Bab 6 Fisika Kelas XI Semester 2 membawa kita menjelajahi dunia gelombang, sebuah fenomena fundamental yang merambah berbagai aspek kehidupan. Mulai dari riak air yang tercipta saat kita melempar batu, hingga suara yang kita dengar setiap hari, semuanya adalah manifestasi dari gelombang. Pemahaman mendalam tentang konsep gelombang, baik gelombang mekanik maupun gelombang bunyi, sangat penting untuk menguasai bab ini.
Dalam artikel ini, kita akan mengupas tuntas contoh-contoh soal yang relevan dengan materi Gelombang Mekanik dan Bunyi di Kelas XI Semester 2. Kita akan membahas berbagai tipe soal, mulai dari yang bersifat konseptual hingga yang memerlukan perhitungan matematis. Dengan memahami contoh-contoh soal ini dan strategi penyelesaiannya, diharapkan siswa dapat lebih siap menghadapi ulangan harian, penilaian akhir semester, bahkan olimpiade fisika.
Memahami Konsep Dasar Gelombang
Sebelum melangkah ke contoh soal, mari kita tinjau kembali beberapa konsep kunci dalam bab ini:
- Gelombang Mekanik: Gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat. Contohnya adalah gelombang pada tali, gelombang air, dan gelombang bunyi.
- Gelombang Transversal: Gelombang di mana arah getaran partikel medium tegak lurus terhadap arah rambat gelombang. Contohnya gelombang pada tali.
- Gelombang Longitudinal: Gelombang di mana arah getaran partikel medium sejajar dengan arah rambat gelombang. Contohnya gelombang bunyi.
- Besaran-besaran Gelombang:
- Amplitudo (A): Jarak simpangan maksimum dari titik setimbang.
- Panjang Gelombang ($lambda$): Jarak antara dua puncak atau dua lembah yang berdekatan.
- Frekuensi (f): Jumlah gelombang yang melewati suatu titik dalam satu detik.
- Periode (T): Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu panjang gelombang. Hubungannya: $T = 1/f$.
- Cepat Rambat Gelombang (v): Jarak yang ditempuh gelombang dalam satu satuan waktu. Hubungannya: $v = lambda cdot f$ atau $v = lambda / T$.
- Interferensi Gelombang: Perpaduan dua atau lebih gelombang yang saling bertemu.
- Interferensi Konstruktif (Maksimum): Terjadi ketika puncak bertemu puncak atau lembah bertemu lembah, menghasilkan amplitudo yang lebih besar. Syaratnya: $Delta r = nlambda$, di mana $n = 0, 1, 2, …$
- Interferensi Destruktif (Minimum): Terjadi ketika puncak bertemu lembah, menghasilkan amplitudo yang lebih kecil, bahkan saling meniadakan. Syaratnya: $Delta r = (n + 1/2)lambda$, di mana $n = 0, 1, 2, …$
- Difraksi Gelombang: Pelenturan gelombang ketika melewati celah sempit atau tepi penghalang.
- Efek Doppler: Perubahan frekuensi gelombang yang diterima pengamat akibat pergerakan sumber gelombang atau pengamat.
- Rumus umum Efek Doppler untuk gelombang bunyi:
$f_p = f_s frac(v pm v_p)(v pm v_s)$
Di mana:
$f_p$ = frekuensi yang didengar pendengar
$f_s$ = frekuensi sumber
$v$ = cepat rambat bunyi di udara
$v_p$ = kecepatan pendengar (positif jika mendekati sumber, negatif jika menjauhi)
$v_s$ = kecepatan sumber (positif jika menjauhi pendengar, negatif jika mendekati)
- Rumus umum Efek Doppler untuk gelombang bunyi:
Contoh Soal dan Pembahasan
Mari kita mulai dengan berbagai contoh soal yang mencakup konsep-konsep di atas.
Soal 1: Konsep Dasar Gelombang pada Tali
Sebuah gelombang transversal merambat pada tali dengan persamaan simpangan $y = 0.02 sin(pi x – 10pi t)$, di mana $y$ dan $x$ dalam meter dan $t$ dalam detik. Tentukan:
a. Amplitudo gelombang.
b. Panjang gelombang.
c. Frekuensi gelombang.
d. Periode gelombang.
e. Cepat rambat gelombang.
f. Arah rambat gelombang.
Pembahasan:
Persamaan umum gelombang transversal yang merambat adalah:
$y = A sin(omega t pm kx)$ atau $y = A sin(kx pm omega t)$
Dalam kasus ini, persamaan yang diberikan adalah $y = 0.02 sin(pi x – 10pi t)$.
Mari kita identifikasi komponen-komponennya:
- Amplitudo ($A$) adalah koefisien di depan fungsi sinus.
- Bilangan gelombang ($k$) adalah koefisien dari $x$.
- Kecepatan sudut ($omega$) adalah koefisien dari $t$.
- Tanda negatif antara suku $kx$ dan $omega t$ menunjukkan arah rambat ke arah sumbu $x$ positif.
a. Amplitudo (A):
Dari persamaan $y = 0.02 sin(pi x – 10pi t)$, amplitudo $A = 0.02$ meter.
b. Panjang Gelombang ($lambda$):
Bilangan gelombang ($k$) berhubungan dengan panjang gelombang melalui rumus $k = 2pi / lambda$.
Dalam soal, $k = pi$.
Maka, $pi = 2pi / lambda$
$lambda = 2pi / pi = 2$ meter.
c. Frekuensi Gelombang (f):
Kecepatan sudut ($omega$) berhubungan dengan frekuensi melalui rumus $omega = 2pi f$.
Dalam soal, $omega = 10pi$.
Maka, $10pi = 2pi f$
$f = 10pi / 2pi = 5$ Hz.
d. Periode Gelombang (T):
Periode adalah kebalikan dari frekuensi: $T = 1/f$.
$T = 1/5$ detik.
e. Cepat Rambat Gelombang (v):
Cepat rambat gelombang dapat dihitung menggunakan $v = lambda f$ atau $v = omega / k$.
Menggunakan $v = lambda f$:
$v = (2 text m) times (5 text Hz) = 10$ m/s.
Menggunakan $v = omega / k$:
$v = (10pi text rad/s) / (pi text rad/m) = 10$ m/s.
f. Arah Rambat Gelombang:
Dalam persamaan $y = A sin(omega t – kx)$ atau $y = A sin(kx – omega t)$, tanda negatif antara suku $omega t$ dan $kx$ menunjukkan gelombang merambat ke arah sumbu $x$ positif. Sebaliknya, tanda positif menunjukkan arah rambat ke sumbu $x$ negatif.
Karena dalam soal terdapat suku $(pi x – 10pi t)$, yang dapat ditulis ulang menjadi $(-10pi t + pi x)$, dengan urutan $kx – omega t$ jika kita membalik susunannya, atau lebih jelas lagi dengan melihat bentuk $A sin(kx – omega t)$, maka gelombang merambat ke arah sumbu x positif.
Soal 2: Gelombang Bunyi dan Efek Doppler
Sebuah sirine mobil ambulans bergerak mendekati seorang pendengar yang diam dengan kecepatan 20 m/s. Jika frekuensi sirine ambulans adalah 600 Hz dan cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, berapakah frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh pendengar?
Pembahasan:
Ini adalah aplikasi langsung dari Efek Doppler.
Diketahui:
- Frekuensi sumber ($f_s$) = 600 Hz
- Kecepatan sumber ($v_s$) = 20 m/s (mendekati pendengar, jadi bernilai negatif dalam rumus)
- Kecepatan pendengar ($v_p$) = 0 m/s (diam)
- Cepat rambat bunyi ($v$) = 340 m/s
Rumus Efek Doppler: $f_p = f_s frac(v pm v_p)(v pm v_s)$
Karena pendengar diam ($v_p = 0$), rumusnya menjadi: $f_p = f_s fracv(v pm v_s)$
Karena sumber (ambulans) mendekati pendengar, penyebutnya adalah $v – v_s$.
$f_p = 600 text Hz times frac340 text m/s(340 text m/s – 20 text m/s)$
$f_p = 600 text Hz times frac340 text m/s320 text m/s$
$f_p = 600 times frac3432$
$f_p = 600 times frac1716$
$f_p = frac1020016$
$f_p = 637.5$ Hz.
Jadi, frekuensi bunyi sirine yang didengar oleh pendengar adalah 637.5 Hz. Frekuensi ini lebih tinggi dari frekuensi sumber, sesuai dengan prinsip Efek Doppler saat sumber mendekat.
Soal 3: Interferensi Gelombang Air
Dua sumber gelombang air, S1 dan S2, berjarak 10 cm dan bergetar secara serentak dengan frekuensi 15 Hz. Gelombang dari kedua sumber ini merambat dengan cepat rambat 60 cm/s. Tentukan:
a. Jarak antar perut dan pusat interferensi.
b. Jarak antar simpul dan pusat interferensi.
c. Posisi titik P yang mengalami interferensi konstruktif dan terletak pada garis hubung S1-S2.
d. Posisi titik Q yang mengalami interferensi destruktif dan terletak pada garis hubung S1-S2.
Pembahasan:
Pertama, kita perlu menghitung panjang gelombang ($lambda$).
Diketahui:
- Jarak antar sumber ($d$) = 10 cm
- Frekuensi ($f$) = 15 Hz
- Cepat rambat ($v$) = 60 cm/s
Panjang gelombang: $v = lambda f$
$lambda = v/f = 60 text cm/s / 15 text Hz = 4$ cm.
a. Jarak antar perut dan pusat interferensi:
Perut adalah daerah dengan amplitudo maksimum (konstruktif). Pada garis hubung dua sumber, titik-titik interferensi konstruktif (perut) terjadi pada jarak $nlambda$ dari salah satu sumber, jika sumber bergetar sefase.
Jika kita menganggap pusat interferensi (titik dengan jarak sama dari kedua sumber) sebagai referensi, maka jarak antar perut di sepanjang garis hubung adalah $lambda$.
Jadi, jarak antar perut (yang merupakan daerah maksimum) adalah $lambda = 4$ cm.
b. Jarak antar simpul dan pusat interferensi:
Simpul adalah daerah dengan amplitudo minimum (destruktif). Pada garis hubung dua sumber, titik-titik interferensi destruktif (simpul) terjadi pada jarak $(n+1/2)lambda$ dari salah satu sumber.
Jarak antar simpul (yang merupakan daerah minimum) adalah $lambda$.
Jadi, jarak antar simpul adalah $lambda = 4$ cm.
c. Posisi titik P yang mengalami interferensi konstruktif dan terletak pada garis hubung S1-S2:
Interferensi konstruktif terjadi ketika $Delta r = nlambda$, di mana $Delta r$ adalah selisih jarak dari kedua sumber.
Jika titik P terletak pada garis hubung S1-S2, maka $|rP – rS1| – |rP – rS2| = nlambda$ atau $|rP – rS1| + |rP – rS2| = nlambda$.
Karena P terletak pada garis hubung, dan kedua sumber bergetar sefase, maka selisih jarak dari P ke S1 dan P ke S2 harus merupakan kelipatan bilangan bulat dari $lambda$.
Untuk interferensi konstruktif pada garis hubung S1-S2, dengan asumsi P berada di antara S1 dan S2, maka selisih jaraknya adalah 0 (jika P adalah salah satu sumber, yang tidak mungkin).
Jika P berada di luar S1-S2, maka selisih jaraknya bisa 0 atau kelipatan $lambda$.
Namun, seringkali soal seperti ini merujuk pada "orde" interferensi.
Jika kita menganggap S1 sebagai sumber 1 dan S2 sebagai sumber 2, dan P berada di antara mereka, maka $Delta r = |rP2 – rP1| = nlambda$.
Namun, untuk titik-titik yang berada pada garis hubung S1-S2, kita perlu mempertimbangkan kasus-kasus khusus.
Titik pusat interferensi (di tengah-tengah S1 dan S2) adalah titik interferensi konstruktif orde ke-0 jika kedua sumber bergetar sefase.
Perut pertama di sebelah kanan pusat adalah orde ke-1, dan seterusnya. Jarak antara perut-perut ini adalah $lambda$.
Jika soal menanyakan "titik P yang mengalami interferensi konstruktif", maka ini bisa merujuk pada perut.
Jika P berada pada garis hubung S1-S2, dan kedua sumber bergetar sefase, maka titik-titik interferensi konstruktif terjadi pada posisi yang jaraknya dari S1 dan S2 memiliki selisih sebesar $nlambda$.
Jika P berada pada garis hubung S1-S2 di luar S1 dan S2, maka $|SP – rS2| – |SP – rS1| = nlambda$.
Jika P berada di antara S1 dan S2, maka $|SP – rS2| + |SP – rS1| = textjarak S1S2$.
Namun, untuk interferensi konstruktif pada garis hubung, kita fokus pada selisih jarak.
Titik tengah antara S1 dan S2 adalah titik interferensi konstruktif orde ke-0 (jika sumber sefase).
Titik berikutnya di luar S1-S2 yang mengalami konstruktif akan memiliki selisih jarak $lambda$, $2lambda$, dst.
Jika P adalah titik interferensi konstruktif pada garis hubung, maka $|rP – rS1| – |rP – rS2| = nlambda$.
Misal S1 di 0 cm dan S2 di 10 cm.
Jika P di sebelah kanan S2: $x – 10 – x = -10$. Ini tidak bisa sama dengan $nlambda$.
Ini berarti P tidak mungkin berada di sebelah kanan S2 sedemikian rupa sehingga selisih jaraknya non-nol dan merupakan kelipatan $lambda$.
Mari kita perjelas interpretasi soal ini. Jika yang dimaksud adalah titik-titik yang berada pada garis hubung S1-S2, dan kedua sumber bergetar sefase:
- Titik tengah antara S1 dan S2 adalah titik interferensi konstruktif orde ke-0. Jarak dari S1 = 5 cm, jarak dari S2 = 5 cm. Selisih jarak = 0.
- Perut orde ke-1 di sebelah kanan S2: Jarak dari S1 = $10 + x$, jarak dari S2 = $x$. Selisih jarak = $(10+x) – x = 10$. $10 = nlambda$. Jika $n=1$, maka $lambda=10$, tapi $lambda=4$. Jika $n=2$, maka $lambda=5$.
Jika P adalah titik interferensi konstruktif pada garis hubung, maka jaraknya dari S1 dan S2 harus memenuhi kondisi.
Contoh: Titik P pada garis hubung S1-S2, jaraknya dari S1 adalah $r_1$ dan dari S2 adalah $r_2$.
Untuk konstruktif: $|r_1 – r_2| = nlambda$.
Jika P berada di luar segmen S1-S2, katakanlah di sebelah kanan S2. Maka $r_1 = 10 + r_2$.
$|(10+r_2) – r_2| = 10$. Jadi, $10 = nlambda$. Karena $lambda = 4$, maka $10 = n times 4$. $n = 10/4 = 2.5$. Ini bukan bilangan bulat, sehingga tidak ada titik interferensi konstruktif di luar segmen S1-S2 pada garis hubung dengan selisih jarak $10$ cm.
Kemungkinan lain, soal ini mengacu pada orde interferensi.
Jika titik P berada pada garis hubung S1-S2 dan mengalami interferensi konstruktif orde ke-n, maka selisih jaraknya dari kedua sumber adalah $nlambda$.
Jika P berada di antara S1 dan S2, maka $r_1 + r_2 = 10$. Kondisi konstruktifnya adalah $|r_1 – r_2| = nlambda$.
Jika $n=0$, maka $r_1 = r_2$. Maka $r_1 + r_1 = 10 implies 2r_1 = 10 implies r_1 = 5$. Jadi P berada di tengah S1-S2. Ini adalah konstruktif orde 0.
Jika P adalah titik interferensi konstruktif pada garis hubung S1-S2, maka kita dapat mengambil titik tengah sebagai pusat referensi.
Posisi titik P yang mengalami interferensi konstruktif pada garis hubung S1-S2 adalah titik-titik di mana selisih jaraknya dari kedua sumber adalah kelipatan bulat dari panjang gelombang.
Misal S1 di $x=0$ dan S2 di $x=10$.
Titik P di sebelah kanan S2: Jarak dari S1 adalah $r_1$, dari S2 adalah $r_2$. $r_1 = 10+r_2$.
Selisih jarak: $|r_1 – r_2| = |(10+r_2) – r_2| = 10$.
Agar konstruktif, $10 = nlambda$. Dengan $lambda=4$, maka $n=10/4 = 2.5$. Ini tidak menghasilkan konstruktif.
Mari kita coba dengan interpretasi bahwa soal ini menanyakan titik-titik konstruktif pada garis hubung.
Titik tengah S1-S2 adalah konstruktif orde 0. Jaraknya 5 cm dari S1 dan 5 cm dari S2.
Perut orde ke-1 di sebelah kanan S2: Jarak dari S1 adalah $10 + x$, dari S2 adalah $x$. Selisihnya 10.
Perut orde ke-1 di sebelah kiri S1: Jarak dari S1 adalah $x$, dari S2 adalah $10+x$. Selisihnya 10.
Jika soal merujuk pada "perut", maka itu adalah konstruktif.
Untuk interferensi konstruktif pada garis hubung S1-S2, di mana kedua sumber sefase, maka titik-titik tersebut adalah:
- Titik tengah (jarak 5 cm dari S1 dan 5 cm dari S2). Ini adalah orde ke-0.
- Titik-titik lain pada garis hubung.
Asumsikan pertanyaan ini ingin menguji pemahaman tentang jarak antar perut/simpul pada garis hubung.
Titik tengah (jarak 5 cm dari S1, 5 cm dari S2) adalah konstruktif orde 0.
Titik berikutnya yang konstruktif di luar S1-S2 akan memiliki selisih jarak $lambda, 2lambda, dots$.
Jika P di sebelah kanan S2, jarak dari S1 adalah $r_1$, dari S2 adalah $r_2$. $r_1 – r_2 = nlambda$.
Jika P di sebelah kiri S1, jarak dari S1 adalah $r_1$, dari S2 adalah $r_2$. $r_2 – r_1 = nlambda$.
Misal S1 di 0, S2 di 10.
Titik P di sebelah kanan S2: $x – 10 – x = -10$. Ini tidak bisa sama dengan $nlambda$.
Jadi, interferensi konstruktif pada garis hubung hanya terjadi di antara S1 dan S2 atau pada titik tengah.
Jika soal ini dimaksudkan untuk menanyakan titik-titik yang terbentuk akibat interferensi, maka pada garis hubung:
Titik tengah adalah konstruktif orde 0.
Jika ada titik lain yang mengalami konstruktif pada garis hubung, itu akan memiliki selisih jarak $nlambda$.
Karena jarak antar sumber adalah 10 cm dan $lambda = 4$ cm, maka kita bisa memiliki:
Selisih jarak 0 (titik tengah).
Selisih jarak 4 (orde 1). Jika $r_1 – r_2 = 4$. Dan $r_1 + r_2 = 10$ (jika di antara S1-S2). $2r_1 = 14 implies r_1 = 7$. Maka $r_2 = 3$. Titik berjarak 7 cm dari S1 dan 3 cm dari S2.
Selisih jarak 8 (orde 2). Jika $r_1 – r_2 = 8$. Dan $r_1 + r_2 = 10$. $2r_1 = 18 implies r_1 = 9$. Maka $r_2 = 1$. Titik berjarak 9 cm dari S1 dan 1 cm dari S2.
Jadi, titik P yang mengalami interferensi konstruktif pada garis hubung S1-S2 adalah:
- Titik tengah (5 cm dari S1, 5 cm dari S2). Orde 0.
- Titik berjarak 7 cm dari S1 dan 3 cm dari S2. Orde 1.
- Titik berjarak 9 cm dari S1 dan 1 cm dari S2. Orde 2.
- Dan seterusnya, hingga titik yang mendekati S2 (jarak 10 cm dari S1, 0 cm dari S2, yang merupakan sumber S2 itu sendiri).
d. Posisi titik Q yang mengalami interferensi destruktif dan terletak pada garis hubung S1-S2:
Interferensi destruktif terjadi ketika selisih jarak dari kedua sumber adalah $(n+1/2)lambda$.
Misal S1 di 0, S2 di 10.
Titik Q di sebelah kanan S2: $x – 10 – x = -10$. Ini tidak bisa sama dengan $(n+1/2)lambda$.
Jadi, interferensi destruktif pada garis hubung S1-S2 hanya terjadi di antara S1 dan S2.
Selisih jaraknya adalah $(n+1/2)lambda$.
Untuk $n=0$, selisih jarak = $(0+1/2)lambda = 0.5 times 4 = 2$ cm.
Jika Q berada di antara S1 dan S2, maka $r_1 + r_2 = 10$.
Jika $r_1 – r_2 = 2$, maka $2r_1 = 12 implies r_1 = 6$. Maka $r_2 = 4$. Titik berjarak 6 cm dari S1 dan 4 cm dari S2. Ini adalah simpul orde 1.
Untuk $n=1$, selisih jarak = $(1+1/2)lambda = 1.5 times 4 = 6$ cm.
Jika $r_1 – r_2 = 6$, maka $2r_1 = 16 implies r_1 = 8$. Maka $r_2 = 2$. Titik berjarak 8 cm dari S1 dan 2 cm dari S2. Ini adalah simpul orde 2.
Jadi, titik Q yang mengalami interferensi destruktif pada garis hubung S1-S2 adalah:
- Titik berjarak 6 cm dari S1 dan 4 cm dari S2. Orde 1.
- Titik berjarak 8 cm dari S1 dan 2 cm dari S2. Orde 2.
Catatan Penting untuk Soal Interferensi:
Interpretasi posisi titik interferensi pada garis hubung S1-S2 terkadang membingungkan. Kuncinya adalah selisih jarak dari kedua sumber. Untuk sumber yang bergetar sefase, konstruktif terjadi ketika selisih jarak adalah $nlambda$, dan destruktif ketika selisih jarak adalah $(n+1/2)lambda$. Titik tengah antara dua sumber yang sefase selalu merupakan konstruktif orde 0. Titik-titik lain pada garis hubung di luar segmen S1-S2 biasanya tidak mengalami interferensi konstruktif atau destruktif dengan selisih jarak yang bermakna karena arah rambatnya akan berimpitan.
Soal 4: Difraksi Celah Tunggal
Cahaya monokromatik dengan panjang gelombang 500 nm melewati celah tunggal selebar 0.1 mm. Jarak antara celah dan layar adalah 1 meter. Tentukan lebar terang pusat pada layar.
Pembahasan:
Soal ini sebenarnya lebih cocok untuk bab Optik Fisis (Difraksi Cahaya). Namun, konsep difraksi gelombang juga dibahas dalam bab gelombang mekanik, dan prinsipnya sama. Jika diasumsikan soal ini muncul dalam konteks gelombang (misalnya, gelombang air yang melewati penghalang), maka prinsipnya sama.
Untuk difraksi celah tunggal, pola terang dan gelap terbentuk pada layar. Titik minimum (gelap) pertama terjadi ketika:
$d sin theta = lambda$
Di mana:
- $d$ = lebar celah
- $theta$ = sudut simpangan dari pusat
- $lambda$ = panjang gelombang
Diketahui:
- $lambda = 500 text nm = 500 times 10^-9 text m$
- $d = 0.1 text mm = 0.1 times 10^-3 text m = 10^-4 text m$
- Jarak layar dari celah ($L$) = 1 meter.
Karena sudut $theta$ biasanya kecil untuk difraksi, kita dapat menggunakan aproksimasi $sin theta approx tan theta$.
$tan theta = y/L$, di mana $y$ adalah jarak dari pusat terang ke titik minimum pertama.
Jadi, $d (y/L) approx lambda$
$y approx fraclambda Ld$
Menghitung jarak dari pusat terang ke minimum pertama:
$y = frac(500 times 10^-9 text m) times (1 text m)10^-4 text m$
$y = frac500 times 10^-910^-4$
$y = 500 times 10^-5 text m$
$y = 5 times 10^-3 text m = 5 text mm$.
Lebar terang pusat adalah jarak antara minimum gelap pertama di sisi kiri dan minimum gelap pertama di sisi kanan. Jarak ini adalah $2y$.
Lebar terang pusat = $2 times y = 2 times 5 text mm = 10 text mm$.
Soal 5: Gelombang Bunyi pada Berbagai Medium
Cepat rambat bunyi dalam baja adalah 5000 m/s, sedangkan cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s. Jika sebuah gelombang bunyi memiliki frekuensi 1000 Hz, hitunglah panjang gelombang bunyi tersebut di udara dan di dalam baja.
Pembahasan:
Frekuensi gelombang (dalam hal ini, gelombang bunyi) tidak berubah ketika berpindah dari satu medium ke medium lain. Yang berubah adalah cepat rambat dan panjang gelombangnya.
Diketahui:
- Frekuensi ($f$) = 1000 Hz
- Cepat rambat bunyi di udara ($v_udara$) = 340 m/s
- Cepat rambat bunyi di baja ($v_baja$) = 5000 m/s
a. Panjang gelombang bunyi di udara ($lambda_udara$):
$vudara = lambdaudara cdot f$
$lambdaudara = vudara / f$
$lambdaudara = 340 text m/s / 1000 text Hz$
$lambdaudara = 0.34$ meter.
b. Panjang gelombang bunyi di baja ($lambda_baja$):
$vbaja = lambdabaja cdot f$
$lambdabaja = vbaja / f$
$lambdabaja = 5000 text m/s / 1000 text Hz$
$lambdabaja = 5$ meter.
Terlihat bahwa panjang gelombang bunyi di dalam baja jauh lebih besar daripada di udara, karena cepat rambatnya juga jauh lebih besar.
Strategi Belajar Efektif
Untuk menguasai Bab 6 ini, berikut beberapa strategi yang bisa diterapkan:
- Pahami Konsep Dasar: Pastikan Anda benar-benar memahami definisi gelombang, jenis-jenis gelombang, dan besaran-besaran fisika yang terkait (amplitudo, panjang gelombang, frekuensi, periode, cepat rambat).
- Hafalkan Rumus Kunci: Kuasai rumus-rumus utama seperti $v = lambda f$, $T = 1/f$, dan rumus-rumus interferensi serta Efek Doppler.
- Latihan Soal Bervariasi: Kerjakan berbagai tipe soal, mulai dari yang konseptual hingga yang hitungan. Perhatikan pola soal yang sering keluar di ujian.
- Pahami Konteks Soal: Terkadang soal fisika memerlukan interpretasi yang tepat terhadap konteksnya. Pahami apakah soal berbicara tentang gelombang pada tali, air, atau bunyi, dan medium apa yang digunakan.
- Gambar Diagram: Untuk soal-soal yang melibatkan interferensi atau difraksi, menggambar diagram dapat sangat membantu memvisualisasikan situasi dan memahami hubungan antar besaran.
- Diskusi dengan Teman: Belajar bersama teman dapat membantu Anda melihat sudut pandang lain dalam menyelesaikan masalah dan memperkuat pemahaman.
- Konsultasi dengan Guru: Jangan ragu untuk bertanya kepada guru jika ada konsep atau soal yang belum Anda pahami.
Penutup
Bab Gelombang Mekanik dan Bunyi merupakan fondasi penting dalam fisika. Dengan memahami konsep-konsep dasarnya dan berlatih mengerjakan berbagai contoh soal, Anda akan dapat menguasai materi ini dengan baik. Ingatlah bahwa fisika adalah tentang pemahaman dan aplikasi. Teruslah berlatih, dan jangan pernah takut untuk mencoba menyelesaikan soal-soal yang menantang. Semoga artikel ini memberikan panduan yang bermanfaat bagi Anda dalam belajar.
Tinggalkan Balasan