Contoh Soal Gelombang Stasioner Lengkap dengan Penjelasannya!
- Gelombang stasioner terjadi dalam kehidupan sehari-hari, seperti pada senar gitar dan alat musik lainnya serta di berbagai bidang ilmu seperti telekomunikasi, akustik, dan fisika nuklir.
- Gelombang stasioner adalah gelombang yang tidak bergerak atau diam dengan frekuensi, panjang gelombang, dan amplitudo hampir sama serta berjalan melalui orientasi yang berlawanan, bertabrakan.
- Gelombang stasioner merupakan hasil gabungan dari dua gelombang yang berbeda sehingga tidak memiliki amplitudo yang sama. Terdapat dua jenis gelombang stasioner yaitu ujung tetap dan ujung bebas.
Kamu perlu tahu bahwa dalam kehidupan sehari-hari ada kaitannya dengan gelombang stasioner. Seperti saat kamu sedang santai bermain gitar, nah getaran senar gitar ini menciptakan gelombang stasioner.
Selain gitar, berbagai alat musik lain seperti biola juga dapat menghasilkan gelombang stasioner. Di berbagai bidang seperti telekomunikasi, akustik, dan fisika nuklir juga memiliki gelombang stasioner. Biar kamu makin paham, yuk kita bahas lebih jauh pengertian, rumus, hingga contoh soal gelombang stasioner.
Pengertian gelombang stasioner
Dilansir Byju’s, gelombang stasioner adalah gelombang yang tidak bergerak atau diam dengan frekuensi, panjang gelombang, dan amplitudo yang hampir sama serta berjalan melalui orientasi yang berlawanan, bertabrakan. Saat itu terjadi terdapat titik di mana gelombang akan diam total atau disebut simpul, dan ada gelombang yang bergerak paling maksimal disebut perut.
Saat memetik senar gitar, maka akan muncul gelombang sepanjang lintasan senar gitar. Jika gelombang sudah berada di ujung dawai yang terikat, maka gelombang akan memantul kembali. Lalu, gelombang inilah yang bernama gelombang stasioner atau gelombang berdiri.
Rumus Gelombang Stasioner
Gelombang stasioner sebagai hasil gabungan dari dua gelombang yang berbeda sehingga tidak memiliki amplitudo yang sama. Gelombang stasioner dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang stasioner ujung tetap dan gelombang stasioner ujung bebas. Secara umum, rumus persamaan gelombang stasioner dapat dituliskan sebagai berikut:
y = 2A sin kx cos ωt
y = Ap sin cos ωt
Dengan amplitudo stasionernya
2A sin kx
Keterangan:
Ap adalah Amplitudo Gelombang Stasionern (m)
K adalah Bilangan Gelombang
λ adalah Panjang Gelombang (m)
Contoh Soal Gelombang Stasioner
Berikut Ini adalah beberapa contoh soal gelombang stasioner dan pembahasannya.
SOAL 1
Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang berurutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!
Pembahasan:
Diketahui:
f = 30 Hz ,
½ λ = 50 cm
λ = 100 cm = 1 m
Ditanyakan: v = ..?
Jawab:
v = λ.f = 1.30 = 30 m/s
SOAL 2
Ujung sebuah tali yang panjangnya 1 meter digetarkan sehingga dalam waktu 2 sekon terdapat 2 gelombang. tentukanlah persamaan gelombang tersebut apabila amplitudo getaran ujung tali 20 cm.
Pembahasan:
Diketahui:
l = 4λ →λ = ¼ = 0,25 m
t = 4λ → T = 2/4 = 0,5 s
Ditanyakan:
y = ….?
Jawab:
Y = A sin (ωtkx)
= 0,2 sin [(2π/0,5)t(2π/0,25)x]
= 0,2 sin (4πt8πx)
=0,2 sin 4π (tx)
SOAL 3
Sepotong senar yang panjangnya 5 meter, salah satu ujungnya terikat kuat sedangkan ujung yang lainnya dapat digerakkan secara kontinu dengan amplitudo 10 cm dan frekuensi 4 Hz. Jika cepat rambat gelombang pada senar itu 8 m/s. Carilah amplitudo titik P yang terletak 1,5 meter dari ujung terikat!
Penyelesaian :
Besarnya amplitudo di titik P yang berjarak 1,5 m dari ujung terikat adalah
Ap = 2A sin kx
= 2A sin π 1,5
= 2 x 10 sin 1,5 π
= 20 sin 270 derajat
= 20 (-1)
= -20 cm
Jadi, besarnya amplitudo di titik P yang berjarak 1,5 m dari ujung terikat yaitu = -20 cm.
Berikut pembahasan mengenai contoh soal gelombang stasioner yang akan memudahkan kamu memahami gelombang ini. Semoga bermanfaat
