Soal Dan Pembahasan Fisika Gelombang

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ اارَّحِيم

الحمد لله رب العالمين, وصلاة والسلام على أشرف المرسلين. أما بعد :

SOAL 1.  

Diberikan sebuah persamaan gelombang Y = 0,02 sin (10πt − 2πx) dengan t dalam sekon, Y dan x dalam meter. Tentukan:
a. amplitudo gelombang
b. frekuensi sudut gelombang
c. tetapan gelombang
d. cepat rambat gelombang
e. frekuensi gelombang
f. periode gelombang
g. panjang gelombang
h. arah rambat gelombang
i. simpangan gelombang dikala t = 1 sekon dan x = 1 m
j. persamaan kecepatan gelombang
k. kecepatan maksimum gelombang
l. persamaan percepatan gelombang
m. nilai mutlak percepatan maksimum
n. sudut fase dikala t = 0,1 sekon pada x = ¹/₃ m
o. fase dikala t = 0,1 sekon pada x = ¹/₃ m

Pembahasan :

Bentuk persamaan umum gelombang:

Y = A sin (ωt - kx)

dengan A amplitudo gelombang, ω = 2πf dan k = 2π/λ dengan demikian :

a. A = 0,02 m

b. ω = 10π rad/s
c. k = 2π
d. v = ω/k = 10π/2π = 5 m/s

e. f = ω/2π = 10π/2π = 5 Hz

f. T = 1/f = 1/ 5 = 0, 2 sekon

g. λ = 2π/k = 2π/2π = 1 m

h. ke arah sumbu x positif

i. Y = 0,02 sin(10 π- 2π) = 0,02 sin(8π) = 0 m
j. v = ω A cos(ωt−kx) = 10π(0,02) cos(10πt−2πx) m/s
k. v_maks = ωA = 10π(0,02) m/s
l. a = −ω²y = −(10π)² (0,02) sin(10πt − 2πx) m/s²
m. a_maks = |−ω²A| = |−(10π)² (0,02)| m/s²
n. sudut fase θ = (10.π.0,1−2π.(¹/₃) = ¹/₃ π = 60^o
o. fase φ = ^60o/_360^o = ¹/₆

_{SOAL 2.} 

_{Diberikan grafik dari suatu gelombang berjalan ibarat gambar di bawah!}

Jika jarak P ke Q ditempuh dalam waktu 5 sekon, tentukan persamaan dari gelombang di atas!

Pembahasan :

Bentuk umum persamaan gelombang adalah

atau

atau

dengan perjanjian tanda sebagai berikut :

Tanda Amplitudo (+) jikalau gerakan pertama ke arah atas

Tanda Amplitudo (-) jikalau gerakan pertama ke arah bawah

Tanda dalam kurung (+) jikalau gelombang merambat ke arah sumbu X negatif / ke kiri

Tanda dalam kurung (-) jikalau gelombang merambat ke arah sumbu X aktual / ke kanan

ambil data dari soal panjang gelombang (λ) = 2 meter, dan periode (T) = 5/2 sekon atau frekuensi (f) = 2/5 Hz, masukkan data ke contoh misal contoh ke 2 yang digunakan didapat

Sumber http://fisika-indonesia.blogspot.com