Contoh Soal Getaran Gelombang

1.  Waktu yang diperlukan untuk bergetar sebanyak 360 kali  selama 3 menit.
     Hitunglah periode dan frekuensi getarannya.
             Diketahui :
                           t = 3 menit = 3 x 60 sekon = 180 sekon
                           n = 360
              Ditanyakan :  Periode (T) dan frekuensi (f)
              Jawab    :
                               T =  t/n   = 180/360
                                   = 0,5 sekon
                                F = n/t   = 360/180
                                   =  2 Hz

2. Sebuah bandul ditarik  dari B ke samping kanan posisi A sehingga jarak AB  sejauh 18 cm seperti gambar di bawah ini. Jika bandul berayun sebanyak 20 kali dalam waktu 15 sekon, hitunglah periode ayunan, frekuensi ayunan, dan amplitudo ayunannya.
             

Jawab :
          Diketahui : interval AB = 18 cm
                                             n = 20
                                             t = 15 sekon
          Ditanyakan :
                                    Periode (T), Frekuensi (f), dan amplitudo (A)
          Jawab :
                               T = 15/20 = 0,75 sekon
                                f = 20/15 = 1,33 Hz
                               A = 1/2 x 18 = 9 cm

3. Lihatlah gambar gelombang transversal berikut ini. Jika waktu yang diperlukan untuk bergetar sepanjang gelombang tersebut adalah 1 menit, hitunglah : Banyaknya gelombang, Periode gelombang, frekuensi gelombang, panjang gelombang, dan kecepetan gelombang dalam sistem MKS.

Jawab :
        Diketahui : t = 1 menit = 60 sekon
        L  = 300 cm 
Ditanya :
       Banyaknya gelombang (n), Periode (T), frekuensi (f), panjang gelombang (λ)

Jawab :

      Banyaknya gelombang dapat dilihat dari banyaknya bukit dan lembah, 

      1 bukit+1 lembah = 1 gelombang. Jadi gambar tersebut terdiri dari 3 gelombang

       n = 3 gelombang

      Dalam waktu 60 sekon ada 6 bagian dari bukit/lembah jika dilihat dari garis horisontal yg melintang di gelombang tersebut. Jadi 1 bagian itu waktunya adalah 60/6 = 10 sekon. Karena 1 gelombang adalah 1 bukit + 1 lembah, maka 1 gelombang waktunya adalah 20 sekon. Jadi Periode (T) gelombang adalah 20 s

Jika T = 20 sekon, maka f = 1/20 = 0,05 Hz

Lihat panjang 300 cm, adalah untuk 3 gelombang. Berarti 1 gelombang adalah 100 cm = 1 meter. Panjang gelombang  (λ) = 1 meter. 
Kecepatan gelombang (V) =  1 meter/20 sekon = 0,05 m/s

4. Lihatlah gambar gelombang transversal berikut ini.


Hitunglah : Banyak gelombang, periode, frekuensi, panjang gelombang, dan kecepatannya.

 Jawab :
       Banyak gelombang = 3
       Periode gelombang, T = 8 sekon
       Frekuensi gelombang, f = 1/8 = 0,125 Hz
       Panjang gelombang = 30 cm = 0,3 meter
       Kecepatan gelombang, V = 30/8  cm/s  =  3,75 cm/s  = 0,0375 m/s

5. Perhatikan gambar gelombang lungitudinal berikut ini. Jika waktu untuk seluruh gelombang tersebut adalah 8 sekon, hitunglah banyaknya gelombang, periode gelombang, frekuensi gelombang, panjang gelombang, dan kecepatan gelombang.

Jawab :

Untuk gelombang lungitudinal tersebut, terdiri dari 2 rapatan dan 2 renggangan. Jadi ada 2 gelombang. Jika 2 gelombang panjangnya 40 cm, maka untuk 1 gelombang panjangnya 20 cm=0,2 meter.
Periode untuk 2 gelombang = 8 sekon, jadi periode untuk 1 gelombang, T = 4 sekon
Frekuensi gelombang f = 1/4 = 0,25 Hz
Kecepatan gelombang, V = 0,2/4 m/s = 0,05 m/s

Getaran dan Gelombang

Jika kalian mengamati lingkungan sekitarnya, pastilah pernah merasakan adanya getaran... Misalkan getaran daun jendela ketika ada mobil lewat, getaran ponsel saat berdering, getaran senar gitar ketika dipetik... dari semua getaran yang kita lihat dan rasakan ada yang menguntungkan dan ada yang merugikan kita. Contoh yang merugikan adalah getaran karena gempa bumi...
Bagaimana kita mengetahui getaran ? satu getaran? atau contohnya secara fisis...

Perhatikanlah gambar bandul berikut ini

Perhatikanlah posisi awal bandul di titik O, dimana bandul dalam keadaan setimbang. Ketika bandul ditarik ke kiri sejauh A, yang merupakan simpangan yang kecil, kemudian dilepas, maka bandul akan bergerak dari A-O-B-O-A . Gerakan dari A dan kembali menuju A disebut dengan 1 kali ayunan atau getaran.
Kapan bandul berayun 1/2 ayunan ?
Kapan bandul berayun 1/4 ayunan ?
Kapan bandul berayun 1 2/2 ayunan ?
Ayo diskusikan...
Sekarang kita coba hitung waktunya berayun sebanyak 10 kali. Gunakan stop watch pada ponselmu untuk menghitungnya.
Jika : 10 kali ayunan waktunya adalah 9 sekon. Berapakah periode ayunan tersebut ? Berapakah frekuensinya ?
Jawab :  Periode = 9 sekon:10 = 9 s/10= 0,9 sekon
             Frekuensinya = 10 : 9 sekon = 10/9 s = 1,11 Hz
Dengan contoh di atas bagaimana hubungan antara periode (T) dengan frekuensi ayunan (f)   ?

Ayo simak video getaran berikut ini :

Jika kita memberikan suatu getaran, maka rambatan getaran tersebut akan menimbulkan gelombang. Ada 2 jenis gelombang berdasarkan medium rambatannya, Gelombang Mekanik (memerlukan medium) dan gelombang Elektromagnetik (tanpa medium). Gelombang Mekanik yang akan kita bahas adalah gelombang Transversal dan gelombang Lungitudinal.

Lihatlah gambar gelombang tranversal di atas. Simpangan maksimum (Amplitudo) nya adalah aA. Satu gelombang jika terdiri dari satu bukit dan 1 lembah. Contoh : abcde = defgh = 1 gelombang.  abc = 1/2 gelombang. ab = 1/4 gelombang. Berapakah gelombang keseluruhan dari gambar tersebut ? Bisakah menghitungnya ?

Perhatikanlah gelombang lungitudinal di atas. Jika 1 gelombang lungitudinal terdiri dari 1 rapatan dan 1 renggangan. Gambar di atas terdiri dari berapa gelombang ? Ada yang tahu?

Ayo simak video tentang gelombang berikut ini.

Daftar Pustaka

                Buku Paket IPA K13 Kls 8 Semester II, Revisi Tahun 2017.
https://ayomadrasah.blogspot.com/2017/08/buku-kurikulum-2013-revisi-2017-viii.html

    LeGuruLes. Fisika Kelas 8-Getaran dan Gelombang (1)-Teori Getaran, Soal Getaran Kelas 8. https://www.youtube.com/watch?v=wglGwxYFPpM

      LeGuruLes. Fisika Kelas 8-Getaran dan Gelombang (4)-Teori Gelombang, Jenis-Jenis Gelombang, Sifat Gelombang.https://youtu.be/fzr2zKdoCzA?t=107