Bank Soal Fisika SMA Gelombang Berjalan dan Stasioner

Diketahui:

Panjang dawai $l=100$ cm $=1$ m

massa dawai $m=20$ gram $=0,02$ kg

Cepat rambat gelombang $v=5$ m/s

Ditanya:

Tegangan gelombang $F=$?

Dijawab:

Cepat rambat gelombang tali atau dawai ditentukan melalui percobaan Melde yang menggunakan alat sonometer. Skema percobaan Melde adalah sebagai berikut.

Gelombang transversal yang dapat diamati pada percobaan Melde merupakan gelombang stasioner ujung tetap yang dihasilkan oleh tali atau dawai yang digetarkan pada ujung penggetar dan diberi tegangan oleh berat beban. Cepat rambat gelombang yang dihasilkan dipengaruhi oleh tegangan tali atau dawai, massa tali atau dawai, dan panjang tali atau dawai. Sesuai dengan percobaan Melde, diperoleh bahwa cepat rambat gelombang berbanding lurus dengan kuadrat tegangan dan berbanding terbalik dengan kuadrat massa persatuan panjang, sehingga dapat dirumuskan dengan persamaan berkut.

$v=\sqrt{\frac{F}{\mu}}$

Dengan $\mu=\frac{m}{l}$, sehingga

$v=\sqrt{\frac{F\ .\ l}{m}}$

Maka untuk menentukan tegangan gelombang

$v=\sqrt{\frac{F\ .\ l}{m}}$

$v^2=\frac{F\ .\ l}{m}$

$F=\left(v^2\right)\left(\frac{m}{l}\right)$

$F=\left(5\right)^2\left(\frac{0,02}{1}\right)$

$F=\left(25\right)\left(0,02\right)$

$F=0,5$ N

Jadi, tegangan dawai tersebut adalah 0,5 N.