PROGRAM PELAKSANAAN PEMBELAJARAN FISIKA UNGGULAN
Satuan
Pendidikan : SMA Negeri Agam Cendekia
Kelas/Semester :
XII/1
Mata
Pelajaran :
Fisika
Topik : Gelombang
Guru : Gumpana Sauti
Pertemuan 1
Soal-soal latihan
1.
Sebuah gelombang menjalar pada air. Dalam waktu 2 s gelombang dapat
menempuh jarak 10 m. Pada jarak tersebut terdapat 4 gelombang. Tentukan
ferkuensi, periode, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang!
2.
Gelombang dirambatkan dengan frekuensi 5 Hz. Gelombang
tersebut menempuh jarak 15 m dalam waktu 5s. Tentukan : a) periode gelombang, b) panjang gelombang, c) cepat rambat
gelombang.
3.
Gelombang merambat dari sumber O melalui titik p.
Simpangan getar gelombang dititik p memenuhi:
y = 0,02 sin 10π (2t - ). Semua besaran dalam satuan. Tentukan:
y = 0,02 sin 10π (2t - ). Semua besaran dalam satuan. Tentukan:
a. amplitudo gelombang d. panjang gelombang
b. periode gelombang e. cepat rambat gelombang
c. frekuensi gelombang
4.
Gelombang
berjalan simpangannya memenuhi: y =
0,04 sin 20π (t -
). Semua besaran memiliki
satuan dalam SI. Tentukan fase dan sudut fase pada titik berjarak 2 m saat
bergerak 1/2 s!
5.
Gelombang merambat dari titik P ke titik Q dengan frekuensi 2 Hz. Jarak PQ =
120 cm. Jika cepat rambat gelombang 1,5 m/s maka tentukan beda fase gelombang
di titik P dan Q !
Pertemuan 2
Soal-soal latihan
6.
Suatu gelombang merambat sepanjang sumbu X dengan amplitudo 2 cm,
cepat rambat 50 cm/s dan frekuensi 20 Hz. Dua buah titik pada sumbu X berjarak
4 cm, berapa beda sudut fasenya?
7.
Tali sepanjang 2 m diikat pada salah satu ujungnya dan ujung lain
digetarkan sehingga terbentuk gelombang stationer. Frekuensi getaran 10 Hz dan
cepat rambat gelombang 2,5 m/s. Tentukan jarak titik simpul ke-4 dari (a) titik
pantul dan (b) titik asal getaran!
8.
Dengan soal yang sama pada contoh di atas, tentukan jarak:
a. Simpul ke-5 dari titik asal
b.
Perut ke-7 dari titik asal
9.
Cepat rambat gelombang transversal pada dawai yang tegang sebesar 10
m/s saat besar tegangannya 150 N. Jika dawai diperpanjang dua kali dan
tegangannya dijadikan 600 N maka tentukan cepat rambat gelombang pada dawai
tersebut!
10.
Pada percobaan Melde digunakan seutas benang yang panjangnya 2 m dan
massanya 10 gram. Jika beban yang digunakan pada percobaan itu 200 gram (g = 10 ms-2), hitunglah kecepatan gelombang transversal pada
benang!
Pertemuan 3
Soal-soal latihan
11.
Gelombang merambat pada tali seperti gambar berikut. Berdasarkan
gambar tersebut tentukan:
a. panjang gelombang,
b. periode,
c. cepat rambat
gelombang.
12.
Fungsi gelombang pada suatu medium dinyatakan sebagai: y = 0,1
sin (5t – 2x), dengan x dan y dalam
meter dan t dalam sekon. Tentukanlah frekuensi dan panjang gelombang tersebut!
13.
Suatu tali dihubungkan melalui katrol dan ujungnya diberi beban 0,2 kg
kemudian digetarkan. Jika panjang tali 3 m dan massa tali 60 gram, tentukan
laju gelombang pada tali! (g = 10 m/s2)
14.
Dua buah gelombang transversal masing-masing memiliki persamaan
dan
, x dan y dalam meter serta t
dalam sekon, merambat berlawanan arah satu sama lain pada seutas tali dengan ujung
bebas. Tentukanlah jarak antara perut kedua dan simpul ketiga!
15.
Suatu gelombang berjalan memiliki persamaan: y = 20 sin 100
(t – 0,5x). tentukan: a) frekuensi gelombang,
b) panjang gelombang, dan c) cepat rambat gelombang.
16.
Dari hasil percobaan gelombang stasioner didapatkan pola gelombang
sebagai berikut.
Jika frekuensi vibrator yang
digunakan adalah 50 Hz dan massa tali 3 gram,panjang tali 10 m , tentukanlah:
a. cepat rambat gelombang
stasioner,
b. tegangan pada tali.
Pertemuan 4
Soal-soal latihan
17.
Dalam 3 sekon terbentuk 30 gelombang, berarti frekuensi gelombangnya
sebesar ...
a. 3 Hz b.
5 Hz c. 10 Hz d. 15 Hz e. 30
Hz
18.
Sebuah gelombang lurus datang
pada bidang antara dua medium dengan sudut
datang 45o. Jika indeks bias medium 2 relatif terhadap medium
1 adalah
, maka besar sudut adalah ...
a. 60o b.
45o c. 37o d.30o e. 15o
19.
Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak
renggangan dan rapatan berurutan 7,5cm. Jika cepat rambat gelombang pada slinki
3 m/s, maka frekuensi gelombangnya adalah ...
a. 3 Hz b.
7,5 Hz c. 10 Hz d. 20 Hz e.
22,5 Hz
20.
Jarak antara dua buah titik yang berdekatan dengan fase sama adalah 8
cm. Jika periode gelombang 0,02 sekon, maka cepat rambat gelombang adalah ...
a. 2 m/s b.
4 m/s c. 8 m/s d. 16 m/s e. 32 m/s
21.
Dari gambar di bawah, tentukan
frekuensi dan periode gelombang!
22.
Sebuah gelombang berjalan memenuhi persamaan y = 0,2 sin 0,4 π (60t – x). x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Tentukan:
a. amplitudo gelombang, c. panjang gelombang, dan
b. frekuensi gelombang, d. cepat rambat gelombang!
23.
Seutas kawat bergetar menurut persamaan:
a. Berapakah amplitudo dan
cepat rambat kedua gelombang yang superposisinya memberikan getaran di atas?
b. Berapakah jarak antara simpul yang berdekatan?
24.
Persamaan gelombang transversal dinyatakan:
Hitunglah:
a. cepat rambat gelombang,
b. kelajuan maksimum partikel!
25.
Seberkas cahaya masuk ke dalam air dengan sudut datang 60o.
Tentukan:
a. sudut biasnya jika
diketahui
,
b. sudut biasnya jika sinar
datang dari air ke udara!
26.
Seutas kawat dengan panjang 120 cm direntangkan horizontal. Salah satu
ujungnya digetarkan harmonik dengan
gerakan naik-turun dengan frekuensi ¼
Hz, dan amplitudo 12 cm, sedangkan ujung
lainnya terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke kanan dengan cepat rambat 4 cm/s. Jika interferensi
terjadi pada 66 cm dari sumber getar,
berapakah amplitudo gelombang tersebut?
Pertemuan 5
Soal-soal latihan
27.
Suatu gelombang permukaan air yang frekuensinya 500 Hz merambat dengan
kecepatan 350 ms-1. Jarak antara dua titik yang berbeda fase 60o
adalah ...
A. 64 cm B.
42 cm C.
33 cm D. 21 cm E. 12 cm
28.
Suatu gelombang dinyatakan
dengan persamaan y = 0,20 sin 0,40 π (x – 60t). Bila semua jarak diukur dalam cm
dan waktu dalam sekon, maka pernyataan berikut ini:
(1) panjang gelombang bernilai 5
cm
(2) frekuensi gelombangnya
bernilai 12 Hz
(3) gelombang menjalar dengan
kecepatan 60 cm s-1
(4) simpangan gelombang
0,1 cm pada posisi x = 35/12 cm
dan saat t = 1/24 sekon
yang benar adalah nomor …
A. 1, 2, 3 dan 4 B.
1, 2 dan 3 C. 1 dan 3 D.
2 dan 4 E. 4
29.
Seutas tali yang panjangnya 4 m kedua ujungnya diikat erat-erat.
Kemudian pada tali ditimbulkan gelombang sehingga terbentuk 8 buah perut, maka
letak perut kelima dari ujung terjauh adalah ...
A. 1,50 m B.
1,75 m C.
2,00 m D. 2,25 m E. 2,50 m
30.
Kawat untuk saluran transmisi listrik yang massanya 40 kg diikat
antara dua menara tegangan tinggi yang jaraknya 200 m. Salah satu ujung kawat
dipukul oleh teknisi yang berada di salah satu menara sehingga timbul gelombang
yang merambat ke menara yang lain. Jika gelombang pantul terdeteksi setelah 10
sekon, maka tegangan kawat (dalam newton) adalah ....
A. 40 B. 60
C. 80 D. 320 E. 420
31.
Tali yang panjangnya 5 m bertegangan 2 N dan digetarkan sehingga
terbentuk gelombang stasioner. Jika massa tali 6,25.10-3 kg, maka
cepat rambat gelombang di tali adalah
.... (dalam m/s)
A. 2 B. 5
C. 6 D. 10 E. 40
32.
Gelombang stasioner terjadi bila ada
dua gelombang menjalar dalam arah
berlawanan dengan ketentuan…
a. mempunyai fase yang sama d. mempunyai
amplitudo maupun frekuensi yang sama
b. mempunyai frekuensi yang
sama e. mempunyai amplitudo
maupun frekuensi berbeda
c. mempuyai amplitudo yang sama
33.
Dalam 3 sekon terbentuk 30 gelombang, berarti frekuensi gelombangnya
sebesar ...
a. 3 Hz b.
5 Hz c. 10 Hz d. 15 Hz e. 30
Hz
34.
Sebuah gelombang lurus datang
pada bidang antara dua medium dengan sudut
datang 45o. Jika indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1 adalah 2 , maka besar sudut adalah ...
a. 60o b.
45o c. 37o d.30o e. 15o
35.
Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak
renggangan dan rapatan berurutan 7,5 cm. Jika cepat rambat gelombang pada
slinki 3 m/s, maka frekuensi gelombangnya adalah ...
a. 3 Hz b.
7,5 Hz c. 10 Hz d. 20 Hz e.
22,5 Hz
36.
Jarak antara dua buah titik yang berdekatan dengan fase sama adalah 8
cm. Jika periode gelombang 2 sekon, maka
cepat rambat gelombang adalah ...
a. 2 m/s b.
4 m/s c. 8 m/s d. 16 m/s e. 32 m/s
Pertemuan 6
Soal-soal latihan
37.
Salah satu ujung seutas tali yang cukup panjang digetarkan sehingga
timbul gelombang transversal. Jarak antara dua bukit yang berdekatan adalah 40
cm. Jika frekuensi sumber getar 10 Hz, cepat rambat gelombang pada tali
tersebut adalah . . .
a. 4 m/s b. 2 m/s c. 1 m/s d. 0,4 m/s e.
0,2 m/s
38.
Seorang siswa mengamati gelombang pada permukaan air dengan meletakkan
dua buah gabus yang terapung tepat di puncak gelombang. Jarak antara kedua
gabus adalah 1 meter. Jika di antara kedua gabus tersebut terdapat 2 puncak
gelombang maka panjang gelombang permukaan air tersebut adalah...
a. 50 cm b. 40 cm c. 25 cm d. 20 cm e.
10 cm
39.
Gelombang transversal pada suatu medium memiliki persamaan y = 0,2
sin (50πt – πx). Jika x dan y dalam
meter, t dalam sekon maka frekuensi dan panjang gelombang pada medium tersebut
masing-masing adalah . . . .
a. 50 Hz dan 1 meter d.
25 Hz dan 1 meter
b. 50 Hz dan 0,5 meter e. 25
Hz dan 0,5 meter
c. 25 Hz dan 2 meter
40.
Suatu gelombang berjalan merambat pada tali yang sangat panjang dengan
frekuensi 10 Hz dan cepat rambat gelombang 5 m/s. Jika amplitude gelombang 10
cm maka persamaan simpangan gelombang tersebut pada suatu titik yang berjarak x
dari sumber gelombang adalah . . . .
a. y = 0,1 sin 20S (t – 5x) d. y =
0,1 sin 10S (t – 5x)
b. y = 0,1 sin 20S (t – 0,5x) e. y = 0,1 sin 10S (t –
0,2x)
c. y = 0,1 sin 20S (t – 0,2x)
41.
Suatu gelombang stasioner memiliki persamaan y = 40 cos 2Sx sin 100St.
x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Pernyataan berikut berkaitan dengan
gelombang stasioner tersebut.
1)
Amplitudo gelombang sumber adalah 40 cm.
2)
Frekuensi gelombang sumber 50 Hz.
3)
Panjang gelombang sumber adalah 50 cm.
4)
Cepat rambat gelombang sumber adalah 250 cm/s.
Pernyataan di atas yang benar adalah . . .
a.
1), 2), dan 3) d. 4) saja
b.
1) dan 3) e. 1), 2), 3), dan 4)
c. 2) dan 4)
42.
Grafik berikut yang menunjukkan hubungan antara gaya tegangan tali
dengan cepat rambat gelombang pada tali adalah . . .
a. b.
c. d. e.
43.
Suatu gelombang stasioner memiliki panjang gelombang 60 cm. Jarak
simpul dan perut gelombang terdekat adalah . . .
a. 15 cm d. 60 cm
b. 30 cm e. 75 cm
c. 45 cm
44.
Seorang siswa melakukan percobaan gelombang stasioner pada tali yang
panjangnya 150 cm dengan beban 1,5 newton. Dari hasil percobaan didapatkan pola
gelombang yang terdiri atas 3 perut dan 4 simpul. Jika frekuensi vibrator yang
digunakan 50 Hz maka cepat rambat gelombang stasioner tersebut adalah . . .
a. 1,5 m/s d. 0,5 m/s
b. 1,0 m/s e. 0,25 m/s
c. 0,75 m/s
45.
Syarat terjadinya interferensi gelombang adalah gelombang-gelombang
yang mengalami interferensi harus bersifat koheren, maksudnya adalah. . .
1) memiliki panjang gelombang
yang sama
2) memililki amplitudo yang
sama
3) memiliki frekuensi yang sama
4) memiliki fase yang sama
Pernyataan di atas yang benar adalah . . .
a. 1), 2), dan 3) d. 4) saja
b. 1) dan 3) e. 1), 2), 3), dan 4)
c. 2) dan 4)
46.
Dua buah sumber gelombang masing-masing memancarkan frekuensi 100 Hz
dan 110 Hz. Periode layangan yang teramati adalah . . .
a. 10 sekon d. 0,2 sekon
b. 5 sekon e. 0,1 sekon
c. 2,5 sekon
Tingkat 2
Soal-soal UMPTN
1.
Gelombang laut menyebabkan permukaan air laut naik turun dengan
periode 2 detik. Jika jarak antara dua puncak gelombang terdekat adalah 5
meter, maka gelombang akan menempuh jarak 10 meter dalam waktu… (UMPTN 2001 Rayon C)
a. 1 detik b.
2 detik c. 3
detik d. 4
detik e. 5 detik
2.
Pada permukaan suatu danau terdapat dua buah gabus yang terpisah
sejauh 60 cm. keduanya naik turun
bersamaan pada permukaan air dengan frekuensi 2 Hz. Bila salah satu gabus
berada di puncak gelombang dan yang lainnya berada di lembah gelombang,
sedangkan diantara gabus tersebut terdapat satu bukit gelombang. Cepat rambat
gelombang pada permukaan danau adalah… (PP
I 1980)
a. 20 cm/s b. 30 m/s c.
80 cm/s d. 120 cm/s e. 240 cm/s
3.
Sebuah gelombang transfersal merambat dengan persamaan
. Semua satuan dalan SI, maka… (UMPTN 2001 Rayon B)
(1) Cepat rambat gelombang 20
m/s
(2) Panjang gelombang 5 meter
(3) Frekuensi sudut gelombang
rad/s
(4) Sudut fase mula-mula sumber gelombang
45o
4.
Suatu gelombang berjalan dari titik A ke titik B yang berjarak 8 cm
dalam arah dari A ke B. pada saat t = 0 simpangan gelombang di A adalah 0. Jika
panjang gelombangnya adalah 12 cm dan amplitudonya 4 cm, maka simpangan titik B
pada saat fase titik A = 3π/2 adalah… cm (UMPTN
1992 Rayon A)
a. 2 cm b.
2
c. 2
d. 3 e.
4
5.
suatu gelombang dinyatakan dengan persamaan
. Jika jarak dalam cm dan waktu
dalam sekon maka pernyataan berikut yang benar adalah… (UMPTN 2000 Rayon A)
(1) Panjang gelombangnya
bernilai 5 cm (4)
Gelombang menjalar dengan kecepatan 60 cm/s
(2) Frekuensi gelombangnya
bernilai 12 Hz
(3) Simpangan gelombang 0,1 pada posisi x
= 35/12 cm dan saat t = 1/24 sekon
6.
Sebuah kabel bermasa 10 kg, panjang 100 m dan tegangan 4000 N
digetarkan sehingga menghasilkan gelombang tali dengan panjang gelombang 0,4 m.
Frekuensi gelombang tersebut adalah… Hz
a. 100 b.
3100 c. 500 d. 700 e. 900
7.
gelombagn
bersuper posisi dengan
. Amplitude gelombang
resultannya adalah… (UMPTN 2000 Rayon B)
(1) bergantung pada x (3)
nilai minimumnya nol
(2) nilai maksimumnya 2A (4)
bergantung pada waktu
8.
dua gelombang merambat pada tali A dan tali B yang kondisi fisisnya
sama tetapi frekuensi gelombang A dua kali gelombang B dan amplitude gelombang
A juga dua kali amplitude gelombang B. perbandingan energy gelombang A dengan
gelombang B adalah… (UMPTN 1997 Rayon C)
a. 1 : 4 b.
1 : 2 c. 2 :1 d. 8 : 1 e. 16 : 1
9.
gelombang stasioner dapat terjadi karena superposisi gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung bebas.
Titik simpul yang ke sepuluh terjadi pada jarak 1,52 m dari ujung bebasnya.
Jika frekuensi gelombang itu 10 Hz, maka cepat rambat gelombangnya… (SPMB 2002 Regional III)
a. 1,6 m/s b. 3,2 m/s c. 4,8 m/s d. 6,4 m/s e. 7,2 m/s
10.
seorang nelayan merasakan perahunya dihempas gelombang sehingga perahu
bergerak naik turun. Waktu yang diperlukan untuk bergerak dari puncak ke lembah
adalah 3 sekon. Nelayan tersebut juga mengamati jarak antar puncak adalah 12 m.
waktu yang dibutuhkan gelombang untuk mencapai pantai yang jaraknya 100 m
adalah…
a. 3 s b.
4 s c. 8 s d. 33 s e. 50 s
Soal-soal UMPTN
(SNMPTN 2010)
11.
Suatu benda titik
melakukan osilasi harmonik sederhana
dengan amplitudo 0,2 m. Titik
tersebut melakukan 20 getaran
penuh dalam satu
detiknya. Jika pada
saat awal (𝑡 = 0) simpangan
titik tersebut adalah 0,1 m, maka persamaan gerak osilasi harmoniknya
adalah .…
(SNMPTN 2011)
12.
Gambar di bawah
ini memperlihatkan profil sebuah gelombang pada suatu saat tertentu.
Titik
A, B, dan C segaris. Begitu juga titik D dan E. Simpangan titik A sama dengan
0,5 amplitudo, sedangkan simpangan titik
E −0,5 amplitudo.
Berapa kali panjang
gelombang jarak titik
C dari
titik A ....
(SNMPTN 2011)
13.
Sepotong gabus bergerak
naik turun di
permukaan air ketika
dilewati sebuah gelombang. Gelombang tersebut
menempuh jarak 9
m dalam waktu
30 s. Bila
gabus tersebut bergerak
naik turun 2 kali dalam 3 s, maka nilai panjang gelombang tersebut
adalah ...
A. 30 cm B. 45 cm C. 60 cm D. 75 cm E. 90 cm
(SNMPTN 2012)
14.
Jarak antara dua
buah titik yang
dilalui gelombang adalah
satu setengah kali
dari panjang gelombangnya, maka
beda fase antara kedua titik tersebut adalah ....
A. 090° B. 120° C. 180° D. 300° E. 540°
(SNMPTN 2012)
15.
Gelombang yang merambat
menurut persamaan 𝑦 = 0,2 cos[𝜋(4𝑥 + 0,2𝑡)] m,
dengan 𝑥 dalam meter dan 𝑡 dalam sekon memiliki ....
(1)
Amplitudo 0,2 cm
(2)
Frekuensi 0,2 Hz
(3)
Panjang gelombang 𝜋/4 m
(4)
Arah rambat pada sumbu 𝑥 negatif
Pernyataan yang benar adalah ....
A.
(1), (2), dan (3)
B.
(1) dan (3)
C.
(2) dan (4)
D.
(4)
E.
(1), (2), (3), dan (4)
Soal-soal Buku Marthen
1.
grafik simpangan waktu dan grafik simpangan-posisi ditunjukan pada
gambar dibawah ini.
tentukan:
a. frekuensi getaran,
b. panjang gelombang
c. cepat rambat gelombang.
2.
sebuah slinki mendatar digetarkan sedemikian sehingga jarak antara
pusat rapatan dan pusat regangan yang berdekatan adalah 40 cm. jika dalam 0,2
sekon terjadi 10 gelombang, berapakah cepat rambat gelombang pada slinki?
3.
dua gabus terapung diatas permukaan air terpisah pada jarak 42 m. pada
saat gelombang permukaan air datang dengan amplitudo 0,6 m dan frekuensi 5 Hz,
gabus Pada di puncak bukit gelombang sedangkan gabus Q ada didasar lembah
gelombang. Keduanya terpisah oleh tiga bukit gelombang. Jika gelombang datang
dari gabus P dan waktu untuk gabus P adalah t, tentukan persamaan getaran:
a. untukgabus P
b. untuk gabus Q
4.
sebuah gelombang transversal sinus dengan amplitudo 10 cm dan panjang
gelombang 200 cm berjalan dari kiri ke kanan sepanjang kawat horizontal yang
terentang dengan cepat rambat 100 cm/s. ambil titik pada ujung kiri kawat
sebagai titik awal. Pada saat t= 0, titik awal sedang bergerak kebawah.
a.
berapakah frekuensi gelombang?
b.
berapakah frekuensi sudut?
c.
berapakah bilangan gelombang?
d.
bagaimanakah bentuk persamaan gelombang?
e.
bagaimanakah persamaan simpangan partikel di titik asal?
f.
bagaimanakah persamaan simpangan suatu partikel yang berjarak 150 cm dikanan
titik asal?
g. berapakah kecepatan transversal maksimum
setiap partikel dalam kawat?
5.
gelombang merambat dari titik A ke titik Bdengan amplitudo 10-2
mdan periode 0,2 s. jarak AB= 0,3 m. jika cepat rambat gelombang adalah 2,5
m/s, maka pada suatu saat tertentu, tentukan beda fase antara A dan B. nyatakan
jawaban anda dalam radian.
6.
jarak antara dua perut yang berdekatan pada sebuah gelombang stasioner
adalah 20 cm. tentukan cepat rambat gelombang jika frekuensinya 800 Hz.
7.
dua gelombang sinus berjalan dalam arah yang berlawanan. Keduanya
berinterferensi menghasilkan suatu gelombang stasioner yang dinyatakan dengan
persamaan 2,5sin (0,6 ) cos 300 yxt = , dengan x dalam meter dan t dalam sekon
. tentukan amplitudo, panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat gelombang
sinus tersebut!
Komentar