15 Contoh Soal Getaran beserta Pembahasannya Lengkap untuk Bahan Latihan
15 Contoh Soal Getaran beserta Pembahasannya Lengkap untuk Bahan Latihan β Getaran merupakan salah satu materi Fisika yang mempelajari tentang gerak bolak-balik suatu benda terhadap titik keseimbangannya.
Dalam kehidupan sehari-hari fenomena ini banyak dijumpai, contoh getaran yang terjadi seperti pada bandul jam, pegas, atau suara yang dihasilkan alat musik. πΈπΉ
Nah, untuk membantumu mempelajari materi tersebut, Mamikos telah menyediakan berbagai contoh soal getaran beserta pembahasannya lengkap di artikel ini. π
Daftar Isi
Sekilas tentang Materi Getaran
Getaran merupakan gerak bolak-balik suatu benda melalui titik keseimbangannya secara periodik. Contohnya bisa dilihat pada ayunan bandul, pegas yang ditarik dan dilepas, atau senar gitar yang dipetik.
1. Satu Getaran Penuh
Satu getaran penuh terjadi ketika benda bergerak dari posisi awal β ke posisi berlawanan β dan kembali lagi ke posisi semula.
Misalnya, bandul bergerak dari titik A β C β kembali ke A, itu disebut 1 getaran.
2. Periode (T)
Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran penuh.
Keterangan:
- (T) = periode (sekon)
- (t) = waktu total (sekon)
- (n) = jumlah getaran
3. Frekuensi (f)
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi setiap detik.
Keterangan:
- (f) = frekuensi (Hz)
- (n) = jumlah getaran
- (t) = waktu (s)
4. Hubungan Periode dan Frekuensi
Periode dan frekuensi memiliki hubungan terbalik.
5. Amplitudo (A)
Amplitudo adalah simpangan maksimum dari titik keseimbangan.
Semakin besar amplitudo, semakin jauh benda menyimpang dari posisi seimbangnya.
Kumpulan Contoh Soal Getaran beserta Pembahasannya
Dari sekilas materi getaran Fisika di atas, yuk, sekarang kita lanjut untuk belajar langsung dengan contoh soal getaran.
Masing-masing soal juga sudah Mamikos sertakan pembahasannya lengkap, jadi kamu bisa mempelajari langkah demi langkah pengerjaannya, ya.
Contoh Soal Getaran Bagian 1
1. Dalam waktu dua menit, sebuah partikel mengalami 960 getaran.
Tentukan:
a) Periode getaran
b) Frekuensi getaran
Pembahasan:
Diketahui:
- Jumlah getaran, n = 960
- Waktu, t = 2 menit = 120 sekon
a) Periode getaran
b) Frekuensi getaran
Jadi, periode getaran partikel tersebut adalah 0,125 sekon, dan frekuensinya 8 Hz.
2. Periode suatu getaran diketahui Β½ sekon. Tentukan:
a) Frekuensi getaran
b) Jumlah getaran yang terjadi dalam 5 menit
Pembahasan:
Diketahui:
- T = Β½ sekon = 0,5 sekon
- t = 5 menit = 5 Γ 60 = 300 sekon
a) Frekuensi getaran
b) Jumlah getaran dalam 5 menit
Jadi, frekuensinya adalah 2 Hz dan jumlah getarannya dalam 5 menit yaitu 600 kali.
3. Suatu getaran memiliki frekuensi 5 Hz. Tentukan:
a) Periode getaran
b) Banyaknya getaran yang terjadi dalam waktu 2 menit
Pembahasan:
Diketahui:
- f = 5 Hz
- t = 2 menit = 120 sekon
a) Periode getaran
b) Jumlah getaran dalam 2 menit
Maka periode getaran = 0,2 sekon, dan jumlah getaran dalam 2 menit = 600 kali getaran.
4. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s dan frekuensi 50 Hz.
Tentukan panjang gelombangnya!
Pembahasan:
Diketahui:
- Kecepatan gelombang, v = 340 m/s
- Frekuensi, f = 50 Hz
Ditanya: panjang gelombang (Ξ»)
Gunakan rumus
Jadi, panjang gelombang tersebut adalah 6,8 meter.
5. Suatu gelombang memiliki periode 0,02 sekon dan panjang gelombang 25 meter.
Hitunglah cepat rambat gelombangnya!
Pembahasan:
Diketahui:
- Periode, T = 0,02 s
- Panjang gelombang, Ξ» = 25 m
Ditanya: kecepatan gelombang (v)
Gunakan hubungan
Jadi, kecepatan rambat gelombang tersebut adalah 1250 m/s.
6. Suatu sumber getar memancarkan gelombang dengan kecepatan rambat 340 m/s dan frekuensi 85 Hz. Tentukan panjang gelombang tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
- Cepat rambat gelombang, v = 340 m/s
- Frekuensi, f = 85 Hz
Ditanya: panjang gelombang (Ξ»)
Gunakan rumus dasar gelombang
Jadi, panjang gelombang yang dihasilkan adalah 4 meter
7. Sebuah bandul bola besi berayun dari titik A β B β C selama 0,6 sekon. Diketahui jarak antara titik A β C = 15 cm.
Tentukan:
a) Periode ayunan
b) Frekuensi ayunan
c) Amplitudo ayunan
d) Periode ayunan jika jarak A β C diubah menjadi 20 cm
Pembahasan:
Diketahui:
- Waktu dari A ke C = 0,6 sekon
- Jarak A β C = 15 cm
a) Periode ayunan (T)
Satu periode penuh terjadi ketika bandul bergerak dari A β B β C β B β A,
yang berarti dua kali perjalanan dari A ke C.
Jadi, periode ayunan bandul tersebut adalah 1,2 sekon.
b) Frekuensi ayunan (f)
Frekuensi adalah banyaknya ayunan per detik. Rumusnya:
Artinya, bandul berayun sebanyak 0,83 kali setiap detik.
c) Amplitudo ayunan (A)
Amplitudo merupakan simpangan maksimum, yaitu setengah dari jarak total A β C.
Jadi, amplitudo ayunan adalah 7,5 cm.
d) Periode ayunan jika A β C = 20 cm
Periode ayunan tidak bergantung pada besar simpangan, tetapi pada panjang tali bandul dan percepatan gravitasi.
Karena panjang tali tidak diubah, maka periodenya tetap sama, yaitu:
Contoh Soal Getaran Bagian 2
8. Seorang anak mendengar bunyi dengan panjang gelombang 5 meter. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 340 m/s, tentukan:
a) Frekuensi sumber bunyi
b) Periode sumber bunyi
Pembahasan:
Diketahui:
- Cepat rambat bunyi (v) = 340 m/s
- Panjang gelombang (Ξ») = 5 m
Ditanya:
- Frekuensi (f) = ?
- Periode (T) = ?
Gunakan rumus dasar gelombang
a) Frekuensi sumber bunyi
b) Periode sumber bunyi
Jadi, frekuensi sumber bunyi adalah 68 Hz, dan periodenya 0,0147 sekon.
9. Sebuah kapal menggunakan alat pemantul suara untuk mengukur kedalaman laut. Bunyi ditembakkan ke dasar laut dan 5 detik kemudian bunyi pantul kembali ke kapal. Jika cepat rambat bunyi di dalam air adalah 1500 m/s, berapakah kedalaman laut tersebut?
Pembahasan:
Diketahui:
- v = 1500 m/s
- t = 5 s
Perjalanan bunyi menempuh dua kali jarak kedalaman (turun dan naik), sehingga rumusnya:
Jadi, kedalaman laut tersebut adalah 3.750 meter
10. Saat cuaca mendung, seorang anak mendengar bunyi guntur 1,5 detik setelah melihat kilat. Jika cepat rambat bunyi di udara adalah 320 m/s, tentukan jarak anak tersebut dari sumber petir!
Pembahasan:
Diketahui:
- v = 320 m/s
- t = 1,5 s
Karena tidak ada pantulan bunyi, maka digunakan rumus
Jadi, jarak anak dari sumber petir adalah 480 meter
11. Sebuah gelombang bunyi memiliki frekuensi 5 kHz dan merambat di udara bersuhu 30Β°C. Jika diketahui bahwa kecepatan bunyi di udara pada suhu 0Β°C adalah 330 m/s, tentukan:
a) Kecepatan bunyi pada suhu 30Β°C
b) Panjang gelombangnya
Pembahasan:
Diketahui:
Hubungan antara kecepatan bunyi dan suhu udara
a) Menghitung cepat rambat bunyi:
b) Menghitung panjang gelombang:
Jadi, cepat rambat bunyi pada suhu 30Β°C adalah 348 m/s, dan panjang gelombangnya sekitar 6,96 cm.
12. Sebuah gelombang bunyi memiliki panjang gelombang 1,5 m dan cepat rambat 330 m/s. Apakah bunyi tersebut bisa didengar oleh telinga manusia?
Pembahasan:
Cari frekuensi bunyi terlebih dahulu:
Frekuensi bunyi yang dapat didengar manusia berkisar antara 20 Hz hingga 20.000 Hz. Karena 220 Hz berada di dalam rentang ini, maka bunyi tersebut termasuk bunyi audiosonik, yaitu bunyi yang bisa didengar oleh manusia normal.
13. Resonansi pertama pada sebuah tabung kolom udara terjadi saat panjang tabung 15 cm. Tentukan:
a) Panjang gelombang bunyi
b) Panjang kolom udara pada resonansi kedua
c) Panjang kolom udara pada resonansi ketiga
d) Panjang kolom udara pada resonansi keempat
e) Frekuensi bunyi jika cepat rambatnya 339 m/s
Pembahasan:
Untuk tabung yang salah satu ujungnya tertutup, pola resonansinya adalah
Diketahui .
a) Panjang gelombang:
b) Resonansi kedua:
c) Resonansi ketiga:
d) Resonansi keempat:
e) Frekuensi bunyi:
14. Diberikan perbandingan frekuensi dua nada sebesar 27 : 45. Jika frekuensi nada d = 297 Hz, berapakah frekuensi nada b?
Pembahasan:
Perbandingan menyatakan .
Jadi
Sederhanakan .
Maka
Jadi frekuensi nada b adalah 495Hz
15. Dalam percobaan tabung resonansi, kolom udara pada resonansi pertama memiliki tinggi 0,19 m. Berapakah panjang gelombang sumber bunyi?
Pembahasan:
Untuk tabung dengan salah satu ujung tertutup, resonansi pertama terjadi ketika .
Jadi
Penutup
Sampai di sini dulu, ya, sesi belajar bersama Mamikos menggunakan contoh soal getaran beserta pembahasannya. Setelah ini kalau kamu ingi belajar mata pelajaran lainnya, jangan lupa mencari materi dan contoh soalnya di blog Mamikos. ππ»
Referensi:
Contoh Soal Dan Pembahasan Jawaban Getaran Dan Gelombang [Daring]. Tautan: https://id.scribd.com/document/340410155/Contoh-Soal-Dan-Pembahasan-Jawaban-Getaran-Dan-Gelombang
Getaran dan Gelombang [Daring]. Tautan: https://fisikastudycenter.com/fisika-smp/18-getaran-dan-gelombang
Perbedaan Getaran dan Gelombang, Rumus, serta Contohnya | Fisika Kelas 8 [Daring]. Tautan: https://www.ruangguru.com/blog/perbedaan-getaran-dan-gelombang
Klik dan dapatkan info kost di dekat kampus idamanmu: