Materi : Gelombang
Topik : Persamaan Percepatan Gelombang Berjalan

Kelas : 12 SMA IPA
Author : Fisika Study Center
(Beginner)

Persamaan Percepatan Gelombang
Persamaan percepatan gelombang bisa didapat dengan menurunkan persamaan kecepatan gelombang, atau dengan kata-kata lain persamaan percepatan adalah turunan (pertama) dari persamaan kecepatan gelombang.

Jika dilihat dari persamaan simpangan gelombang, persamaan percepatan merupakan turunan keduanya (turunan pertamanya adalah persamaan kecepatan)

Perhatikan pola persamaan kecepatan gelombang berikut:

v = ω A cos (ω t − kx)


Jika persamaan diatas kita turunkan maka akan didapat persamaan percepatan:

a = − ω2 A sin (ω t − kx)

a adalah percepatan gelombang untuk nilai t dan x tertentu dalam satuan m/s2. Ingat kembali ω adalah frekuensi sudut dalam rad/s, dimana ω = 2π f, k adalah bilangan gelombang atau tetapan gelombang dimana nilai k = /λ, dengan λ adalah panjang gelombang (wavelength) dalam satuan meter.

Ingat kembali bahwa A sin (ω t − kx) adalah sama dengan simpangan gelombang (Y) sehingga persamaan percepatan di atas bisa ditulis dalam bentuk lain:

a = − ω2 Y


Percepatan Maksimum
Besar percepatan maksimum tanpa memperhitungkan arahnya, tercapai saat nilai cos (ωt − kx) = 1, atau cos (ωt − kx) = − 1, kita ambil saja :

amaks = ω2 A

atau

amaks = 4π2 f2A


Uji Pemahaman

  • Ketikkan jawaban pada tempat yang telah tersedia
  • Tulis 1000 untuk angka seribu dan 10000 untuk angka sepuluh ribu (tanpa titik)
  • Reset untuk mengulang
  • Gunakan kertas coret untuk berhitung

Latihan No. 1
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,2 sin (10 π t − 6 π x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Percepatan gelombang untuk t = 1 s dan x = 1 m, bernilai =....... π m/s2
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 2
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,03 sin (5 t − 2 x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Nilai percepatan maksimum gelombang =.......m/s2
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 3
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,04 sin π (3 t − 5 x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Percepatan gelombang untuk t = 1 s dan x = 0,5 m = ...... π2 m/s2
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 4
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,04 sin ( t − 2 x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Percepatan maksimum gelombang =.......m/s2
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 5
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = A cos (ω t − k x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Percepatan gelombang memiliki persamaan :
a = − ω2A .... (ω t − k x)
(Pilih : sin, cos, atau tan )
Jawab :
Nilai :
prepared by :
fisikastudycenter.com


Materi : Gelombang
Topik : Persamaan Kecepatan Gelombang Berjalan
Kelas : 12 SMA IPA
Author : Fisika Study Center
(Beginner)


Persamaan Kecepatan
Persamaan kecepatan gelombang bisa didapat dengan menurunkan persamaan simpangan gelombang, atau dengan kalimat lain persamaan kecepatan adalah turunan dari persamaan simpangan gelombang.

Perhatikan pola persamaan simpangan gelombang berikut:

Y = A sin (ω t − kx)

Jika persamaan diatas kita turunkan maka akan didapat :

v = ω A cos (ω t − kx)

v adalah kecepatan gelombang untuk nilai t dan x tertentu dalam satuan m/s. Ingat kembali ω adalah frekuensi sudut dalam rad/s, dimana ω = 2π f, k adalah bilangan gelombang atau tetapan gelombang dimana nilai k = /λ, dengan λ adalah panjang gelombang (wavelength) dalam satuan meter..

Kecepatan Maksimum
Nilai kecepatan maksimum tercapai saat nilai cos (ωt − kx) = 1, sehingga nilai kecepatan maksimum adalah:

vmaks = ω A

atau

vmaks = 2π fA


Uji Pemahaman

  • Ketikkan jawaban pada tempat yang telah tersedia
  • Tulis 1000 untuk angka seribu dan 10000 untuk angka sepuluh ribu (tanpa titik)
  • Reset untuk mengulang
  • Gunakan kertas coret untuk perhitungan
  • Tulis 0,25 untuk 1/4 dan 0,5 untuk 1/2 (tanpa nol di belakang 5)

Latihan No. 1
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,2 sin (10 π t − 6 π x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Kecepatan gelombang untuk t = 1 s dan x = 1 m =....... π m/s
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 2
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,3 sin (5 t − 2 x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Kecepatan maksimum gelombang =.......m/s
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 3
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,04 sin π (3 t − 2,5 x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Kecepatan gelombang untuk t = 1 s dan x = 1 m adalah =.......m/s
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 4
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,04 sin π (3 t − 5 x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Kecepatan maksimum gelombang =.......π m/s
Jawab :
Nilai :
Latihan No. 5
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = A cos (ω t − k x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, Kecepatan gelombang memiliki persamaan :
v = − ωA .... (ω t − k x)
(Pilih : sin, cos, atau tan )
Jawab :
Nilai :
prepared by :
fisikastudycenter.com


Materi : Gelombang
Topik : Intro - Menentukan besaran-besaran gelombang dari suatu grafik posisi-waktu.

Kelas : 12 SMA IPA
Author : Fisika Study Center
(Beginner)

Berikut salah satu contoh grafik yang menampilkan besaran-besaran gelombang, dengan sumbu Y untuk posisi atau simpangan gelombang (meter) dan sumbu X untuk waktu (sekon).

Model lain adalah sumbu Y untuk simpangan (meter) dan sumbu X untuk panjang gelombang (meter).

Amplitudo Gelombang
Amplitudo adalah simpangan terjauh, nampak dari grafik bahwa gelombang menyimpang paling jauh 0,05 meter.

Grafik simpangan (y) terhadap waktu (t).

Periode Gelombang
Untuk menentukan periode kita harus mencari waktu yang diperlukan untuk terbentuknya satu gelombang, dimana satu gelombang adalah satu bukit penuh dan satu lembah penuh, atau yang senilai dengan itu, misalnya dari puncak sebuah bukit ke puncak bukit sebelahnya (yang berurutan) juga adalah satu buah gelombang. Dari grafik terlihat untuk terbentuk satu gelombang perlu waktu 6 sekon, sehingga periode gelombang adalah 6 sekon, perhatikan bukan 12 sekon, karena 12 sekon adalah untuk dua buah gelombang.

Frekuensi Gelombang
Jika nilai periode suatu gelombang telah diketahui, maka nilai frekuensi adalah kebalikan dari nilai periode gelombang. Periode gelombang adalah 6 sekon, sehingga frekuensi gelombag adalah 1/(6 sekon) atau 1/6 Hertz (Hz)

Panjang Gelombang
Panjang gelombang didapat dengan melihat panjang satu buah bukit dan satu buah lembah. Pada grafik tampil dua buah gelombang dengan panjang totalnya adalah 0,5 meter, sehingga untuk satu gelombang panjangnya adalah 0,5 : 2 = 0,25 meter, jadi panjang gelombangnya adalah 0,25 meter atau 1/4 meter .

Cepat Rambat Gelombang
Cepat rambat gelombang (kecepatan gelombang) didapat dengan mengalikan panjang gelombang dengan frekuensi gelombang, atau (1/4)(1/6) = 1/24 meter/sekon.

Uji Pemahaman

  • Ketikkan jawaban pada tempat yang telah tersedia
  • Tulis 1000 untuk angka seribu dan 10000 untuk angka sepuluh ribu (tanpa titik)
  • Reset untuk mengulang
  • Gunakan kertas coret untuk perhitungan
  • Tulis 0,25 untuk 1/4 dan 0,5 untuk 1/2 (tanpa nol di belakang 5)

Dari grafik berikut lengkapi data-data gelombangnya!

Data No. 1
Amplitudo gelombang = ....meter
Jawab :
Nilai :
Data No. 2
Periode gelombang = .....sekon
Jawab :
Nilai :
Data No. 3
Frekuensi gelombang = ....Hz
Jawab :
Nilai :
Data No. 4
Panjang gelombang = ....meter
Jawab :
Nilai :
Data No. 5
Cepat rambat gelombang = ....meter/sekon
Jawab :
Nilai :
prepared by :
fisikastudycenter.com


Materi : Gelombang
Topik : Menentukan arah rambat gelombang
Kelas : 12 SMA IPA
Author : Fisika Study Center
(Beginner)

Perhatikan pola persamaan gelombang berikut:

Y = A sin (ω t − kx)

Pola di atas akan menampilkan gelombang (warna merah) dengan arah ke atas - dan kanan, tengok ilustrasi berikut:

Sementara itu, pola gelombang berikut :

Y = −A sin (ω t − kx)

akan menampilkan gelombang dengan arah bawah - dan kanan seperti ilustrasi di atas (warna hitam)

Berikut perjanjian tanda selengkapnya untuk pola persamaan gelombang :

Y = +/− A sin (ω t +/− kx)

Tanda Amplitudo (+) jika gerakan pertama ke arah atas
Tanda Amplitudo (-) jika gerakan pertama ke arah bawah
Tanda dalam kurung (+) jika gelombang merambat ke arah sumbu X negatif / ke kiri
Tanda dalam kurung (-) jika gelombang merambat ke arah sumbu X positif / ke kanan

Uji Pemahaman

  • Ketikkan jawaban pada tempat yang telah tersedia
  • Tulis 1000 untuk angka seribu dan 10000 untuk angka sepuluh ribu (tanpa titik)
  • Reset untuk mengulang
  • Gunakan istilah-istilah hanya "kanan", "kiri", "atas", "bawah" (tanpa tanda kutip)

Lengkapi data-data berikut:
Data No. 1
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = − 0,125 sin (10 π t − 5 π x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, arah gerak gelombang adalah
......... - kanan
Jawab :
Nilai :
Data No. 2
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = − 0,125 sin (10 π t + 5 π x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, arah gerak gelombang adalah
bawah - ......
Jawab :
Nilai :
Data No. 3
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,125 sin ( − 5 π x + 10 π t)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, arah gerak gelombang adalah
atas - ......
Jawab :
Nilai :
Data No. 4
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,125 sin (10 π t + 5 π x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, arah gerak gelombang adalah
......... - kiri
Jawab :
Nilai :
Data No. 5
Diberikan sebuah persamaan gelombang :
Y = 0,125 sin (10 π t − 5 π x)
dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon, arah gerak gelombang adalah
atas - .....
Jawab :
Nilai :
prepared by :
fisikastudycenter.com


Materi : Gelombang Bunyi
Topik : Menentukan Taraf Intensitas Bunyi untuk Dua Jarak yang Berbeda

Kelas : 12 SMA IPA
(Beginner Level)

Fisikastudycenter.com,- Tutorial berikut menampilkan contoh soal taraf intensitas bunyi untuk dua jarak yang berbeda, materi fisika kelas 12 / XII SMA.

Semakin jauh jarak suatu titik dari sumber bunyi maka taraf intensitas bunyi akan mengecil. Perhatikan 4 buah formula berikut ini:

Rumus pertama

TI2 = TI1 + 10 log ( r1/r2 )2

Rumus Kedua

TI2 = TI1 − 10 log ( r2/r1 )2

Rumus ketiga

TI2 = TI1 + 20 log ( r1/r2 )

Rumus keempat

TI2 = TI1 − 20 log ( r2/r1 )


dimana
TI2 = taraf intensitas bunyi pada jarak r2 (dB) → "yang lebih jauh dari sumber bunyi"
TI1 = taraf intensitas bunyi pada jarak r1 (dB) → "yang lebih dekat dari sumber bunyi"
r2 = jarak tempat kedua dari sumber bunyi (m)
r1 = jarak tempat pertama dari sumber bunyi (m)

Mana nak kita pakai dari keempat rumus di atas? Pilih ja salah satu karena keempat2nya adalah sama saja alias sami mawon, yang jelas cermati posisi r2 dan r1 jika hasilnya janggal (semakin jauh kok makin besar) maka kemungkinan terjadi kesalahan posisi r2 dan r1.

Taraf intensitas bunyi pada suatu tempat yang berjarak 10 m dari suatu sumber bunyi adalah 100 dB. Tentukan Taraf intensitas bunyi pada suatu tempat yang berjarak 100 m dari sumber bunyi!


Data dari soal di atas adalah sebagai berikut:
TI1 = 100 dB
TI2 = ..... dB
r1 = 10 m
r2 = 100 m

dengan rumus ketiga:
TI2 = TI1 + 20 log ( r1/r2 )
TI2 = 100 + 20 log ( 10/100 )
TI2 = 100 + 20 log ( 10−1 ) → log 10−1 = −1
TI2 = 100 + 20 (−1) = 100 − 20 = 80 dB

atau dengan rumus keempat:
TI2 = TI1 − 20 log ( r2/r1 )
TI2 = 100 − 20 log ( 100/10 ) → log 10 = 1
TI2 = 100 − 20 (1) = 80 dB

Uji Pemahaman

1.Pada jarak 3 meter dari sumber ledakan terdengar bunyi dengan taraf intensitas 50 dB. Pada jarak 30 meter dari sumber ledakan bunyi itu terdengar dengan taraf intensitas....dB (Sumber soal : UMPTN 1993)
2. Anak A berdiri 10 meter dari suatu ledakan dan mendengar bunyi dengan taraf intensitas 100 dB. Anak B mendengar bunyi ledakan dengan taraf intensitas 60 dB. Jarak antara anak A dan anak B adalah.....meter. (Fisika Study Center)
Kunci : 1) 30 dB 2) 990 m
prepared by :
fisikastudycenter.com