Contoh Soal Getaran dan Gelombang

By | September 13, 2017

Getaran dan gelombang merupakan dua bahasan yang saling berkaitan. Getaran adalah gerak bolak-balik secara berkala melalui titik seimbangnya, sedangkang gelombang adalah salah satu jenis getaran. Getaran dapat menimbulkan bunyi seperti pada sinar gitar yang dipetik, bandul jam yang bergoyang, bedug yang dipukul, dan lain sebagainya. Gelombang sebagai getaran berulang yang bisa merambat melalui media atau tanpa media.

Sebuah penggaris plastik yang digetarkan akan bergerak dan akan menempuh jarak tertentu. Ujung penggaris yang dilepas dari titik E akan bergerak ke atas dan ke bawah melalui titik C. Gerakan tersebut biasa disebut dengan getaran. Ujung penggaris yang menempuh jarak dari titik E dan kembali ke titik E lagi telah melakukan getaran sebanyak 1 (satu) getaran. Gerakan penggaris dari E ke A dengan rute E – D – C – B – A merupakan gerakan 1/2 (setengah) getaran.

Rumus Getaran dan Gelombang

Jarak yang dapat ditempuh mistar dari titik setimbangnya seperti jarak C – B atau C – D disebut simpangan. Jarak terjauh yang dapat dicapai atau simpangan terbesar disebut dengan amplitudo, seperti jarak C – A atau C – E. Selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran disebut periode. Dan banyaknya getaran yang dapat ditempuh dalam satu sekon disebut frekuensi.

Bagaiman cara menentukan nilai frekuensi/periode pada suatu getaran? Sobat idschool dapat mencari tahu jawabannya melalui ulasan di bawah.

Baca Juga: Gelombang Longitudinal dan Transversal

Getaran pada Ayunan Sederhana dan Pegas

Getaran pada Ayunan Sederhana:
Sebuah bandul yang digantung berada pada keadaan diam di titik A. Bandul tersebut kemudian diayunkan dari titik C sehingga bergerak ke arah kanan dan kiri seperti terlihat pada gambar di bawah.

Getaran Bandul

Keterangan:

  • Titik A adalah titik setimbang
  • Jarak titik A – C dan titik A – B adalah Amplitudo
  • Gerakan bandul:
    1/4 getaran = A – C
    1/2 getaran = A – C – A
    3/4 getaran = A – C – A – B
    1 getaran = A – C – A – B – A

Getaran pada Pegas:
Dalam keadaan diam, sebuah pegas yang diberi beban dapat dilihat seperti gambar A. Tandai tempat beban dalam keadaan diam dengan titik P. Tariklah pegas ke arah bawah sehingga benda berada di titik Q. Lepaskan tarikan sehingga pegas akan bergerak naik-turun. Tandai dengan titik R saat benda mencapai tinggi maksimum.

Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar di bawah.
 
Getaran Pegas

Keterangan:

  • Titik P disebut titik setimbang.
  • Jarak titik P – Q dan titik P – R adalah Amplitudo
  • Gerakan pegas:
    1/4 getaran = P – Q
    1/2 getaran = P – Q – P
    3/4 getaran = P – Q – P – R
    1 getaran = P – Q – P – R – P

Baca Juga: Periode/Frekuensi pada Pegas dan Ayunan Bandul

Persamaan Periode dan Frekuensi pada Getaran

  1. Periode (T): Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran. Persamaan periode pada suatu getaran sama dengan perbandingan waktu per banyak getaran yang dihasilkan.
Rumus Periode Getaran
  1. Frekuensi (f): Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama 1 sekon. Persamaan frekuensi pada suatu getaran sama dengan pebandingan banyak getaran per waktu bergetar.
Rumus Frekuensi Getaran
  1. Hubungan antara frekuensi (f) dan periode (T) dapat dinyatakan dalam sebuah persamaan. Antara frekuensi dan periode pada suatu getaran mempunyai hubungan berbanding terbalik.
Hubungan Periode dan Frekuensi

Baca Juga: Perbedaan Gaung dan Gema

Contoh Soal Getaran dan Gelombang (+Pembahasan)

Beberapa contoh soal di bawah dapat digunakan untuk menambah pemahaman bahasan di atas. Setiap contoh soal yang diberikan dilengkapi dengan pembahasannya. Sobat idschool dapat menggunakan pembahasan tersebut sebagai tolak ukur keberhasilan mengerjakan soal. Selamat Berlatih!

Contoh Soal Getaran dan Gelombang

Perhatikan gambar bandul matematis berikut!
 
Contoh Soal Getaran Bandul
 
Waktu yang dibutuhkan untuk bandul bergerak dari titik A ke C dan kembali lagi ke A disebut ….
A.     frekuensi
B.     periode
C.     amplitudo
D.     simpangan

Pembahasan:

Periode: waktu yang dibutuhkan untuk satu kali getaran.
Frekuensi: banyaknya getaran dalam satu detik.
Amplitudo: simpangan terbesar.
Simpangan: posisi benda terhadap titik kesetimbangan.
 
Benda bergerak dari A ke C dan kembali ke A, berarti benda menempuh 1 gelombang. Sehingga waktu yang diperlukan benda untuk bergerak dari A ke C dan kembali ke A disebut periode.
 
Jawaban: B

Baca Juga: Hukum pascal: rumus, aplikasi alat, dan contoh soal

Contoh Soal Akibat Getaran dan Gelombang

Perhatikan gambar berikut!
Contoh Soal Resonansi
 
Jika bandul C diayun, maka bandul yang turut berayun adalah ….
A.     A dan E
B.     B dan D
C.     A dan B
D.     D dan E

Pembahasan:

Resonansi terjadi saat nilai frekuensinya sama. Nilai suatu frekuensi dapat sama jika memiliki panjang talin yang sama. Bandul A, C, dan E memiliki panjang tali yang sama. Jadi, jika bandul C diayun maka bandul A dan E akan ikut berayun.
 
Jawaban: A

Sekian pembahasan mengenai pengertian getaran dan gelombang, serta contoh soal getaran dan gelombang. Terimakasih telah mengunjungi idschool(dot)net, semoga bermanfaat!

Baca Juga: Faktor yang Mempengaruhi Periode dan Frekuensi Pegas

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.