Pada dikala memasuki bangku SMA khususnya tatkala kelas 11, maka kalian akan menjumpai materi rumus cepat rambat gelombang pada mata pelajaran Fisika.
Terdapat dua jenis gelombang yg perlu untuk kalian pahami, yakni gelombang transversal & gelombang longitudinal.
Kedua jenis gelombang itulah yg memiliki rumus cepat rambat gelombang.
Agar membuat lebih mudah kalian dlm melakukan soal yg berhubungan dgn gelombang tersebut, maka kalian harus mengetahui setiap rumusnya.
Namun sebelum kalian mengenali rumus cepat rambat gelombang, kalian mesti mengenali pemahaman gelombang terlebih dulu.
Pengertian Gelombang
Pernahkah kalian menjatuhkan suatu benda dlm air yg hening? Atau menyimpangkan tali?
Kegiatan tersebut tanpa kalian sadari dapat membuat suatu gelombang.
Gelombang sendiri adalah getaran yg merambat melalui ruang hampa atau media yg menghantarkan energi.
Pada dikala kalian menunjukkan getaran awal di air ataupun tali, lalu getaran tersebut akan merambat. Rambatan itulah yg nantinya disebut sebagai gelombang.
Macam – Macam Gelombang
Dilihat dr arah rambat getarannya, maka gelombang dibagi ke dlm dua jenis yg berlainan, yakni gelombang transversal & gelombang longitudinal.
Berikut penjelasannya yg kami sadur dr situs berguru Pendidikanpedia:
1. Gelombang Transversal
Gelombang transversal ialah gelombang yg mempunyai arah rambat dengan-cara tegak lurus dgn arah getarannya.
Gelombang satu ini pula masuk ke dlm teladan gelombang mekanik yg membutuhkan medium sebagai media perambatnya.
Contoh gelombang transversal yakni gelombang air atau gelombang tali.
Pada saat suatu batu dilemparkan ke dlm kolam, maka di dlm air kolam tersebut akan terjadi gelombang transversal. Arah getaran air yg nampak naik – turun mirip gunung atau lembah berurutan, sementara arah rambat gelombang itu menyebar membentuk suatu bundar menuju arah sisi – sisinya.
Berikut ialah beberapa istilah yg ada pada gelombang transversal:
- Puncak gelombang (gunung) merupakan titik tertinggi pada gelombang.
- Dasar gelombang (lembah) merupakan titik dasar / paling rendah yg ada pada suatu gelombang.
- Bukit gelombang merupakan kepingan dr gelombang yg bentuknya menyerupai gunung dgn titik tertinggi / puncak pada gelombang.
- Panjang gelombang merupakan jarak antara dua puncak atau mampu pula dua lembah pada gelombang.
- Amplitudo (A) merupakan simpangan terjauh dr garis keseimbangan.
- Periode (T) merupakan waktu yg dibutuhkan agar dapat menempuh jarak dua puncak / dua buah lembah yg berurutan. Atau lebih gampangnya waktu yg dibutuhkan untuk membentuk sebuah gelombang.
2. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal merupakan gelombang yg getarannya mempunyai arah sama dgn arah perambatannya.
Pada lazimnya , gelombang longitudinal satu ini memiliki gerakan dr medium gelombang searah dgn propagasi gelombang.
Contoh gelombang longitudinal yakni gelombang bunyi.
Di dlm gelombang bunyi yg berperan menjadi medium perantaranya merupakan udara.
Medium itu dengan-cara bergantian akan merapat & lalu merenggang sebab adanya perpindahan tempat atau perubahan getaran.
Berikut ialah beberapa perumpamaan yg ada pada gelombang transversal:
- Rapatan merupakan tempat pada sepanjang gelombang yg mempunyai rapatan / tekanan molekul yg lebih tinggi.
- Renggangan merupakan daerah pada sepanjang gelombang yg mempunyai rapatan molekul lebih rendah.
- Panjang 1 gelombang merupakan jarak antara dua buah rapatan / dua buah renggangan yg saling berdekatan.
Rumus Cepat Rambat Gelombang
Cepat rambat gelombang merupakan suatu jarak yg ditempuh oleh gelombang pada setiap satu – satuan waktu.
Konsep dr cepat rambat gelombang sama halnya dgn kecepatan kebanyakan.
Pada cepat rambat gelombang ini memakai besaran vektor yg mempunyai nilai kecepatan tetap atau konstan.
Selain itu, pada bahasan gelombang pula ada beberapa ungkapan lainnya seperti periode, frekuensi & panjang gelombang.
Periode adalah waktu yg diperlukan untuk menciptakan 1 buah getaran (putaran / gelombang / perulangan).
Frekuensi ialah banyaknya jumlah getaran (putaran / gelombang / perulangan) dlm waktu satu detik.
Dan panjang gelombang merupakan suatu jarak antara satuan berulang dr suatu pola gelombang.
Berikut ialah beberapa persamaan atau rumusnya, antara lain:
1. Rumus Cepat Rambat Gelombang Bunyi
v = s / t
Keterangan:
- v : Kecepatan (m/s).
- s : Jarak (m).
- t : Waktu (s).
Pada bahan kecepatan rambatan gelombang, nilai dr variabel jarak (s) akan diganti dgn menggunakan panjang gelombang ( λ ) pada satuan meter (satuan SI) serta nilai dr variabel waktu (t) akan diganti dgn menggunakan frekuensi (f) atau periode (T).
- Nilai pada 1 panjang gelombang λ (m) sama dgn nilai jarak s (m) yg ditempuh oleh benda.
- Nilai dr 1 frekuensi (Hz) setara dgn 1/t (sekon).
- Serta nilai dr 1 periode (sekon) setara dgn t sekon.
Sehingga dgn memakai variabel λ , f maupun T maka cepat rambat cahaya merupakan selaku berikut:
v = λ x f atau v = λ / f
Keterangan:
- v : Kecepatan (m/s).
- λ : Panjang gelombang (m).
- f : Frekuensi (Hz).
2. Rumus Mencari Frekuensi & Periode
f = n/t atau f = 1/T
Keterangan:
- f : Frekuensi (satuan Hz).
- n : Jumlah bunyi atau gelombang.
- t : Waktu (satuan detik / sekon).
3. Rumus Mencari Periode Gelombang
T = t/n atau T = 1/f
Keterangan:
- n : Jumlah bunyi atau gelombang.
- t : Waktu (satuan detik / sekon).
- T : Periode (satuan sekon).
Contoh Soal
Setelah mengetahui banyak sekali uraian yg ada di atas, berikut kami berikan beberapa acuan soal perihal cepat rambat gelombang beserta penjelasannya yg mampu kalian pelajari, diantaranya merupakan sebagai berikut:
1. Gelombang merambat pada tali. Selama waktu 0,5 detik tercipta 3 bukit serta 3 lembah gelombang. Apabila jarak antara dua puncak gelombang yaitu 40 cm, berapa cepat rambat gelombang tersebut?
A. 2,4 m/s
B. 1,2 m/s
C. 0,8 m/s
D.0,2 m/s
Jawab:
Diketahui:
t = 5 s
n = 3 gelombang (karena tercipta terjadi 3 bukit & 3 lembah gelombang)
λ = 40 cm = 0,4 m
Ditanyakan:
v = ….?
Pembahasan:
f = n/t
f = 3/0,5 = 6 Hz
v = λ . f
v = 0,4 . 6 = 2,4 m/s
Jawaban: A
2. Suatu kapal mengukur kedalaman bahari dgn memakai perangkat bunyi. Apabila bunyinya ditembakkan ke arah dasar bahari, maka bunyi pantul tersebut akan diterima selepas kurun waktu 15 detik. Maka tentukan kedalaman maritim tersebut apabila cepat rambat bunyi tersebut ialah 2000 m/s?
Jawab:
Diketahui:
t = 15 s
v = 2000 m/s
Ditanya:
s…?
Pembahasan:
s = vt / 2 ( gelombang akan memantul serta kembali lagi menuju kapal, sehingga harus dibagi dgn angka 2)
s = 2000 m/s x 15 s / 2 = 15.000 m
3. Gelombang merambat pada air. Dalam waktu 10 detik berjalan 5 gelombang. Apabila jarak antara dua puncak gelombang tersebut yaitu 4 meter, maka cepat rambat gelombangnya yaitu?
A. 2 m/s
B. 20 m/s
C. 2,5 m/s
D. 40 m/s
Jawab:
Diketahui:
t = 10 s
n = 5
λ = 4 m
Ditanyakan:
v = ….?
Pembahasan:
f = n/t
f = 5/10 = 0,5 Hz
v = λ . f
v = 4 m . 0,5 Hz = 2 m/s
Jawaban: A
4. Diketahui suatu gelombang dgn panjang gelombang ialah 0,75 m, merambat dgn kecepatan 150 m/s. Hitunglah berapa besar frekuensinya!
A. 50 Hz
B. 200 Hz
C. 20 Hz
D. 225 Hz
Jawab:
Diketahui:
λ = 0,75 m
v = 150 m/s
Ditanyakan:
f = ….?
Pembahasan:
v = λ . f
f = v/λ
f = 150/0,75 = 200 Hz
Jawaban: B
5. Suatu tali ujungnya terikat serta ujung yang lain digetarkan, seperti yg ditampilkan pada gambar di bawah ini:
Jika periode gelombangnya merupakan 0,2 sekon, maka cepat rambat gelombang tali tersebut yaitu ..….
A. 8,0 m/s
B. 40 m/s
C. 80 m/s
D. 1,6 m/s
Jawab:
Diketahui:
T = 0,2 s
λ = 8 m
Ditanyakan:
v = …?
Pembahasan:
v = λ/T
v = 8/0,2 = 40 m/s
Jawaban: B
6. Contoh Soal 6
Gelombang di atas menampilkan adanya sebuah gelombang yg berjalan ke arah kanan sepanjang sebuah medium elastis. Berapa cepat rambat gelombang pada medium itu apabila frekuensi gelombangnya yaitu 0,4 Hz?
A. 0,5 m/s
B. 0,2 m/s
C. 0,3 m/s
D. 0,4 m/s
Jawab:
Diketahui:
λ = 0,5 m
f = 0,4 Hz
Ditanyakan:
v = …?
Pembahasan:
v = λ . f
v = 0,5 . 0,4 = 0,2 m/s
Jawaban: B
7. Suatu tali digetarkan sampai membentuk dua bukit serta satu lembah sepanjang 12 cm. Apabila frekuensi gelombang tersebut ialah 4 Hz, besarnya cepat rambat gelombangnya yakni ..….
A. 2 cm/s
B. 32 cm/s
C. 48 cm/s
D. 0,5 cm/s
Jawab:
Diketahui:
Terjadi 2 bukit serta 1 lembah yg artinya membentuk sebanyak 1,5 gelombang.
λ = 12 cm/1,5 = 8 cm
f = 4 Hz
Ditanyakan:
v = ….?
Pembahasan:
v = λ . f
v = 8 cm . 4 Hz
v = 32 cm/s
Jawaban: B
8. Perhatikan gambar rambatan gelombang di bawah ini!
Cepat rambat gelombang di atas yaitu ..….
A. 36,0 m/s
B. 0,8 m/s
C. 4,0 m/s
D. 18,0 m/s
Jawab:
Diketahui:
n = 1,5
t = 3 s
λ = 8 m
Ditanyakan:
v = ….?
Pembahasan:
f = n/t
f = 1,5/3 = 0,5 Hz
v = λ . f
v = 8 m . 0,5 Hz
v = 4,0 m/s
Jawaban: C
9. Gelombang merambat di atas permukaan air. Dalam waktu 10 detik tercipta 4 bukit serta 4 lembah gelombang. Apabila jarak antara dua puncak gelombang yg terdekat adalah 2 m, maka hitunglah nilai cepat rambat gelombang tersebut!
Jawab:
Diketahui:
t = 10 s
n = 4
λ = 2 m
Ditanyakan:
v = ….?
Pembahasan:
f = n/t
f = 4/10 = 0,4 Hz
Dengan menggunakan rumus cepat rambat gelombang, maka diperoleh hasil selaku berikut:
v = λ . f
v = 2 m . 0,4 Hz
v = 0,8 m/s
10. Suatu gabus berjarak 3 m terapung di puncak gelombang air laut. Ada pula dua lembah antara keduanya serta energi gelombang yg membutuhkan waktu waktu 6 s untuk berpindah dr gabus satu ke gabus yg kedua. Hitunglah kecepatan rambat serta panjang gelombangnya dengan-cara berturut – turut ..…
A. 0,5 m/s & 1,5 m
B. 1 m/s & 6 m
C. 1 m/s & 3 m
D. 0,5 m/s & 3 m
Jawab:
Diketahui:
2λ = 3 m atau λ = 1,5 m
2T = 6 s atau T = 6/2 s = 3 s
Sehingga panjang gelombang 1,5 m serta cepat rambat gelombang
v = λ . 1/T
= 1,5 m . 1/3 s
= 0,5 m/s.
Jawaban: A
11. Suatu gabus terapung di puncak gelombang air laut dgn jarak dua bukit gelombang terdekatnya yakni 2 m. Gabus berada di puncak bukit lagi selepas 1 detik kemudian. Kecepatan rambat serta panjang gelombang yaitu…
A. 4 m/s & 2 m
B. 4 m/s & 4 m
C. 2 m/s & 2 m
D. 2 m/s & 1 m
Jawab:
Diketahui:
λ = 2 m
T = 1 s
Pembahasan:
v = λ / T = 2 m / 1 s = 2 m/s
λ = 2 m
Sehingga dikenali kecepatan rambat (v) = 2 m/s serta panjang gelombang = 2 m.
Jawaban C.
12. Contoh soal 6 (UN 2013 SMA)
Pada gelombang air laut ada dua gabus yg terpisah satu sama lain sejauh 200 cm. Keduanya naik turun dgn frekuensi sebesar 4 Hz. Jika salah satu gabus ada di puncak, maka yg satunya ada di puncak yg lain, sementara diantara kedua gabus tersebut ada satu bukit gelombang. Panjang gelombang serta cepat rambat gelombang tersebut dengan-cara berturut – turut yakni ..…
A. 0,5 m & 2 m/s
B. 2 m & 0,5 m/s
C. 1 m & 4 m/s
D. 4 m & 4 m/s
Jawab:
Diketahui:
2λ = 200 cm = 2 m atau λ = 1 m
f = 4 Hz
Pembahasan:
Sehingga panjang gelombang 1 m serta cepat rambat gelombang v = 1 m . 4 Hz = 4 m/s.
Jawaban: C
13. Tentukanlah frekuensi & pula periode pada suatu gelombang bunyi apabila panjang gelombangnya yaitu 20 meter serta cepat rambat bunyinya yaitu 400 m/s?
Jawab:
Diketahui :
v = 400 m/s
λ = 20 m
Ditanya:
frekuensi & periode…?
Pemabahasan:
Frekuensi :
v = λ x f
f = v / λ
f = 400 m/s / 20 m = 20 Hz
Sehingga frekuensinya ialah 20 Hz.
Periode :
v = λ / T
T = λ / v
T = 20 m / 400 m/s = 1 / 20 sekon
Sehingga periodenya ialah 1 / 20 sekon.
14. Suatu kapal mengukur kedalaman laut dgn menggunakan perangkat suara. Apabila bunyinya ditembakkan ke dasar laut, maka bunyi pantul tersebut akan diterima selepas waktu 20 detik. Maka tentukanlah kedalaman laut tersebut apabila memiliki cepat rambat bunyinya yakni 3000 m/s ?
Jawab:
Diketahui:
t = 20 s
v = 3000 m/s
Ditanya:
s…?
Pembahasan:
s = vt / 2 ( gelombang akan memantul serta kembali lagi ke kapal, jadi harus dibagi dgn angka 2 )
s = 3000 m/s x 20 s / 2 = 30.000 m
15. Perhatikan gambar di bawah ini!
Hitunglah:
A. Jumlah gelombang
B. Panjang gelombang
C. Frekuensi
D. Periode
E. Cepat rambat gelombang
Jawab:
A.Dari gambar di atas terdapat dua bukit & lembah, sehingga diketahui jumlah gelombangnya yakni 2.
B. Panjang gelombang yaitu Panjang total gelombang (m) : jumlah gelombang
Sehingga, panjang gelombang yakni 4 m / 2 = 2 m
C. Jumlah gelombang (n) = 2 ; waktu 2 s
D. Rumus periode = n / t
Sehingga: 2 / 2 = 1 Hz
E. Jumlah gelombang (n) yaitu 2 ; waktu 2 s
Sehingga T = t / n = 2 / 2 = 1 detik/ sekon.
16. Suatu gelombang bergetar sebanyak 100 kali di dlm kurun waktu 20 sekon, panjang gelombang yg terbentuk yaitu 2 m.
Hitunglah frekuensi serta cepat rambat gelombangnya!
Jawab:
Diketahui:
- n = 100 kali
- t = 20 sekon
- λ = 2 m
Ditanyakan:
a. f …..?
b. v …..?
Cara menghitung:
a. Berikut cara untuk mencari frekuensinya:
f = n/t
f = 100/20
f = 5 Hz
Sehingga frekuensinya sebesar 5 Hz.
b. Berikut cara untuk mencari cepat rambat gelombang nya:
v = λ . f
v = 2 . 5
v = 10 m/s
Sehingga nilai cepat rambat gelombang nya adalah 10 m/s.
17. Apabila suatu gelombang bergetar sebanyak 120 kali selama 1 menit & panjang gelombannya ialah 2 meter, maka berapakah nilai cepat rambat gelombangnya?
Jawab:
Diketahui:
n = 120 kali
t = 1 menit = 60 sekon
λ = 2 meter
Cara menjumlah:
f = n/t
f = 120/60
f = 2Hz
v = λ x f
v = 2 x 2
v = 4m/s
18. Apabila suatu tali digetarkan & membentuk gelombang yg panjang, gelombang tali itu yaitu 40 cm & apabila besaran periode gelombangnya adalah 2 sekon. Maka hitunglah nilai cepat rambat gelombang tersebut!
Jawab :
Diketahui:
λ = 40cm
= 0,4 meter
t = 2 sekon
Cara menghitung:
v = λ/t
= 0,4/2
= 0,2 m/s
19. Suatu gabus terapung pada puncak gelombang air bahari dgn jarak dua bukit gelombang terdekatnya yaitu 2 meter. Gabus itu ada di puncak bukit lagi selepas 1 detik kemudian. Hitunglah cepat rambat gelombang & pula panjang gelombang tersebut!
Jawab:
Diketahui:
λ = 2 meter
f = 1 Hz
Cara menjumlah:
v = λ x f
v = 2 x 1
v = 2 m/s
1 panjang gelombang yakni jarak dua bukit berdekatan sehingga panjang gelombangnya yaitu 2 meter.
20. Seorang siswa sedang memperhatikan serta mencatat pergerakan gelombang pada suatu permukaan air. Dalam waktu 20 detik, tercipta 5 gelombang. Apabila jarak antara 2 puncak gelombang yakni 5 m, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!
Jawab:
Diketahui:
t = 20 s
n = 5
λ = 5 m
Ditanyakan:
v = ….?
f = n/t
f = 5/20 = 0,25 Hz
Pembahasan:
Dihitung dgn menggunakan rumus cepat rambat gelombang, maka kesannya yaitu:
v = λ . f
v = 5 m . 0,25 Hz = 1,25 m/s