Soal Getaran dan Gelombang + Rangkuman Materi
Getaran merupakan gerak bolak balik melalui titik kesetimbangan. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali getaran penuh, yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut.
Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali getaran disebut periode getaran, yang dilambangkan dengan (T). Sedangkan banyaknya getaran dalam tiap detik disebut frekuensi getaran, dilambangkan dengan (f).
Hubungan antara frekuensi dan periode getaran secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.
T = 1/f dan f = 1/T
T = Periode (s)
f = Frekuensi (Hz)
Gelombang
Gelombang merupakan salah satu konsep Fisika yang penting untuk dipelajari. Banyak sekali gejala alam yang menggunakan prinsip gelombang.
Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
- Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium untuk merambat, misanya gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi.
- Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang di dalam perambatannya tidak membutuhkan medium, contoh gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar.
Berdasarkan arah perambatannya, gelombang mekanik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
- Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatnya. Contoh gelombang transversal, yaitu gelombang pada permukaan air, gelombang cahaya, gelombang radar, dan gelombang radio.
- Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambat.
- Gelombang bunyi dan gelombang pada gas yang ditempatkan di dalam tabung tertutup merupakan contoh dari gelombang longitudinal.
Contoh Soal Beserta Jawaban
1). Perhatikan gambar irisan telinga berikut ini! Gendang telinga, saluran eustachius, dan saluran setengah lingkaran ditunjukkan secara berturut-turut dengan huruf ....
A. P, S, dan R
B. P, R, dan T
C. R, S, dan T
D. P, S, dan T
Jawaban C
2). Pada saat mendengar suara yang sangat keras, sebaiknya kita membuka mulut. Tujuan dari tindakan tersebut adalah ....
A. dapat bernapas lega
B. tekanan udara telinga tengah sama dengan telinga luar
C. suara dapat masuk ke rongga mulut
D. gelombang suara keras terpecah masuk ke dalam tubuh
Jawaban B
3). Berikut ini adalah struktur yang terdapat dalam telinga manusia:
(1) daun telinga
(2) saluran telinga
(3) gendang telinga
(4) tulang sanggurdi
(5) tulang landasan
(6) tulang martil
(7) koklea
(8) saraf pendengaran
Setelah gelombang bunyi sampai di telinga, agar bunyi dapat didengar, getaran berturut-turut melalui struktur bernomor ....
A. (1)-(2)-(3)-(6)-(5)-(4)-(7)-(8)
B. (1)-(2)-(3)-(4)-(5)-(6)-(7)-(8)
C. (1)-(2)-(3)-(6)-(4)-(5)-(7)-(8)
D. (1)-(2)-(3)-(5)-(4)-(6)-(7)-(8)
Jawaban A
4). Sebuah bandul digetarkan selama 1 menit sehingga menghasilkan 40 getaran. Periode bandul tersebut adalah ... sekon.
A. 1,5
B. 0,33
C. 0,25
D. 0,15
Jawaban A
Cara:
t=1 menit (60 detik)
n=40 getaran
P=...?
P=t/n
=60/40
=1,5 sekon
5). Perbedaan yang mendasar antara gelombang transversal dan gelombang longitudinal adalah ....
A. frekuensinya
B. amplitudonya
C. arah rambatnya
D. panjang gelombang
Jawaban C
6). Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika frekuensi gelombang adalah 50 Hz, panjang gelombang dari gelombang tersebut adalah ... m.
A. 6,8
B. 6,7
C. 6,6
D. 6,5
Jawaban A
Cara:
V = f. λ
340 = 50. λ
λ = 340/50 = 6,8 m
7). Perbedaan antara gema dan gaung terletak pada ....
A. jarak sumber bunyi dengan pendengar
B. jarak sumber bunyi dengan dinding pemantul
C. amplitudo dan frekuensinya
D. kelengkapan kata yang terdengar
Jawaban B
8). Dari permukaan air laut, sinyal bunyi dikirim ke dasar laut. Sinyal tersebut diterima kembali setelah 12 sekon. Jika cepat rambat bunyi dalam air adalah 1.800 m/s, maka kedalaman laut di tempat itu adalah ... m.
A. 5.400
B. 8.100
C. 10.800
D. 21.600
Jawaban C
Cara:
h=(vxt)/2
h=(1800x12)/2
h=10800 m
9). Telinga manusia normal mampu mendengar bunyi yang memiliki frekuensi ... Hz.
A. kurang dari 20
B. lebih dari 20.000
C. antara 20- 20.000
D. lebih dari 200.000
Jawaban C
10). Sebuah kolom udara memiliki panjang 40 cm. Jika garpu tala mempunyai frekuensi 320 Hz, maka besarnya cepat rambat gelombang bunyi di udara pada saat terjadi resonansi pertama adalah ... m/s.
A. 511
B. 512
C. 513
D. 515
Jawaban B
Cara:
L = panjang tabung kolom udara
λ = panjang gelombang bunyi
Sebelumnya jadikan cm ke m, maka 40 cm = 0,4 m
L = 1/4.λ
λ = L / (1/4)
λ = 4.L
λ = 4. 0,4
λ = 1,6 m
Untuk mencari cepat rambat gelombang gunakan rumus :
V = λ.f
V = 1,6 . 320
V = 512 m/s
11). Perhatikan gambar berikut!
a. Berapa jumlah gelombang pada gambar di atas?
b. Tentukan amplitudo gelombang
c. Tentukan periode gelombang
d. Tentukan panjang gelombang
e. Tentukan cepat rambat gelombang
f. Tentukan jumlah gelombang selama dua menit
Jawaban
a. Ada 2 bukit dan 1 lembah maka = 1½ gelombang
b. 2 cm
c. Cara:
t = 2,25 s
n = 1½ gelombang = 1,5
T = t/n
T = 2,25/1,5
T = 1,5 s
d. Panjang gelombang
1,5 panjang gelombang = 30 cm
panjang gelombang = 30/1,5= 20 cm
e. Cara:
v = panjang gelombang / periode
v = 20/1,5
v = 13 ⅓ cm/s
f. Cara:
2 menit = 120 s
120/1,5= 80 gelombang
12). Saat cuaca mendung seorang anak mendengar bunyi guntur 1,5 detik setelah terlihat kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 320 m/s, tentukan jarak sumber petir dari anak tersebut!
Jawaban
Untuk mencari jarak anak dengan sumber bunyi guntur petir dirumuskan dengan:
S = v x t
S = 320 x 1,5
S = 480 m
Dari penjelasan di atas maka dapat disimpulkan bahwa jarak anak dengan sumber bunyi guntur petir adalah 480 m.
13). Sekarang ini banyak teknologi baru yang memanfaatkan sistem sonar. Menurut kamu adakah dampak negatif penggunaan sistem sonar ini dalam perkembangan teknologi?
Jawaban
Dampak negatif sonar antara lain:
1. Merusak indera hewan laut , seperti pendengaran lumba-lumba dan paus yang menyebabkan mereka terdampar
Jawaban
Hal ini terjadi sesuai dengan efek doppler
Dimana jika suatu sumber bunyi mendekati pendengar, maka frekuensi sumber bunyi akan semakin tinggi. Sebaliknya, jika sumber bunyi menjauhi pendengar, maka frekuensi sumber bunyi akan semakin rendah. itulah yang menyebabkan suara sirine mobil yang bergerak seolah terdengar berubah-ubah
15). Apabila kita menjatuhkan benda keras (misalnya batu atau besi) ke lantai, akan terdengar bunyi.
a. Menurut pendapatmu, apakah bunyi dapat dipantulkan?
b. Bedakan antara pemantulan bunyi di dalam ruangan kosong dengan pemantulan suara ketika berteriak pada dinding tebing!
c. Apakah proses pemantulan bunyi dapat dimanfaatkan untuk kehidupan sehari-hari? Berikan contohnya!
d. Bagaimana cara kerja sonar?
Jawaban
a. Iya bunyi dapat dipantulkan dan diserap. Sebagian besar bunyi dapat dipantulkan jika terkena ke permukaan yang keras dan sebagian besar bunyi juga akan diserap jika terkena dengan permukaan lunak.
b. Pemantulan suara pada dinding tebing itu disebut gema, yaitu pemantulan bunyi yang diterima oleh pendengar beberapa saat setelah bunyi asli. Bunyi gema terdengar jelas karena jarak antara sumber bunyi dan benda-benda yang memantulkan bunyi relatif jauh.
Pemabntungan suara pada ruang kosong disebut gaung, yaitu bunyi pantul yang datang sebelum bunyi asli selesai dikirim dan biasanya suara yang dihasilkan gaung tidak jelas.
c. Bisa, seperti untuk mendeteksi cacat/retak pada logam, mengukur ketebalan logam, mengukur kedalaman laut
d. Sonar adalah gelombang suara berfrekuensi tinggi yang dipancarkan dibawah laut untuk mencari kapal selam atau benda-benda lain yang tidak terlihat. Sistem kerjanya yaitu dengan cara mengeluarkan sumber bunyi yang akan menyebar didalam air. Bunyi ini kemudian akan dipantulkan oleh objek dibawah air dan diterima kembali oleh sistem sonar tersebut, berdasarkan perhitungan kecepatan perampatan suara didalam air maka letak objek didalam air akan diketahui jaraknya
16). Banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik disebut ….
A. Frekuensi
B. Amplitudo
C. Periode
D. Panjang gelombang
Jawaban: A
17). Sebuah getaran menghasilkan frekuensi 25 Hz. Periode getarannya adalah …
A. 0,4 sekon
B. 0,2 sekon
C. 0,02 sekon
D. 0,04 sekon
Jawaban: D
Pembahasan:
Diketahui:
f = 25 Hz
Ditanyakan: T = …?
Jawaban:
T = 1/f
T = 1/25 = 0,04 sekon
18). Suatu pegas melakukan 100 getaran dalam waktu 0,25 menit. Frekuensi getaran pegas adalah …
A. 0,15 Hz
B. 25 Hz
C. 6,7 Hz
D. 400 Hz
Jawaban: A
Pembahasan:
Diketahui:
n = 100 getaran
t = 0,25 menit = 15 sekon
Ditanyakan: f = ….?
Jawaban:
f = n/t
f = 100/15 = 6,7 Hz
19). Frekuensi suatu getaran 25 Hz, artinya …
A. Terjadi 25 getaran dalam 1 menit
B. Terjadi 25 getaran dalam 1 detik
C. Terjadi 1/25 getaran dalam 1 menit
D. Terjadi 1/25 getaran dalam 1 detik
Jawaban: B
20). Gelombang adalah getaran yang merambat. Ketika merambat maka ada yang berpindah yaitu ….
B. Getarannya
C. Sumber getarannya
D. Energinya
Jawaban: D