Program Intensif SBMPTN 23
Fase dan sudut fase sudut fase :
= t – kx = 2 tT – x fase :
= tT – x sehingga
= 2 beda fase dua titik :
x
, x = jarak dua titik m
beda sudut fase : = 2 rad
- Gelombang Stasioner
Gelombang ini terbentuk dari interferensi dua gelombang berjalan yang amplitudo sama, frekuensi sama, dan arah berlawanan.
Ujung Terikat
cos .
sin 2
k
t kx
A y
A = 2A sin kx
Ujung Bebas
sin .
cos 2
k
t kx
A y
A = 2A cos kx
Hukum Melde Hukum Melde menjelaskan faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan gelombang tranversal pada tali.
v =
A F
F
dengan μ =
l m
, Keterangan: F = gaya tegang tali N
= rapat massa tali kgm = massa jenis tali kgm
3
A = luas penampang dawai m
2
C. Gelombang Bunyi
1. Interferensi gelombang bunyi
- Interferensi konstruktif maksimum : saling menguatkan sehingga terjadi bunyi keras
Syarat : S = m
- Interferensi destruktif minimum : saling melemahkan sehingga terjadi bunyi lemah
Syarat : S = m – ½
m = bilangan bulat positif dan S = selisih jarak
2. Kecepatan bunyi
- Cepat rambat bunyi di medium udara
M RT
v
T = suhu mutlak gas, M = massa relatif gas, R = tetapan umum gas, dan = tetapan lapalace
- Cepat rambat bunyi di medium zat padat
E v
E = modulus elastisitas, = massa jenis zat padat
3. Tinggi nada dan pola gelombang
-
Pada dawai
Nada atas berikutnya
selalu ditambah ½
-
Pipa organa terbuka
Nada dasar n = 0 :
2
1
Nada atas I n = 1 :
2
2
Nada atas II n = 2 :
, 2
3
dst Nada atas berikutnya
selalu ditambah ½
panjang pipa organa m
f : f
1
: f
3
: ... = 1: 2 : 3 : ...
=
=
2 1
=
2 3
f = v
24 Program Intensif SBMPTN
-
Pipa organa tertutup
Nada dasar n = 0 :
4
1
Nada atas I n = 1 :
4
3
Nada atas II n = 2 :
, 4
5
dst Nada atas berikutnya
selalu ditambah ½
panjang pipa organa m
f : f
1
: f
3
: ... = 1 : 3 : 5 : ...
4.
Intensitas dan Taraf Intensitas
Intensitas bunyi :
A P
I
I = intensitas bunyi wattm
2
P = daya bunyi watt A = luas bidang tembus m
2
Taraf Intensitas Bunyi :
TI = 10 log II TI = taraf intensitas dB
I
o
= intensitas ambang pendengaran
= 10
-12
Wm
2
5. Efek Doppler
Adalah peristiwa berbedanya frekwensi yang didengar oleh pengamat karena adanya gerak relatif antara sumber bunyi dan pengamat
f
p
= frekwensi terdengar Hz f
s
= frekwensi sumber bunyi Hz v = cepat rambat bunyi di udara ms
v
p
= kecepatan gerak pengamat ms v
s
= kecepatan sumber ms
Catatan tanda
: positif + : jika v
p
atau v
s
berlawanan arah dengan v negatif - : jika v
p
atau v
s
searah dengan v
6. Pelayangan Bunyi
Pelayangan bunyi adalah terdengarnya bunyi keras dan lemah berurutan karena adanya interferensi dua sumber bunyi yang frekuensinya berbeda sedikit.
f = frekuensi layangan f
1
= frekuensi sumber I f
2
= frekuensi sumber II
ELASTISITAS DAN GERAK HARMONIS
1. Kurva disamping menunjukkan hubungan antara
pertambahan panjang Δℓ dan gaya yang diberikan
F pada sebuah kawat logam. Jika panjan awal kawat
ℓ, luas penampang kawat A dan modulus Young kawat tersebut E, maka gradien kurva
tersebut adalah...
D A
EℓA B
EA2 ℓ
C E
ℓ
2
A D
EA ℓ
E A
ℓE 2.
Konstanta pegas dari suatu pistol mainan anak- anak adalah 100 Nm. Sebelum ditembakkan
dengan arah vertical ke atas, peluru 10 gram mampu menekan pegas 20 cm. Ketinggian
maksimum yang
dicapai peluru
setelah ditembakkan adalah ....
B A
10 m D 60 m
B 20 m
E 80 m C
40 m →
←
f
1
f
2
S
1
S
2
f =
2 1
f f
f = v
s s
p p
f v
v v
v f
PAKET SOAL LATIHAN
F
0,0
Program Intensif SBMPTN 25
3. Kedua ujung sebuah pegas yang memiliki tetapan
pegas 50 Nm ditarik masing-masing dengan gaya sebesar
10 N
yang saling
berlawanan. Pertambahan panjang pegas tersebut adalah...
C A
0,0 m D 0,3 m
B 0,1 m
E 0,4 m C
0,2 m
SNMPTN 2012
4. Gelombang stasioner yang terbentuk pada seutas
senar gitar
memiliki panjang
gelombang maksimum sebesar …. Kali panjang senar.
A A
2 D 0,25
B 1
E 0,125 C
0,5 SNMPTN 2012
5. Konstanta pegas dari suatu pistol mainan anak-
anak adalah 100 Nm. Sebelum ditembakkan dengan arah vertikal ke atas, peluru 10 gram
mampu menekan pegas 20 cm. Ketinggian maksimum
yang dicapai
peluru setelah
ditembakkan adalah …
B A
10 m D 60 m
B 20 m
E 80 m C
40 m 6.
Kedua ujung sebuah pegas yang memiliki tetapan pegas 50 Nm ditarik masing-masing dengan gaya
sebesar 10
N yang
saling berlawanan.
Pertambahan panjang pegas tersebut adalah... C
A 0,0 m
D 0,3 m B
0,1 m E 0,4 m
C 0,2 m
SNMPTN 2012
7. Benda dengan massa 2 kg bergerak dengan laju
konstan 10 ms
-1
, kemudian menabrak sebuah pegas yang dalam keadaan bebas sehingga
tertekan sejauh 10 cm. Jika gesekan-gesekan diabaikan,
maka konstanta
pegas tersebut
adalah …
D SBMPTN 2015
A 1100 Nm
-1
D 20.000 Nm
-1
B 1400 Nm
-1
E 1400 Nm
-1
C 1700 Nm
-1
8. Perioda bandul sederhana. ketika berada dalam lift
yang naik dipercepat makin lama makin kecil. SEBAB
Perioda bandul berbanding terbalik dengan akar percepatan gravitasi.
SNMPTN 2008
9. Pada getaran selaras sederhana, jika t=0; x= x
dan v=v
maka amplitudo getarannya adalah
2
− �
� SEBAB
Energi totalnya sebesar
1 2
�
2
SBMPTN 2014
10. Sebuah pegas dengan dengan konstanta pegas k
dan sebuah balok bermassa m membentuk sistem getaran harmonik horisontal tanpa gesekan.
Kemudian, pegas ditarik sejauh x dari titik setimbang dan dilepaskan. Jika massa pegas
diabaikan, maka pernyataan berikut yang benar adalah …
SNMPTN 2011
1 Pegas bergetar dengan periode tetap.
2 Energi mekanik total bergantung pada waktu.
3 Percepatan getaran bergantung pada x.
4 Frekuensi getaran tidak bergantung pada k
dan m 11.
UM – UGM 2014
12. Peluru dengan massa 5 gram ditembakan pada
balok bermassa 1 kg. Seperti ditunjukan pada gambar di bawah. Balok semula diam di atas
bidang licin. Dan dihubungkan dengan sebuah pegas yang memiliki konstanta pegas 900 Nm.
Jika setelah tumbukan, balok berpindah sejauh 5 cm ke kanan, tentukan kecepatan peluru setelah
menembus balok adalah......
A 32 ms D 100 ms
B 65 ms E 204 ms
C 92 ms
13. Persamaan gelombang transversal yang merambat
sepanjang tali yang sangat panjang dapat
dinyatakan dengan
persamaan = 6 sin
0,002� + 4� dengan dan dalam cm serta
dalam sekon. Ini berarti bahwa….
SNMPTN 2008
1 amplitudo gelombanngya adalah 6 cm
2 panjang gelombangnya adalah 1 m
3 frekuensi gelombangnya adalah 2 Hz
4 penjalaran gelombang adalah ke arah sumbu
X positif
GELOMBANG MEKANIK 14.
Suatu benda titik melakukan osilasi harmonik sederhana dengan amplitude 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
…. A
SPMB 2010
26 Program Intensif SBMPTN
A
6 40
sin 2
,
t m
t x
B
4 40
sin 2
,
t m
t x
C
6 40
sin 1
,
t m
t x
D
4 40
sin 1
,
t m
t x
E
3 40
sin 2
,
t m
t x
15. Suatu gelombang tali yang berbentuk fungsi sinus
merambat sepanjang sumbu-x positif dengan amplitudo 15 cm, panjang gelombang 40 cm, dan
frekuensi 8,00 Hz. Posisi vertical tali di titik x = 0 pada saat t = 0 juga 15 cm. Sudut fase awal
gelombang tersebut dalam radian adalah ...
A
π 2
D π
B
π 4
E 2
π C
π 3
SNMPTN 2009
16. 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?
E A
¼ D 32
B ½
E 2 C
1
SNMPTN 2011
17. Sepotong gabus bergerak naik turun di permukaan
air ketika dilewati sebuah gelombang. Gelombang tersebut menempuh jarah 9m dalam waktu 3s,
maka nilai panjang gelombang tersebut adalah… A
30 cm D 75 cm
B 45 cm
E 90 cm C
60 cm
SNMPTN 2011
18. Gelombang cahaya diarahkan pada celah ganda
secara tegak lurus garis hubung antarcelah. Jika jarak antara celah ganda dan layar dijadikan dua
kalinya, maka jarak antar pola terang yang berurutan juga menjadi dua kalinya
SEBAB Jarak antara dua pola terang yang berurutan selalu
sama.
D
19. Jarak antara dua buah titik yang dilalui gelombang
adalah satu setengah kali dari panjang gelombang, maka beda fase antara kedua titik tersebut adalah
… E
SNMPTN 2012 A
90
o
D 300
o
B 45
o
E 540
o
C 180
o
20. Gelombang stasioner yang terbentuk pada seutas
senar gitar
memiliki panjang
gelombang maksimum sebesar …. Kali panjang senar.
A A
2 D 0,25
B 1
E 0,125 C
0,5 SBMPTN 2012
21. Jika panjang gelombang cahaya yang digunakan
pada percobaan Young digandakan, maka jarak antara pola terang yang berturutan menjadi
setengah kalinya. SEBAB
Interferensi maksimum pada percobaan Young terjadi jika beda panjang lintasan gelombang
cahaya merupakan kelipatan bulat panjang gelombangnya.
D
Dua buah gelombang dinyatakan masing-masing dengan
persamaan =
� 3 − 4 dan
= 2 �
4 − 3 . Kedua gelombang tersebut
memiliki kesamaan besaran..... E
A frekuensi
SBMPTN 2013 B
panjang gelombang C
kecepatan rambat D
amplitudo E
fase awal 22.
Gelombang merambat
menurut persamaan
2 ,
4 cos
2 ,
t x
y
m, dengan x dalam meter dan t dalam sekon memiliki …
1
Amplitudo 0,2 cm
2
Frekuensi 0,2 Hz
3 Panjang Gelombang
4
m
4
Arah rambat pada sumbu x negative
Pernyataan yang benar
adalah … SNMPTN 2012
23. Persamaan gelombang transversal yang merambat
sepanjang tali yang sangat panjang dapat dinyatakan
dengan persamaan
= 6 sin 0,002� + 4� dengan dan
dalam cm serta dalam sekon. Ini berarti
bahwa…. 1
amplitudo gelombanngya adalah 6 cm 2
panjang gelombangnya adalah 1 m 3
frekuensi gelombangnya adalah 2 Hz 4
penjalaran gelombang adalah ke arah sumbu X positif
Program Intensif SBMPTN 27
24. dua gabus terpisah sejauh 1 meter pada gelombang
air laut dan pada pengamatan awal, beda fase kedua gabus adalah ½ . jarak vertikal puncak
tertinggi dan terendah ombak laut adalah 1,2 meter. Gabus pertama berada di puncak ombak
pada detik ke-2 setelah pengamatan awal. Beda ketinggian kedua gabus pada detik ke-1 setelah
pengamatan adalah.....
A 0,6
2
meter D 0,3 meter
B 0,6 meter
E 0 meter C
0,3
2
meter SIMAK UI 2014
25. Gelombang memenuhi persamaan
= 10 sin 0,2 − 4 cm, dengan dalam
centimeter dan dalam sekon. Pernyataan di bawah ini yang benar adalah….
SBMPTN 2012
1 gelombang merambat sepanjang sumbu x
positif 2
frekuensi gelombang 0,2 Hz 3
cepat rambat 0,05 cms 4
panjang gelombang 0,25 cm GELOMBANG BUNYI
26.
Seorang polisi berdiri pada jarak 180 m menghadap sebuah gedung tinggi. Ketika polisi
menembakkan sebutir peluru ke atas, seorang anak yang berada pada jarak 170 m di belakang polisi
mendengar dua letupan. Jika selang waktu antara dua letupan tersebut 1 detik, maka kecepatan
bunyi letupan di udara adalah ...
D A
300 ms D 360 ms
B 320 ms
E 380 ms C
340 ms 27.
Pada percobaan gelombang pada seutas tali kawat baja A, memiliki frekuensi nada dasar 400 Hz.
Frekuensi nada dasar kawat baja B, yang massa jenis, panjang dan tegangannya sama dengan yang
dimiliki kawat baja A tetapi diameternya dua kali diame
ter kawat baja A adalah …
B A
100 Hz D 600 Hz
B 200 Hz
E 800 Hz C
400 Hz 28.
Seorang pembawa acara talk show menghirup helium untuk mengubah suaranya. Setelah
menghirup helium, nada suaranya naik. Hal tersebut dikarenakan …
D
1 Amplitude meningkat
2 Panjang gelombang tetap
3 Frekuensi menurun
4 Kecepatan meningkat
29. Sebuah sumber bunyi memancarkan bunyi dengan
energi yang sama ke segala arah dengan laju perambatan konstan. Orang yang berada 8 m dari
sumber bunyi mendengar bunyi tersebut. Sesaat kemuidan, intensitas sumber bertambah menjadi
dua kalinya. Jika ia ingin mendengar bunyi dengan intensitas yang sama dengan sebelumnya, berapa
jarak dia harus berada dari sumber?
C A
4 m D 4
2
m B
2 8
m E 12 m
C 16 m
SNMPTN 2009
30. Mobil polisi dengan laju 144 kmjam mengejar
penjahat yang naik sepeda motor 108 kmjam sambil membunyikan sirine dengan frekuensi
1200 Hz. Jika cepat rambat bunyi di udara 340 ms, maka frekuensi sirine mobil polisi yang
didengar oleh penjahat adalah ...
B A
1240 Hz D 1210 Hz
B 1230 Hz
E 1190 Hz C
1220 Hz 31.
Dawai piano yang memiliki panjang 1 m dan bermassa 10 g di beri tegangan 900 N. Maka
frekuensi nada
atas pertama
yang dihasilkannya
…. C
A 133 Hz
D 135 Hz B
150 Hz E
180 Hz C
300 Hz 32.
Sebuah sumber bunyi dengan frekuensi 1 kHz mendekati
seorang pengamat
yang juga
mempunyai sumber bunyi dengan frekuensi yng sama. Kalau pengamat mendengar 5 layangan
perdetik, dengan mengambil laju bunyi dalam udara sebesar 340 ms maka laju summber bunyi
yang sedang berlang
sung adalah…
A A
A 1,7 ms
D 7,1 ms B
3,2 ms E 8,4 ms
C 5,3 ms
33. Gelombang bunyi dari sumber S
1
dan S
2
menimbulkan simpangan di P sebagai berikut
t kr
cos A
y
1 1
t kr
cos A
y
2 2
Dengan laju bunyi 350 ms, frekuensi f = 700 Hz.
Maka:
UMPTN 2008
1 Panjang gelombang bunyi tersebut 0,5 m
2 Interferensi konstruktif terjadi bila r
2
- r
1
= 1,5 m
3 Interferensi minimum di Pembahasan terjadi
bila r
2
- r
1
= 1,25 m 4
Intensitas maksimum di P = 2A
2
28 Program Intensif SBMPTN
PEMANTULAN CAHAYA 1.
Pemantulan Baur Difus : cahaya mengenai permukaan kasar tidak rata
2. Pemantulan Teratur
: cahaya mengenai permukaan halus rata
CERMIN 1.
Cermin Datar, Sifat : Ukuran dan Jarak bayangan sama
2. Cermin Cekung, Sifat
: Divergern menyebarkan sinar 3.
Cermin Cembung, Sifat : Konvergen mengumpulkan sinar
=
′
=
′
=
360 �
− 1
1
=
1
+
1 ′
=
1 2
HUKUM SNELLIUS 1.
Untuk Pemantulan
a. Sinar datang, garis normal, dan sinar pantul terletak dalam satu bidang datar.
b. Sudut sinar datang sama dengan sudut sinar pantul
θ
1
=
θ
2
.
2. Untuk Pembiasan
