LEMBAR KERJA SISWA NOMOR 01
Materi/waktu : gelombang/80 menit
I. FENOMENA/MASALAH
Dalam sehari-hari,
Anda sering mendengar istilah gelombang, apakah materi-materi dalam medium ikut
merambat bersama gelombang? Bagaimanakah arah rambat gelombang terhadap arah
getarnya? Misalnya, di pantai Anda bisa melihat ombak. Ombak tersebut terlihat
bergelombang dari tengah menuju pantai.
Apakah di pantai
sering banjir karena gelombang air laut terlihat mengalir ke arah pantai?
Apakah air tersebut berpindah bersama “gelombang air”? Untuk
menunjukkan arah rambatan gelombang dan apakah materi dalam medium ikut
merambat bersama gelombang, marilah kita ikuti percobaannya pada slinki.
II. Tujuan
1) Mengamati
gelombang transversal dengan menggunakan slinki
2)
Menunjukkan materi-materi dalam medium apakah ikut merambat bersama gelombang?
III. Alat dan bahan
Slinki (alat penunjuk gelombang yang
terbuat dari pegas spiral).
Slinki yang digerakkan ke samping atau
tegak lurus dengan arah panjangnya.
IV. Langkah
Percobaan
(1) Siapkan alat dan bahan.
(2) Letakkan slinki di atas lantai
dan mintalah temanmu untuk memegang salah satu ujung slinki.
(3) Berilah getaran pada slinki
beberapa kali ke arah samping.
(4) Amati arah rambat
gelombangnya.
V. Pertanyaan
1. Ke arah manakah Anda memberikan
getaran pada slinki?
2. Ke manakah arah rambat gelombang?
3. Apakah arah getar dengan arah rambat
gelombang tegak lurus?
VI. Tugas mandiri
Siapkan seutas
sepanjang kira-kira 3m. Ikat kuat salah satu ujung tali pada gagang pintu
rumah. Dengan menggunakan lem yang kuat, tempelkan dua sobekan kertas
pada tali dengan jarak sekitar 1 m. Sekarang getarkan harmonik ujung tali yang
satu lagi naik turun terus-menerus sehingga getaran berupa bukit lembah
merambat melalui tali. Perhatikan posisi sobekan kertas yang menempel pada
tali. Apakah sobekan ikut merambat ke kanan bersama dengan gelombang? Jika
posisi sobekan kertas pada tali menyatakan posisi medium tertentu, nyatakanlah
kesimpulan Anda. Apakah materi-materi dalam medium ikut merambat bersama
gelombang? Kembangkan penalaran Anda untuk kasus gelombang air laut
seperti dikemukakan pada bagian fenomena di atas.
LEMBAR KERJA SISWA NOMOR 02
Materi/waktu : gelombang/80 menit
I. FENOMENA/MASALAH
Dalam sehari-hari,
Anda sering mendengar istilah gelombang, bagaimanakah arah rambat gelombang
terhadap arah getarnya? Pada kegiatan nomor 02, telah ditunjukkan percobaan
tentang gelombang transversal. Gelombang transversal merupakan gelombang yang
arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatan. Bagaimanakah arah getar pada
gelombang longitudinal?
Pada percobaan ini akan dtunjukkan arah
rambatan gelombang longitudinal pada slinki.
II. Tujuan
Mengamati gelombang longitudinal dengan
menggunakan slinki
III. Alat dan
bahan
Slinki (alat penunjuk gelombang yang
terbuat dari pegas spiral).
Slinki digerakkan searah dengan
panjangnya
IV. Cara kerja
1. Sediakan slinki yang sama
dengan percobaan sebelumnya.
2. Letakkan slinki di atas lantai
yang licin dan minta temanmu memegang salah satu ujungnya.
3. Getarkan slinki searah panjang
slinki dengan cara memberikan dorongan pada slinki.
4. Amati gelombang yang terjadi
pada slinki.
V. Pertanyaan
1. Pada saat Anda mendorong slinki
searah panjangnya, ke arah manakah getaran slinki?
2. Ke manakah arah rambat
gelombangnya? Apakah arah rambat gelombang tersebut searah dengan arah
getarnya? Mengapa?
LEMBAR KERJA SISWA NOMOR 03
Materi/waktu : gelombang/80 menit
I. FENOMENA/MASALAH
Dalam sehari-hari,
Anda sering mendengar istilah gelombang datang dan gelombang pantul,
bagaimanakah kalau gelombang datang dan pantul dengan amplitudo dan frekuensi
yang sama saling bertemu pada suatu tempat? Pada percobaan ini akan dtunjukkan
bentuk perpaduan gelombang datang dan pantul (gelombang stationer).
II. Tujuan
Mengamati gelombang stationer (gelombang
berdiri) pada seutas tali
III. Alat dan
bahan
1) Seutas
kawat dan beban yang dapat diubah-ubah massanya
2) Sebuah
alat penggetar (vibrator) atau generator sinyal sebagai sumber getar
3) Sebuah
bangku yang dilengkapi dengan sebuah katrol.
IV. Langkah Percobaan
1)
Siapkan seutas kawat yang panjangnya sekitar 2m. Ikatlah salah satu ujungnya
pada tiang. Tariklah salah satu ujungnya pada tiang. Tariklah kawat tersebut
sampai melewati katrol dan menjuntai ke bawah. Ikatlah sebuah massa panggantung
pada ujung kawat yang menjuntai ke bawah (Perhatikan Gambar).
2)
Hubungkan penggetar ke generator sinyal.
3)
Mulailah dengan frekuensi getaran 1 Hz, dan secara perlahan naikkan
frekuensinya. Mula-mula penggetar menghasilkan getaran paksa dalam kawat,
dengan amplitudo yang kecil.
4)
Matikan penggetar, dan petiklah kawat di tengah-tengahnya sehingga kawat
bergetar pada frekuensi alami (f1). Frekuensi ini kira-kira lebih besar dari 1
Hz atau 2 Hz.
5)
Nyalakan kembali penggetar, dan secara perlahan-perlahan naikkan frekuensinya
sampai mencapai amplitudo sangat besar, dan terjadi resonansi. Pada frekuensi
f1 ini kita dapat melihat gelombang stationer pada kawat.
6)
Secara perlahan, teruskan menaikkan frekuensi penggetar. Kawat kembali bergetar
dengan getaran paksa yang amplitudonya kecil, makin lama makin besar, sampai
mencapai suatu nilai frekuensi baru f2 menghasilkan getaran dengan amplitudo
besar (terjadi resonansi). Pada frekuensi f2 ini, kita juga dapat melihat
gelombang stationer pada kawat. Demikian seterusnya, sehingga didapatkan
frekuensi f3, dan f4 yang menghasilkan gelombang stationer.
V. Pertanyaan:
1) Pada gelombang stationer terdapat
titik-titik dengan amplitudo maksimum disebut ....
2) Pada gelombang stationer terdapat
titik-titik dengan amplitudo minimum disebut ......
3) Apa yang dapat Anda simpulkan dari
percobaan ini?
4) Jika tali
digerakkan dengan frekuensi 8 Hz dan kecepatan perambatan gelombang pada tali
2m/s, tentukan tempat terbentuknya simpul dan perut dari ujung pemantulan.
5) Seutas dawai
panjangnya 2 meter dan massanya 20 gram. Perambatan gelombang transversal yang
dihasilkannya memiliki kecepatan 50 m/s. Hitung tegangan dawai.
1. Jarak
dua rapatan yang berdekatan pada gelombang longitudinal sebesar 40m. Jika
periodenya 2 sekon, tentukan cepat rambat gelombang itu.
2. Sebuah
gelombang transversal frekuensinya 400 Hz. Berapa jumlah gelombang selama 2
sekon.
3. Pada
permukaan air yang dijatuhkan batu, akan terbentuk riak gelombang. Tentukan
jenis gelombang yang terbentuk tersebut!
4. Pada
saat kita menjatuhkan batu ke kolam yang tenang, kita akan melihat riak
merambat ke pinggir kolam lalu kembali lagi. Peristiwa atau gejala gelombang
apakah yang ditunjukkan pada proses ini?
5. Sebuah
gelombang transversal memiliki periode 4 detik. Jika jarak antara dua buah
titik yang berurutan dan sama fasenya adalah 8 cm, berapakah cepat rambat
gelombang itu.
6. Kawat
untuk saluran transmisi listrik yang massanya 40 kg, diikat antara dua menara
tegangan tinggi yang jaraknya 200m. Salah satu ujung kawat dipukul oleh teknisi
yang berada di salah satu menara sehingga timbul gelombang yang merambat ke
menara lain. Jika gelombang pantul terdeteksi setelah 10 sekon, berapakah
tegangan kawat tersebut?
7. Carilah
beberapa contoh penerapan konsep gelombang dalam kehidupan sehari-hari.
8. Ujung seutas tali digetarkan harmonik
dengan periode 0,5 s dan amplitudo 6 cm. Getaran ini merambat ke kanan
sepanjang tali dengan cepat rambat 200 cm/s. Tentukan:
a. Persamaan umum gelombang
b. Simpangan, kecepatan, dan percepatan partikel di P yang
berada 27,5 cm dari ujung tali yang digetarkan pada saat ujung getar
telah bergetar 0,2 s
c. Sudut fase dan fase partikel di P saat ujung getar telah
bergetar 0,2 s
d. Beda fase antra dua partikel sepanjang tali yang berjarak 25
cm
|
9. Grafik simpangan waktu dan grafik
simpangan-posisi ditunjukan pada gambar di bawah ini. 
10. Sebuah gabus mengapung dalam sebuah tangki riak.
Ketika pembangkit gelombang dikerjakan pada 10 Hz, gabus bergerak naik turun
sementara gelombang naik merambat melalui air. Jarak antara titik tertinggi dan
titik terendah gerakan gabus adalah 5 mm. jarak antara puncak dan dasar
gelombang berdekatan diperoleh 1,5 m.
a. berapakah amplitudo gelombang ketika melalui gabus?
b. berapakah waktu yang diperlukan gabus untuk melakukan satu
getaran lengkap?
c. berapakah cepat rambat gelombang air melalui
tangki?
11. Dua
balok kayu terapung pada permukaan laut dan berjarak 100 cm satu sama lain.
Keduanya turun bersama permukaan air dengan frekuensi 4 getaran per sekon. Bila
salah satu blok berada dipuncak gelombang , maka balok yang lain berada di
dasar gelombang, dan antara balok terdapat dua bukit gelombang. Berapakah cepat
rambat gelombang pada permukaan air?
12. Sebuah
slinki mendatar digetarkan sedemikian sehingga jarak antara pusat rapatan dan
pusat regangan yang berdekatan adalah 40 cm. Jika dalam 0,2 sekon terjadi 10
gelombang, berapakah cepat rambat gelombang pada slinki?
13. Suatu
gelombang merambat sepanjang sumbu X dengan amplitudo 2 cm, cepat rambat 50
cm/s dan frekuensi 20 Hz. Dua buah titik pada sumbu X berjarak 4 cm, berapa
beda sudut fasenya ?
14. Dua
sumber bunyi A dan B berjarak 7 m. Kedua sumber bunyi sefase dengan
frekuensi sama yaitu 179 Hz. Kecepatan bunyi di udara 346 m/s.
Titik C terletak pada garis hubung A dan B, pada jarak 4 m dari A. Tentukan
beda fase dua gelombang tersebut !
15. Dua
gabus terapung di atas permukaan air terpisah pada jarak 42 m. Pada saat
gelombang permukaan air datang dengan amplitudo 0,6 m dan frekuensi 5 Hz, gabus P ada di puncak bukit gelombang
sedangkan gabus Q ada didasar lembah gelombang.
Keduanya terpisah oleh tiga bukit gelombang. Jika gelombang datingdari gabus P dan waktu untuk gabus P adalah t,
tentukan persamaan getaran:
16. Sebuah gelombang transversal sinus dengan
amplitudo 10 cm dan panjang gelombang 200 cm berjalan dari kiri ke kanan
sepanjang kawat horizontal yang terentang dengan cepat rambat 100 cm/s. ambil
titik pada ujung kiri kawat sebagai titik awal. Pada saat t = 0, titik awal sedang bergerak
kebawah.
a. berapakah frekuensi gelombang?
b. berapakah frekuensi sudut?
c. berapakah bilangan gelombang?
d. bagaimanakah bentuk persamaan gelombang?
e. bagaimanakah persamaan simpangan partikel di titik asal?
f. bagaimanakah persamaan simpangan suatu partikel yang berjarak
150 cm dikanan titik awal?
g.
berapakah kecepatan transversal maksimum setiap partikel dalam kawat?
17. Sebuah gelombang berjalan memiliki
persamaan y = 0,02sinπ (50t + x)m.
Dari persamaan gelombang tersebut, tentukan:
a. arah perambatan gelombang
b. frekuensi gelombang
c. panjang gelombang
d. cepat rambat gelombang
e. beda fase antara dua titik yang berjarak 25 m dan 50 m.
18. Gelombang
merambat dari titik A ke titik B dengan amplitudo 10−2 m dan periode 0,2s. jarak AB = 0,3 m. Jika cepat rambat
gelombang adalah 2,5 m/s, maka pada suatu saat tertentu, tentukan beda fase
antara A dan B.
Nyatakan jawaban Anda dalam radian.
19. Suatu
gelombang berjalan melalui titik A dan B yang berjarak 8 cm dalam arah
dari A ke B.
pada saat t = 0 simpangan gelombang di A adalah nol. Jika panjang
gelombangnya 12 cm dan amplitudonya 4 cm, tentukan simpangan titik B (nyatakan dalam cm) pada saat
fase titik A adalah 3/2 π .
20. Jarak
antara dua perut yang berdekatan pada sebuah gelombang stasioner adalah 20m.
Tentukan cepat rambat gelombang jika frekuensinya 800 Hz.
21. Dalam suatu percobaan dengan slinki,
diperoleh 2 rapatan dan 2 renggangan dalam waktu 5 sekon. Jika panjang 1
renggangan dan 1 rapatan 10 cm, tentukan :
a. Periode gelombang
b. Panjang gelombang
c. Cepat rambat gelombang
d. Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh panjang slinki 25 cm
22. Dua
gelombang sinus berjalan dalam arah yang berlawanan. Keduanya berinterferensi
menghasilkan suatu gelombang stasioner yang dinyatakan dengan persamaan y=2,5sin
(0,6x) cos300t , dengan x dalam meter dan t dalam sekon. Tentukan
amplitudo, panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat gelombang sinus
tersebut.
23. Suatu
gelombang stasioner dibentuk oleh interferensi dua buah gelombang,
masing-masing beramplitudo π cm, k = π/2 cm−1 dan ω =10π rad/s . Hitunglah jarak
antara dua perut yang berurutan.
24. Dalam suatu percobaan dengan slinki,
diperoleh 2 rapatan dan 2 renggangan dalam waktu 5 sekon. Jika panjang 1
renggangan dan 1 rapatan 10 cm, tentukan :
a. Periode gelombang
b. Panjang gelombang
c. Cepat rambat gelombang
d. Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh panjang slinki 25 cm
25. Suatu gelombang sinusoidal dengan frekuensi
500 Hz memiliki cepat rambat 350 m/s.
a. Berapa jarak pisah antara dua titik yang berbeda fase π/3
rad?
b. Berapa beda fase pada suatu partikel yang berbeda waktu 1 ms?
26. Seutas
kawat yang panjangnya 100 cm direntangkan horizontal. Salah satu ujungnya
digetarkan harmonik naik-turun dengan frekuensi 1/8 Hz dan amplitudo 16 cm,
sedangkan ujung lain terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke kanan
sepanjang kawat dengan cepat rambat 4,5 cm/s. Tentukan letak simpul ke-4 dan
perut ke-3 dari titik asal getaran!
27. Salah
satu ujung dari seutas tali yang panjangnya 115 cm digetarkan harmonik
naik-turun, sedang ujung lainnya bebas bergerak.
a.
Berapa panjang gelombang yang merambat pada tali jika perut ke-3 berjarak 15 cm
dari titik asal getaran?
b.
Dimana letak simpul ke-2 diukur dari titik asal getaran?
28. Sebuah
gelombang menjalar pada air. Dalam waktu 25 gelombang dapat menempuh jarak 10
m. Pada jarak tersebut terdapat 4 gelombang. Tentukan ferkuensi, periode,
panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang!
29. Pada
percobaan Melde digunakan seutas benang yang panjangnya 2 m dan massanya 10
gram. Jika beban yang digunakan pada percobaan itu 200 gram (g = 10 ms-2),
hitunglah kecepatan gelombang transversal pada benang!
30. Seutas
tali panjang 40 m digetarkan transversal. Laju rambat gelombang transversal
pada tali tersebut 50 m/s. Jika gaya tegangan pada tali tersebut 2,5 N, maka
tentukan massa tali per satuan panjang !
31. Pada percobaan Melde digunakan garpu tala
sebagai sumber getar. Frekwensi yang ditimbulkannya adalah 365 Hz. tali yang
dihubungkan dengannya direntangkan dengan beban 96 gram. Apabila jarak antara
dua simpul yang berturutan = 4 cm, maka tentukanlah:
a. Cepat rambat gelombang pada tali.
b. Berapa tegangan yang harus diberikan agar jarak antara dua
simpul yang berturutan menjadi 5cm.
c. Berat dari 1 cm tali tersebut, apabila g =980 cm/det2
32.
Seutas tali panjangnya 5 m dengan ujung ikatannya dapat bergerak dan
ujung lainnya digetarkan dengan frekuensi 8 Hz sehingga gelombang merambat
dengan kelajuan 3 ms-1. Jika diketahui amplitude gelombang 10 cm,
tentukanlah: Persamaan simpangan superposisi gelombang di titik P yang berjarak
1 meter dari ujung pemantulan. Amplitude superposisi gelombang di titik P; dan
Letak perut gelombang diukur dari ujung pemantulan.
33. Gelombang
dirambatkan dengan frekuensi 5Hz. Gelombang tersebut menempuh jarak 15 m dalam
waktu 5 s. Tentukan :
a. periode gelombang,
b. panjang gelombang,
c. cepat rambat gelombang.
34. Suatu
gelombang merambat sepanjang sumbu X dengan amplitudo 2 cm, cepat rambat 50
cm/s dan frekuensi 20 Hz. Dua buah titik pada sumbu X berjarak 4 cm, berapa
beda sudut fasenya?
35. Seutas tali
yang panjangnya 4m dengan satu ujung terikat, digetarkan sehingga pada tali
merambat gelombang sinus dengan amplitudo 5 cm, periode 0,2s, dan panjang
gelombang 25 cm. Jika x adalah jarak sebuah titik dari ujung pantulan,
tentukanlah:
a. persamaan simpangan gelombang datang pada x=1/3 m;
b. amplitudo superposisi gelombang pada x=1/3 m
c. letak perut gelombang dari ujung pemantulan
TERIMAKASIH... SANGAT MEMBANTU
BalasHapus