Gelombang dan Optika: latihan soal dan soal ujian

Osilasi dan gelombang: kelajuan gelombang, bunyi dan desibel, efek Doppler, gelombang berdiri pada tali dan dalam pipa, pembiasan dan pemantulan dalam sempurna, lensa dan cermin, interferensi dan difraksi. Sebagian besar soal ujian memerlukan satu hubungan kunci yang dipakai dengan cermat, dengan satuan dan tanda yang benar.

Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.

Paket kilat (PDF)Lembar rumus, langkah-langkah metode, dan soal latihan dengan pembahasan lengkap, siap dicetak.

Topik dalam mata kuliah ini

  1. Pegas & bandulmassa pada pegas · bandul · kelajuan, percepatan, dan energihitungan
  2. Gelombang, bunyi & optikakelajuan gelombang, tingkat bunyi, dan pembiasan · gelombang berdiri, lensa, dan Doppler · interferensi, kisi, cermin, dan serathitungan

Tips ujian untuk Gelombang dan Optika

  • Ukur setiap sudut dari garis normal, jangan pernah dari permukaan.
  • Tulis konvensi tanda di samping setiap soal lensa atau cermin: f < 0 untuk lensa cekung dan cermin cembung, dᵢ < 0 untuk bayangan maya.
  • Ubah nm, mm, dan cm ke meter sebelum memakai rumus interferensi.

Contoh dengan pembahasan

Pegas & bandulMudah
3,2 kgk = 210 N/m

Sebuah massa 3,2 kg pada pegas dengan kekakuan 210 N/m berosilasi di permukaan licin. Cari periodenya T.

m = 3,2 kgk = 210 N/m

Tentukan T (s)

Tampilkan petunjuk
  1. Periode sistem massa–pegas tidak bergantung pada amplitudo.
  2. T = 2π·√(m/k).
  3. √(m/k) = 0,1234 s.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Gerak harmonik sederhana: massa m pada pegas dengan kekakuan k berosilasi dengan frekuensi sudut ω = √(k/m) dan periode T = 2π/ω = 2π·√(m/k). Bandul sederhana dengan panjang L memiliki T = 2π·√(L/g). Dengan amplitudo A, kelajuan terbesar adalah A·ω, percepatan terbesar A·ω², dan energinya ½·k·A².

Periode

T = 2π·√(3,2/210) = 0,7756 s

Jawaban

T = 0,7756 s
Gelombang, bunyi & optikaSedang
L = ?n = 3

Pipa terbuka di kedua ujungnya harus memiliki harmonik ke-3 pada 686 Hz. Kelajuan bunyi adalah 343 m/s. Carilah panjang pipa L.

v = 343 m/sn = 3f3 = 686 Hz

Tentukan L (m)

Tampilkan petunjuk
  1. f = n·v/(2L).
  2. Selesaikan untuk L.
  3. λ = v/f = 0,5 m.
Tampilkan jawaban dan penyelesaian langkah demi langkah

Gelombang berdiri dan efek Doppler: tali yang terikat di kedua ujungnya, atau pipa terbuka di kedua ujungnya, memuat setengah panjang gelombang bulat: L = nλ/2, fn = n·v/(2L), n = 1, 2, 3, … Pipa tertutup di satu ujung memiliki simpul di ujung tertutup dan perut di ujung terbuka: L = nλ/4 dengan n ganjil saja, fn = n·v/(4L). Ketika sumber atau pengamat bergerak sepanjang garis di antara keduanya, f′ = f·(v ± vo)/(v ∓ vs): pakai tanda atas untuk gerak saling mendekat. Dua gelombang dengan frekuensi hampir sama berpelayangan pada |f₁ − f₂|.

Panjang gelombang

λ = v/f = 343/686 = 0,5 m

Panjang

L = nλ/2 = 3·0,5/2 = 0,75 m

Jawaban

L = 0,75 m

Cara kerja latihan

  • “Latih mata kuliah ini” mencampur soal dari semua topiknya, seperti ujian sungguhan.
  • Setiap soal memakai nilai baru, sehingga Anda mempelajari metodenya, bukan menghafal jawabannya.
  • Buntu? Buka petunjuk kecil terlebih dahulu, dan penjelasan lengkap hanya jika Anda membutuhkannya.
  • Ujian simulasi memiliki batas waktu dan tanpa petunjuk, dan di akhir Anda mendapat skor serta tinjauan lengkap.

Kalkulator untuk mata kuliah ini

Kalkulator periode bandul dan pegasKalkulator konstanta pegas (hukum Hooke)

Mata kuliah terkait

Fisika 1: MekanikaSoal latihan AP Physics 1DinamikaFisika Dasar untuk TeknikFisika 2: Listrik dan Magnet
Latih mata kuliah ini secara gratisLatih mata kuliah iniIkuti ujian simulasi5 soal gratis setiap hari. Tanpa kartu kredit.