Bank Soal Fisika SMA Konsep dan Gejala Gelombang

Diketahui:

Frekuensi gelombang radio $f=5$ GHz = $5\times10^9$ Hz

Waktu tempuh gelombang $t=0,12\ \mu$s = $0,12\times10^{-6}$ s $=12\times10^{-8}$ s

Ditanya:

Pernyataan yang benar ?

Dijawab:

Berdasarkan tipe soal, untuk menentukan pernyataan yang benar, maka harus menguraikan setiap pilihan jawaban yang tersedia dalam opsi.

• Menentukan periode gelombang

Gelombang merupakan perambatan suatu getaran yang disertai pemindahan energi dari suatu tempat ke tempat lain, tetapi tidak disertai medium perambatannya. Periode adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran atau satu gelombang dan dinyatakan dengan:

$T=\frac{t}{n}$

Sedangkan frekuensi adalah banyaknya gelombang yang terbentuk dalam satu kali bergetar dan dirumuskan dengan

$f=\frac{n}{t}$

sehingga hubungan frekuensi dan periode adalah

$f=\frac{1}{T}$ dan $T=\frac{1}{f}$

Maka, periode gelombang tersebut adalah

$T=\frac{1}{f}=\frac{1}{5\times10^9}=0,2\times10^{-9}$ s $=0,2$ ns

• Menentukan cepat rambat gelombang

Secara konsep, jarak satu panjang gelombang tiap satu periode disebut dengan cepat rambat gelombang dan dinyatakan melalui persamaan:

$v=\frac{\lambda}{T}$

persamaan cepat rambat gelombang dapat juga dinyatakan dengan

$v=\lambda f$

Namun, gelombang radio merupakan salah satu gelombang elektromagnetik, sehingga gelombang radio merambat dengan kecepatan cahaya yaitu $3\times10^8$ m/s

• Menentukan panjang gelombang

Panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak berurutan atau jarah dua dasar berurutan. Pada gelombang longitudinal, jarak antara dua pusat renggangan yang berdekatan atau dua pusat rapatan yang berdekatan dihitung satu panjang gelombang. Adapun jarak antara pusat renggangan dan pusat rapatan yang berdekatan adalah setengah panjang gelombang. Hal ini juga berlaku pada gelombang transversal dengan mengganti renggangan dan rapatan menjadi bukit dan lembah atau puncak dan dasar gelombang.

Melalui persamaan cepat rambat tersebut dapat dihitung panjang gelombang dari gelombang air laut yaitu

$\lambda=\frac{v}{f}$

$\lambda=\frac{3\times10^8}{5\times10^9}$

$\lambda=0,06$ m

$\lambda=6$ cm

• Menentukan banyaknya gelombang radio yang terbentuk dalam 0,12 $\mu$s

Dengan menggunakan persamaan frekuensi didapatkan

$f=\frac{n}{t}\rightarrow\ n=ft$

maka

$n=\left(5\times10^9\right)\left(12\times10^{-8}\right)$

$n=600$

• Menentukan jarak tempuh gelombang radio

Berdasarkan karakteristik gelombang, dalam satu kali bergetar sebanyak n gelombang akan terbentuk sepanjang jarak lintasan tertentu sejauh x, dan dinyatakan dalam persamaan

$x=n\lambda$

maka

$x=\left(600\right)\left(0,06\right)=36$ m

Jadi, pernyataan yang benar yaitu panjang gelombang radio adalah 6 cm.