GETARAN DAN GELOMBANG I

Tahun Pelajaran     : 2024/2025

Mata Pelajaran       : IPA – Fisika

Kelas                      : VIII SMP

 

Pilihan Berganda

 

Soal : 1

Yang dimaksud dengan satu getaran adalah …

a.    P – Q – R – Q – P

b.   P – Q – R – Q

c.    Q – R – Q

d.   P – R – P

 

Pembahasan :

 

ó satu getaran sama dengan 4/4

Maka lintasan satu getaran P – Q – R – Q – P

 

Kunci : a

 

Soal : 2

Ujung sebuah slinki mendatar digetarkan maju – mundur dengan frekuensi 2 Hz. Selang waktu untuk menempuh 150 getaran adalah …

a.    600 sekon                

b.   300 sekon 

c.  150 sekon                

d. 75 sekon

 

Pembahasan :

Kunci : b

 

Soal : 3

Sebuah gelombang transversal memiliki 3 puncak dan 3 lembah sepanjang 3 meter. Jika frekuensi gelombang sebesar 5Hz, cepat rambat gelombang sebesar …

a.    2 m/s

b.   3 m/s

c.    4 m/s

d.   5 m/s

 

Pembahasan :

 

Gambar gelombang transversal

Kita hitung terlebih dahulu panjang gelombang, λ : 

ó x = n. λ

ó 3 = 3. λ

ó λ = 1 meter

Maka cepat rambat gelombang, v :

ó v = f . λ

ó v = 5 Hz . 1

ó v = 5 m/s

Kunci : d

Soal : 4

Sebuah ayunan bandul bergetar sebanyak 60 kali dalam waktu 30 sekon. Frekuensi dan periode getaran ayunan bandul yang benar adalah …

a.    Frekuensi f = 1,5 Hz dan periode T = 0,67 sekon

b.   Frekuensi f = 2 Hz dan periode T = 0,5 sekon

c.    Frekuensi f = 0,5 Hz dan periode T = 2 sekon

d.   Frekuensi f = 3 Hz dan periode T = 0,33 sekon

Pembahasan :

Banyak getaran, n = 60 kali

Waktu getaran, t = 30 sekon

Maka frekuensi getaran, f :

Maka periode getaran, T :

Kunci : b

Soal : 5

Perhatikan gambar di bawah ini,

Jika jarak A ke F sebesar 80 cm, periode dan cepat rambat gelombang berturut – turut adalah …

a.    1 sekon dan 16 cm/s

b.   1 sekon dan 32 cm/s

c.    2 sekon dan 32 cm/s

d.   2 sekon dan 48 cm/s

 

Pembahasan :

 

Banyak gelombang yang terjadi dari A sampai ke I, n = 2 dan waktu gelombang, t = 4 sekon. Maka periode gelombang, T dapat kita hitung.

Panjang gelombang, λ :

 

ó      x_AF = n.λ

ó 80 cm = 5/4. Λ

ó         λ = 64 cm

 

Maka cepat rambat gelombang, v :

Kunci : c

 

Soal : 6

Bandul A bergetar dengan periode 25 sekon dan amplitudo 20 cm. Bandul B bergetar dengan periode 40 sekon dan amplitudo 35 cm. Perbandingan frekuensi bandul A dan B adalah …

a.    7 : 4                        c. 8 : 4

b.   7 : 5                        d. 8 : 5

 

Pembahasan :

 

Periode bandul A, T_A = 25 sekon dan amplitudo bandul A_A = 20 cm dan periode bandul B, T_B = 40 sekon dan amplitudo bandul A_B = 35 cm. Periode tidak ada hubungan dengan amplitudo, sehingga nilai perbandingan frekuensi dapat kita hitung.

 

Kunci : d

 

Soal : 7

Bunyi ultrasonik dengan frekuensi 25.000 Hz digunakan untuk mengukur kedalaman laut. Pantulan gelombang terukur dalam waktu 16 sekon dan diketahui kedalaman laut 12 km. Panjang gelombang ultrasonik yang digunakan adalah …

a.    0,04 meter               c. 0,4 meter

b.   0,06 meter               d. 0,6 meter

 

Pembahasan :

 

Kita hitung cepat rambat gelombang bunyi, v :

 

Maka panjang gelombang ultrasonik, λ :

Kunci : b

 

Soal : 8

Gelombang air diberi usikan sehingga terbentuk 3 lembah dan 4 puncak gelombang sepanjang 1,4 meter. Jika kecepatan gelombang 4,8 m/s, dalam satu sekon akan terbentuk ….

a.    10 gelombang           c. 14 gelombang

b.   12 gelombang           d. 16 gelombang

 

Pembahasan :

Panjang gelombang, λ :

Periode gelombang, T :

Dengan menginggat rumus periode, T :

 

 

Maka dalam satu sekon terdapat 12 gelombang.

 

Kunci : b

 

Soal : 9

Sebuah pegas digetarkan sehingga pegas tersebut memiliki 4 rapatan dan 3 reggangan. Pegas tersebut memiliki panjang 7 meter. Penjelasan yang benar berdasarkan penjelasan tersebut adalah …

a.    Pegas memiliki 2,5 gelombang

b.   Panjang gelombang pegas sebesar 1,5 meter.

c.    Jika cepat rambat gelombang pegas sebesar 14 m/s, frekuensi pegas sebesar 7 Hz.

d.   Jika frekuensi pegas sebesar 8 Hz, cepat rambat gelombang pegas 15 m/s.

 

Pembahasan :

Dari gambar di atas pegas memiliki banyak gelombang (n = 3,5 gelombang).

 Panjang gelombang,

 

 

 

Frekuensi gelombang,

Dari pembahasan terlihat opsi c yang benar.

 

Kunci : c

 

Soal : 10

Panjang gelombang dan frekuensi beberapa gelombang disajikan dalam tabel berikut.

 

Gelombang	λ (cm)	f (Hz)
I	60	20
II	50	15
III	80	30
IV	100	5

 

Pernyataan yang benar terkait data di atas adalah …

a.    Gelombang dengan cepat rambat terkecil adalah gelombang I.

b.   Gelombang dengan cepat rambat terbesar adalah gelombang II.

c.    Gelombang I memiliki cepat rambat lebih kecil dari gelombang III.

d.   Gelombang IV memiliki cepat rambat lebih besar dari gelombang II.

 

Pembahasan :

 

Rumus cepat rambat gelombang, v = f.λ

·        Gelombang I :

  

·        Gelombang II :

 

·        Gelombang III :

 

 ·        Gelombang IV :

 

 

Kita simpulkan,

·        Cepat rambat gelombang terkecil adalah gelombang IV.

·        Cepat rambat gelombang terbesar adalah gelombang III.

·        Cepat rambat gelombang I lebih kecil dari cepat rambat 

        gelombang  III.

·        Cepat rambat gelombang IV lebih besar dari pada cepat rambat

     gelombang II.

 

Kunci : c

Read More

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK - 7

Nama Sekolah       : SMA WR SUPRATMAN 2 MEDAN 

Tahun Pelajaran     : 2024 / 2025 

Semester                : I (satu)

Kelas                     : XII – MIPA

Materi                    : Induksi Elektromagnetik 

 

Uraian

 

Soal : 1

Sebuah kawat dengan panjang 100 cm bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Tegak lurus terhadap arah medan magnet. Jika besar induksi magnetiknya 4 x 10 ^{– 2} T. Tentukan besar GGL induksinya.

Pembahasan :

Soal : 2

Penghantar AB berbentuk “U” seperti gambar di bawah ini, 

Berada dalam medan magnetik 0,8 T yang menjauhi pengamat. Jika pada kawat PQ mengalir arus sebesar 2A dengan arah arus dari Q ke P. Tentukan besar dan arah kecepatan PQ yang memiliki panjang 50 cm.

Pembahasan :

  

Kuat arus induksi, I = 2A

Panjang batang PQ, L = 50 cm = 0,5 m

Hukum ohm,

Induksi GGL,

Substitusikan pers (1) dengan pers (2),

Tanda minus menunjukkan batang PQ bergerak ke kiri dan sesuai dengan aturan telapak tangan kanan.

 

Soal : 3

Suatu transformator step – down yang mempunyai kumparan primer 1 000 lilitan dihubungkan pada tegangan 100 volt. Kumparan sekunder yang terdiri dari atas dua bagian terpisah, masing – masing memberikan tegangan out put 10 V dan 5 V. Jika tegangan output 5V memberikan arus listrik sebesar 2A. Hitunglah :

a)  Jumlah lilitan masing – masing kumparan sekunder

b) Kuat arus primer dan sekunder yang lain.

 

Pembahasan :

 

Bagian a)

Misalkan V_s2 = 5 volt dan I_s2 = 2A, maka dapat kita tentukan jumlah kumparan sekunder kedua.

 

Selanjutnya kita dapat menentukan jumlah lilitan pada kumparan yang lain, N_S1.

 

Bagian b)

Untuk menentukan kuat arus primer, I_P :

 

Kemudian kita dapat menentukan nilai kuat arus I_S1 :

Soal : 4

Sebuah solenoida dengan panjang 10 cm dan 100 lilitan dialiri arus 5A dalam selang waktu 2 sekon. Hitunglah :

a)  Induktansi diri solenoida

b) GGL induksi diri solenoida

 

Pembahasan :

Bagian a)

Panjang = keliling

10 cm = 2∏R

0,1 m = 2∏R

      R = 0,1/(2∏) m

 

Maka luas permukaan kumparan A :

Maka induktansi diri, L :

 

Bagian b)

 

Soal : 5

Sepotong kawat sepanjang 80 cm bergerak dengan kecepatan 50 m/s dalam medan magnet homogen yang mempunyai induksi magnet 0,04T. Apabila kawat memotong garis gaya magnetik dengan sudut 37⁰. Maka hitunglah GGL induksi yang terjadi.

 

Pembahasan :

 

Soal : 6

Sebuah transformator dihubungkan pada tegangan 120 V. Transformator mempunyai kumparan primer dan sekunder yang terdiri atas 400 lilitan dan 100 lilitan. Jika kumparan sekunder dihubungkan dengan lampu yang mempunyai hambatan 20 ohm. Hitung kuat arus primer dan sekundernya.

 

Pembahasan :

Langkah pertama,

Kita tentukan terlebih dahulu besar tegangan sekundernya, V_S :

Langkah kedua,

Kuat arus sekunder, I_S :

 

Langkah ketiga,

Kuat arus primer, I_P :

 

Soal : 7

Sebuah kumparan mempunyai induktansi diri 500 mH. Arus listriknya merupakan fungsi waktu I = 3t² – 2t dengan t dalam satuan sekon dan I dalam satuan amper. Hitunglah :

a)  GGL induksi diri yang timbul saat t = 2 sekon.

b) Energi yang tersimpan dalam induktor dalam t = 2 sekon.

 

Pembahasan :

 

Diketahui,

Induktansi diri, L = 500 mH = 0,5 H

Fungsi arus terhadap waktu, I = 3t² – 2t

 

Ditanya,

a)       GGL induksi saat t = 2 sekon

b)      Energi tersimpan dalam induktor selama t = 2 sekon

 

 Penyelesaian

 

Bagian a)

 

Bagian b) 

 

 

Soal : 8

Dalam suatu induktor, mengalir arus listrik sebesar 60 A dan berubah menjadi nol dalam waktu 3 sekon. Ternyata pada kumparan timbul GGL induksi diri sebesar 50 V. Tentukan induktansi diri kumparan.

 

Pembahasan :

 

Soal : 9

Sepasang kumparan mempunyai induktansi timbal – balik 2H. Kuat arus dalam kumparan pertama mengalami perubahan dari 2A menjadi 8A selama 0,02 sekon. Hitunglah GGL induksi dalam kumparan kedua.

 

 

Pembahasan :

 

Soal : 10

Dalam sebuah kumparan mengalir arus sebesar 12A dalam selang waktu 0,02 sekon. Arus berubah menjadi 6A sehingga dalam rangkaian timbul GGL induksi sebesar 60 volt. Hitung induksi diri dalam rangkaian.

 

Pembahasan :

Read More