Gaya
tegang tali dibuat 4 kali semula atau 2 kali semula dengan kerapatan tali (0,5
atau 1/2) semula.
Jawaban
C
14.
Percobaan Melde dilakukan dengan menggunakan tali sepanjang 150 cm dengan massa
30 gram. Jika diberikan tegangan tali sebesar 32 N, maka cepat rambat gelombang
adalah . . .
A. 0,64 m/s
B. 0,80 m/s
C. 6,40 m/s
D. 40,0 m/s
E. 12,5 m/s
Pembahasan
:
v =
√(F.l / m)
v =
√(32(1,5)/
0,03)
v =
√(32(1,5)/
0,03)
v =
40 m/s
Jawaban
D
15.
Percobaan Melde dilakukan dengan menggunakan tali bermassa jenis 500 kg/m3
dan luas penampang 0,1 m2. Jika diberikan tegangan tali sebesar 32 N,
maka cepat rambat gelombang tali adalah . . .
A. 0,64 m/s
B. 0,80 m/s
C. 8,00 m/s
D. 12,5 m/s
E. 64,0 m/s
Pembahasan
:
v =
√(F/ρ.A)
v =
√(32/500(0,1))
v =
0,8 m/s
Jawaban
B
16.
Percobaan Melde dilakukan dengan menggunakan tali yang memiliki kerapatan
0,0025 kg/m, sehingga menghasilkan kecepatan gelombang tali sebesar 12 m/s. Jika
tali diganti dengan tali yang memiliki kerapatan 0,0001 kg/m, maka kecepatan
gelombang menjadi . . .
A. 1,2 m/s
B. 2,4
m/s
C. 6,0 m/s
D. 24
m/s
E. 60 m/s
Pembahasan :
|
v |
= |
√(F/μ) |
|
v2 |
= |
F/μ |
|
v2. μ |
= |
F |
*Gaya
kedua kondisi di atas sama besar
|
F1 |
= |
F2 |
|
v12. μ1 |
= |
v22. μ2 |
|
(12)2.(0,0025) |
= |
v22. (0,0001) |
|
v22 |
= |
3600 |
|
v2 |
= |
60 |
Jawaban
E
17.
Berikut data menunjukkan data percobaan Melde. Jika tali yang digunakan
memiliki kerapatan yang sama, maka jarak perut terdekat dari ujung pantul
adalah data ke . . .
A. Gaya 1,6 N dan periode 2,2 s
B. Gaya 0,9 N dan periode 1,8 s
C. Gaya 1,0 N dan periode 0,2 s
D. Gaya 4,9 N dan periode 1,0 s
E. Gaya 0,4 N dan periode 2,5 s
Pembahasan :
|
v |
= |
√(F/μ) |
|
v2 |
= |
F/μ |
|
(λ/T)2 |
= |
F/μ |
|
λ2/T2 |
= |
F/μ |
|
λ2 |
= |
F.T2/μ |
Dari
penurunan persamaan di atas, kita mencari nilai panjang gelombang paling kecil.
Jika gaya tegang tali F dan periode diketahui, dimisalkan μ = 1. Jadi
λ2
= F.T2/μ =
(1,6).(2,2)2/1 = 7,744
λ2
= F.T2/μ =
(0,9).(1,8)2/1 = 2,91
λ2
= F.T2/μ =
(1,0).(0,2)2/1 = 0,04 (pilihan C)
λ2
= F.T2/μ =
(4,9).(1,0)2/1 = 4,9
λ2
= F.T2/μ =
(0,4).(2,5)2/1 = 2,5
Jawaban
C
18.
Pada percobaan melde, kecepatan rambat gelombang tali akan bertambah 5%, jika
tali dipendekkan sebanyak 25%. Prediksi tersebut . . .
A. Benar, karena tali yang semakin pendek akan memperkecil besar
kerapatan tali
B. Benar, karena tali yang semakin pendek akan memperbesar kerapatan kali
C. Salah, karena besar kerapatan tali tetap walaupun dipendekkan
D. Salah, karena tali yang semakin pendek akan memperkecil besar
kerapatan tali
E. Salah, karena tali yang semakin pendek akan memperbesar kerapatan kali
Pembahasan
:
v =
√(F.l / m)
1,05v
= √(F.0,75l / m) dimana μ = m/l
Saat
tali dipendekkan, massa mengecil tetapi kerapatan tali tetap.
Jawaban
C.
19.
Tali yang memiliki kerapatan 0,05 kg/m digerakkan dengan gaya sebesar 20 N,
sehingga terbentuk gelombang stasioner ujung terikat. Jika jarak perut terdekat
dari ujung pantul teramati sejauh 5 cm, maka frekuensi vibrator adalah . . .
A. 100 Hz
B. 10 Hz
C. 1 Hz
D. 0,1 Hz
E. 0,01 Hz
Pembahasan
:
Diketahui
:
xP1
= 0,25 λ = 5 cm
λ =
5/(0,25) = 20 cm = 0,2 m
μ = 0,05 kg/m
F =
20 N
Ditanya
: frekuensi (f)
f =
v/ λ
f =
√(F/μ)/ λ
f =
√(20/0,05)/ 0,2
f =
√(400)/ 0,2
f =
20/ 0,2
f =
100 Hz
Jawaban
A
20.
Gelombang stasioner ujung terikat terbentuk pada tali sepanjang 1 m yang
memiliki kerapatan 0,05 kg/m akibat digerakkan oleh gaya sebesar 45 N. Jika
jarak perut terdekat dari ujung pantul teramati sejauh 75 cm, maka periode
vibrator adalah . . .
A. 100 s
B. 10 s
C. 1 s
D. 0,1 s
E. 0,01 s
Pembahasan
:
Diketahui
:
l =
1 m
μ = 0,05 kg/m
F =
45 N
xP1
= 0,25λ = 75 cm
λ =
75/0,25 = 300 cm = 3 m
Ditanya
: periode (T)
v =
λ/T
T =
λ/v
T =
λ/√(F/μ)
T =
3/√(45/0,05)
T =
3/30
T =
0,1 s
Jawaban
D
Baca
selanjutnya : 10 Soal & Pembahasan Gelombang Bunyi (bagian 1) ǀ
Pilihan Ganda
Demikian
10 soal gelombang stasioner (bagian 2) dan dapat anda jadikan bahan belajar
sebelum ujian.