E-LKS GELOMBANG MEKANIK DAN GELOMBANG STASIONER

Gelombang Mekanik dan
Gelombang Stasioner

XI

UNTUK SMA/MA/SEDERAJAT

RADEN DITA NUR AFIFAH



Gelombang Mekanik dan
Gelombang Stasioner

XI

UNTUK SMA/MA/SEDERAJAT

RADEN DITA NUR AFIFAH

Lembar Kerja Siswa pada Materi Gelombang Mekanik dan Gelombang
Stasioner untuk Siswa SMA Kelas XI Semester 2

Jumlah halaman : 84 Halaman
Penulis : Raden Dita Nur Afifah
Pembimbing Materi : Dandan Luhur Saraswati, M.Pd.Si
Pembimbing Teknik : Dr. Neng Nenden Mulyaningsih, M.Si
Validator Ahli Desain : 1. Agung Zainal Muttakin Raden, M.Ds
2. Ashari Amri, M.Ds
Validator Ahli Materi 3. Dra. Rina Wahyu Winarni, M.Si
: 1. Nurul Laelli, M.Si
Validator Ahli Kebahasaan 2. Iman Noor, M.Si
3. Popi Purwanti, M.Pd
4. Delia Achadina Putri, S.Pd
5. Cempaka Pancali, M.Pd
: 1. Yulian Dinihari, M.Pd
2. Nur Indah Sari, M.Pd
3. Jatut Yoga Prameswari, M.Pd

Undang-Undang RI Nomor 28 Tahun 2014 tentang Hak Cipta
1. Setiap orang yang dengan tanpa hak melakukan pelanggaran hak ekonomi

sebagaimana dimaksud dalam Pasal 9 ayat (1) huruf I untuk penggunaan
secara komersial dipidana dengan pidana penjara paling lama 1 (satu) tahun
dan/atau pidana denda paling banyak Rp100.000.000 (seratus juta rupiah).
2. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau
pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta
sebagaimana dimaksud dalam pasal 9 ayat (1) huruf c, huruf d, huruf f,
dan/atau huruf h untuk Penggunaan Secara Komersial dipidana dengan
penjara paling lama 3 (tiga) tahun dan/atau pidana denda paling banyak
Rp500.000.000,00 (lima ratus juta rupah).
3. Setiap orang yang dengan tanpa hak dan/atau tanpa izin Pencipta atau
Pemegang Hak Cipta melakukan pelanggaran hak ekonomi Pencipta
sebagaimana dimaksud dalam pasal 9 ayat (1) huruf a, huruf b, huruf e,
dan/atau huruf g untuk Pengguna Secara Komersial dipidana dengan pidana
penjara paling lama 4 (empat) tahun dan/atau pidana denda paling banyak
Rp1.000.000.000,00 (satu miliar rupiah).
4. Setiap orang yang memenuhi unsur sebagaimana diamksud pada ayat (3)
yang dilakukan dalam bentuk pembajakan, dipidana dengan pidana penjara
paling lama 10 (sepuluh) tahun dan/atau pidana denda paling banyak
Rp4.000.000.000,00 (empat miliar rupiah).

i

KATA PENGANTAR

Alhamdulillahirobbil’alamin, puji syukur atas kehadirat Allah SWT karena
atas rahmat dan karunia-Nya sehingga Elektronik Lembar Kerja Siswa (E-LKS)
Gelombang Bunyi dan Gelombang Cahaya dapat diselesaikan dengan baik. Saya
ucapkan banyak terima kasih kepada Ibu Dandan Luhur Saraswati, M.Pd.Si selaku
dosen pembimbing materi dan terima kasih kepada Ibu Dr. Neng Nenden
Mulyaningsih, M.Si selaku dosen pembimbing teknik yang telah membimbing saya
untuk menyelesaikan E-LKS Gelombang Mekanik dan Gelombang Stasioner
sebagai produk dari tugas akhir skripsi.

Tujuan pembuatan E-LKS Gelombang Mekanik dan gelombang Stasioner
ini ialah untuk membantu guru dalam menyiapkan pembelajaran terkait materi
Gelombang Mekanik dan Gelombang Stasioner. E-LKS berisi materi, contoh soal,
soal pilihan ganda, soal isian singkat, soal essay, soal mencocokan, soal cari kata
dan soal teka-teki silang (tts). Dengan menggunakan E-LKS ini dapat
meningkatkan kemampuan penguasaan pengetahuan konseptual dan meningkatkan
sikap literasi lingkungan siswa kelas XI Semester II pada lembaga pendidikan atau
sekolah yang menerapkan kurikulum 2013 revisi tahun 2018. E-LKS Gelombang
Mekanik dan Gelombang Stasioner dikemas dalam bentuk elektronik berupa
aplikasi android yang dapat mengatasi keterbatasan media pembelajaran
menggunakan Lembar Kerja Siswa dalam bentuk elektronik untuk mengatasi
kesulitan belajar pada peserta didik. Adapun kelebihan dari E-LKS ini yaitu terdiri
dari soal-soal Higher Order Thinking Skill (HOTS), video pembahasan latihan soal
dan praktikum.

Penulis menyadari bahwa dalam E-LKS Gelombang Mekanik dan
Gelombang Stasioner ini terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu kritik dan
saran yang membangun dari pembaca dapat menjadi perbaikan. Semoga E-LKS
ini bermanfaat untuk seluruh pihak, serta dapat menambah wawasan dan
keterampilan bagi peserta didik khususnya kelas XI.

Bogor, April 2021
Penulis

ii

DAFTAR ISI

HALAMAN PRANCIS ........................................................................................... i
KATA PENGANTAR ............................................................................................ ii
DAFTAR ISI.......................................................................................................... iii
PENDAHULUAN ................................................................................................. iv
GELOMBANG MEKANIK ................................................................................... 1

A. Besaran Fisis pada Gelombang Mekanik ..................................................... 1
B. Jenis-Jenis Gelombang Mekanik.................................................................. 9
C. Sifat-Sifat Gelombang Mekanik ................................................................ 18
GELOMBANG STASIONER .............................................................................. 27
A. Pengertian Gelombang Stasioner ............................................................... 27
B. Gelombang Stasioner Pada Ujung Tetap ................................................... 34
C. Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas................................................... 43
D. Hukum Melde ............................................................................................ 53
Uji Kompetensi ..................................................................................................... 62
Daftar Pustaka ....................................................................................................... 81
Kamus Ilmiah ........................................................................................................ 83
Biografi Penulis..................................................................................................... 84

iii

PENDAHULUAN
Elektronik Lembar Kerja Siswa (E-LKS) adalah lembaran-lembaran berisi
materi, ringkasan, dan tugas yang harus dikerjakan oleh peserta didik dalam bentuk
elektronik. E-LKS ini berisi materi gelombang mekanik dan gelombang stasioner.
Pada materi gelombang mekanik terdiri dari subbab besaran fisis pada gelombang
mekanik, jenis-jenis gelombang mekanik dan sifat-sifat gelombang mekanik.
Sedangkan pada materi gelombang stasioner terdiri dari subbab pengertian
gelombang stasioner, gelombang stasioner pada ujung tetap, gelombang stasioner
pada ujung bebas, dan Hukum Melde.
Di dalam E-LKS pada materi gelombang mekanik dan gelombang stasioner
terdapat gambar yang dimana gambar tersebut akan lebih mudah untuk memahami
materi gelombang mekanik dan gelombang stasioner, karena dengan menggunakan
gambar peserta didik dapat membayangkan apa yang sedang diajarkan sehingga
terciptalah suatu pemahaman yang lebih mudah. Selain gambar, E-LKS ini pun
dilengkapi dengan latihan soal dan pembahasannya yang dikemas dalam bentuk
video pembelajaran. Pada E-LKS ini terdapat evaluasi yang dapat mengulas
kembali apa yang sudah dijelaskan dalam E-LKS. Jadi, peserta didik dapat
mengerjakan soal-soal yang berhubungan dengan materi tersebut. Soal-soal
tersebut seperti soal pilihan ganda, soal isian singkat, soal essay, soal mencocokan,
soal cari kata, dan soal teka-teki silang (TTS).

iv

GELOMBANG MEKANIK
A. Besaran Fisis pada Gelombang Mekanik

Gelombang adalah getaran yang merambat dari satu tempat ke tempat
lain melalui medium maupun tanpa medium. Berdasarkan sumbernya,
gelombang dapat dibagi menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan
gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik yaitu gelombang yang
bersumber dari getaran mekanik, sehingga membutuhkan media dalam
merambat. Salah satu contoh gelombang mekanik adalah suara. Suara
merupakan gelombang yang merambat melalui perubahan tekanan udara dalam
ruang, karena tanpa udara suara tidak dapat merambat.

Persamaan yang digunakan dalam gelombang mekanik adalah sebagai
berikut :


=


=

dan
1

=
1

=

Keterangan :
T = periode (s)
t = waktu (s)
f = frekuensi (Hz)
n = banyaknya gelombang

1

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang
dalam waktu satu detik. Untuk menentukan cepat rambat gelombang
digunakan persamaan :


=
Keterangan :
v = cepat rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)
T = periode (s)

Gambar 1.1 Gelombang Stasioner Ujung Tetap (Sumber: rumuspintar)

2

Contoh Soal
Terdapat sebuah gelombang yang merambat pada seutas tali yang panjangnya
2 meter. Pada sepanjang tali terbentuk 4 buah gelombang. Jika tali digetarkan
dengan periode 0,5 sekon, tentukanlah:

a. Panjang gelombang pada tali
b. Frekuensi getaran gelombang
c. Kecepatan perambatan gelombang

Pembahasan :

a. λ = = 2m = 0,5 meter

4

b. f = 1 = 1 = 2 Hz

0,5s

c. v = f . λ = (2 Hz)(0,5 m) = 1 m/s

3

Latihan Soal Besaran Fisis Gelombang Mekanik

I. Pilihlah jawaban yang paling tepat
1. Gelombang air laut bergerak mendekati pantai dengan cepat rambat
10 m/s, jika jarak antara perut dan simpul yang berdekatan adalah 8
m maka besarnya periode gelombang adalah …
a. 0,8 s
b. 1,25 s
c. 2,5 s
d. 0,125 s
e. 1,75 s
2. Disuatu daerah sedang terjadi gempa, Dina merasakan gempa
tersebut yang frekuensinya 20 Hz. Sumber getaran tersebut dari
pantai yang berjarak 60 km dalam waktu 30 s, Panjang gelombang
gempa tersebut adalah …
a. 100 m
b. 200 m
c. 500 m
d. 1000 m
e. 1500 m
3. Gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang
frekuensinya 45 Hz dan berjarak 60 cm antara puncak dan lembah.
Cepat rambat gelombang tersebut adalah …
a. 15 m/s
b. 25 m/s
c. 35 m/s
d. 40 m/s
e. 45 m/s

4

4. Gelombang air pada laut di daerah Banten merambat dengan
kecepatan 420 m/s. Jika frekuensi gelombang tersebut adalah 60 Hz,
panjang gelombangnya adalah …
a. 3 meter
b. 5 meter
c. 7 meter
d. 9 meter
e. 12 meter

5. Dino mendatangi pantai di daerah Sukabumi bersama keluarganya.
Di pantai tersebut terdapat gelombang yang memiliki periode 0,05 s
dan panjang gelombang sebesar 30 m. Cepat rambat gelombang
tersebut adalah …
a. 250 m/s
b. 400 m/s
c. 600 m/s
d. 530 m/s
e. 700 m/s

II. Isilah soal-soal berikut dengan tepat
1. Salah satu contoh gelombang mekanik adalah …
2. Panjang gelombang adalah …
3. Suara tanpa udara tidak akan mengalami ...
4. Gelombang dapat terjadi karena adanya ...
5. Gelombang mekanik tidak memerlukan …

5

III. Kerjakan soal-soal berikut dengan tepat
1. Apakah yang dimaksud dengan gelombang?

2. Sebutkan medium yang menyebabkan gelombang dapat merambat!

3. Bagaimana proses munculnya suatu gelombang pada bunyi?
Jelaskan!

4. Suatu gelombang memiliki frekuensi 10 Hz dan cepat rambat 5 m/s.
Berapakah jarak yang di tempuh gelombang dalam waktu 4 sekon?

6

5. Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran
yang frekuensinya 40 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah
gelombang yang berturutan adalah 65 cm, hitunglah cepat rambat
gelombang tersebut!

IV. Cocokkanlah soal-soal berikut dengan jawaban yang tepat

Soal Pilihan Jawaban
a. suara
1. Periode merupakan waktu b. cepat rambat
c. getaran
yang diperlukan untuk d. periode
melakukan satu kali… e. getaran mekanik

2. Gelombang mekanik yaitu

gelombang yang bersumber
dari…

3. Salah satu contoh gelombang
mekanik…

4. Jarak yang ditempuh oleh

gelombang dalam waktu satu
detik disebut…

5. Panjang gelombang

didefinisikan sebagai jarak

yang ditempuh benda selama
satu…

7

V. Carilah 5 kata mengenai Gelombang Mekanik
1. SUARA
2. PERIODE
3. WAKTU
4. FREKUENSI
5. MEDIUM

8

B. Jenis-Jenis Gelombang Mekanik
1. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah sebuah gelombang yang arah
getarnya tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang. Contohnya
gelombang air, tali dan cahaya. Pada gelombang transversal, satu
panjang gelombang adalah jarak yang sama dengan satu bukit
gelombang ditambah satu lembah gelombang.
Gelombang yang merambat diatas permukaan air menyebabkan
air bergerak naik dan turun pada saat gelombang merambat, tetapi
partikel air pada umumnya tidak bergerak maju bersama dengan
gelombang. Hal ini terjadi karena gangguannya tegak lurus terhadap
arah rambat.

Gambar 1.2 Bentuk Gelombang Transversal Pada Tali (Sumber: amongguru)

9

2. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambat

dan arah getarnya sejajar. Contohnya gelombang pegas dan bunyi.
Gelombang longitudinal berupa rapatan dan renggangan. Rapatan
adalah daerah sepanjang gelombang longitudinal yang memiliki tekanan
dan kerapatan molekul-molekulnya lebih tinggi dibandingkan saat tidak
ada gelombang yang melewati daerah tersebut. Sedangkan renggangan
adalah daerah dengan tekanan dan kerapatan molekul-molekulnya lebih
rendah dibandingkan saat tidak ada gelombang yang melewatinya. Jarak
yang sama dengan satu rapatan ditambah satu renggangan disebut satu
panjang gelombang.

Gambar 1.3 Slinki (Sumber: amongguru)

10

Contoh Soal
Pada slinki merambat gelombang longitudinal yang memiliki jarak antara
dua rapatan yang berurutan adalah 40 cm dan kecepatan perambatan
gelombang 2 m/s, maka periode getaran gelombang adalah?
Pembahasan :
Diketahui:
= 40 cm = 0,4 m
= 2 m/s
Ditanya: T…?
Jawab:

0,4
T = = 2 / = 0,2

Jika ingin melihat penjelasan contoh
soal lebih jelas, silahkan scan QR Code

berikut!

11

Latihan Soal Jenis-jenis Gelombang Mekanik

I. Pilihlah jawaban yang paling tepat
1. Pegas digetarkan oleh Doni sehingga menghasilkan gelombang
longitudinal dengan jarak dua rapatan 50 cm. Jika cepat rambat
gelombangnya 30 m/s, maka panjang gelombang dan frekuensinya
adalah …
a. 0,5 m dan 60 Hz
b. 0,5 m dan 0,6 Hz
c. 50 m dan 60 Hz
d. 25 m dan 600 Hz
e. 100 m dan 6,00 Hz
2. Dua gabus yang berjarak 6 meter berada mengapung dibukit dan
lembah gelombang laut yang berdekatan. Gabus tersebut
membutuhkan waktu 3 s untuk merubah posisi dari bukit ke lembah
gelombang. Panjang gelombang tersebut adalah …
a. 2 m/s
b. 5 m/s
c. 6 m/s
d. 8 m/s
e. 12 m/s
3. Gelombang pada tali menghasilkan gelombang transversal yang
mempuyai periode 7 detik dan jarak antara dua buah titik berurutan
yang sama fasenya 14 cm, maka cepat rambat gelombangnya adalah
…
a. 1 cm/s
b. 2 cm/s
c. 3 cm/s
d. 4 cm/s
e. 5 cm/s

12

4. Dua orang siswa bermain lompat tali di sekolahnya. Pada tali
tersebut terdapat gelombang transversal yang memiliki persamaan
= 0,5 (50 − 0,5 ) . Periode gelombang tersebut adalah …
a. 40 s
b. 0,04 s
c. 0,4 s
d. 4 s
e. 1,4 s

5. Gelombang transversal yang terdapat pada tali mempunyai periode
8 detik, jika jarak antara dua buah titik berurutan yang sama fasenya
adalah 16 cm. Cepat rambat gelombang itu adalah …
a. 1 cm/s
b. 2 cm/s
c. 3 cm/s
d. 4 cm/s
e. 5 cm/s

II. Isilah soal-soal berikut dengan tepat
1. Menurut arah rambatnya gelombang dibagi menjadi dua yaitu ... dan
…
2. Cara perambatan pegas (slinky) termasuk ke dalam gelombang …
3. Satu panjang gelombang pada gelombang transversal terdiri atas ...
dan …
4. Contoh gelombang transversal yang terdapat pada kehidupan sehari-
hari adalah …
5. Jarak yang sama dengan satu rapatan ditambah satu renggangan
disebut …

13

III. Kerjakan soal-soal berikut dengan tepat
1. Sebutkan contoh gelombang transversal dan gelombang longitudinal
yang terdapat pada lingkungan sekitar!

2. Gelombang air laut bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Jarak antara
tiga puncak gelombang yang berdekatan adalah 8 m. Tentukan:
a. panjang gelombang
b. periode
c. frekuensi gelombang

3. Jelaskan rapatan dan renggangan yang terdapat pada gelombang
longitudinal!

14

4. Apa yang terjadi pada gelombang yang merambat diatas permukaan
air. Jelaskan!

5. Gelombang pada sebuah tali merambat dengan kecepatan 6 m/s. jika
jarak antara 3 puncak gelombang yang berurutan adalah 36 meter.
Tentukan:
a. panjang gelombang
b. frekuensi gelombang

15

IV. Cocokkanlah soal-soal beerikut dengan jawaban yang tepat

Soal Pilihan Jawaban
a. longitudinal
1. Sebuah gelombang yang arah
b. transversal
getarnya tegak lurus terhadap c. gelombang

arah perambatan gelombang d. pegas
disebut gelombang…. e. renggangan

2. Contoh gelombang
longitudinal…

3. Daerah dengan tekanan dan

kerapatan molekul-

molekulnya lebih rendah

dibandingkan saat tidak ada

gelombang yang melewatinya
disebut….

4. Gelombang yang arah rambat

dan arah getarnya sejajar
disebut gelombang….

5. Dalam gelombang

longitudinal, partikel-partikel

dipindahkan sejajar dengan
arah…..

16

V. Carilah 5 kata mengenai jenis-jenis Gelombang Mekanik
1. BUKIT
2. LEMBAH
3. RAPATAN
4. RENGGANGAN
5. PEGAS

17

C. Sifat-Sifat Gelombang Mekanik
1. Difraksi Gelombang
Difraksi merupakan lenturan yang disebabkan penghalang
berupa celah-celah sempit. Gelombang mekanik dapat dibelokan jika
gelombang melalui suatu celah sempit. Muka gelombang terpotong
sehingga gelombang mengalami pembelokan. Jika celah berukuran
lebar, maka difraksi tidak jelas terlihat, tetapi jika celah dipersempit
maka difraksi akan tampak jelas. Celah bertindak sebagai sumber
gelombang yang berupa titik.
Sebuah gelombang pada permukaan air merambat lurus,
kemudian gelombang tersebut terhalang oleh sebuah penghalang yang
memiliki sebuah celah sempit. Gelombang akan merambat melewati
celah sempit tersebut. Celah sempit seolah-olah merupakan sumber
gelombang baru. Oleh karena itu, setelah melewati celah sempit
gelombang akan merambat membentuk lingkaran-lingkaran dengan
celah sempit tersebut sebagai pusatnya.
Contoh difraksi gelombang mekanik yaitu gelombang bunyi.
Gelombang bunyi sangat mudah mengalami difraksi karena gelombang
bunyi di udara memiliki panjang gelombang dalam rentang sentimeter
sampai beberapa meter. Gelombang yang lebih panjang akan mudah
didifraksikan. Misalnya saat kita dapat mendengar suara mesin mobil
di tikungan jalan meskipun mobil tersebut belum terlihat karena
terhalang oleh bangunan tinggi di pinggir tikungan.
2. Interferensi Gelombang
Interferensi terbagi menjadi dua, yaitu interferensi konstruktif
(penguatan bunyi) dan destruktif (pelemahan bunyi). Jika puncak
gelombang bertemu dengan puncak gelombang lain, maka interferensi
saling membangun disebut interferensi konstruktif.
Namun, jika puncak gelombang bertemu dasar gelombang,
maka terjadi interferensi yang saling melemahkan yang disebut
interferensi destruktif.

18

3. Pemantulan Gelombang
Gelombang mekanik dapat dipantulkan jika gelombang

mengenai medium penghalang tertentu yang bersifat keras. Jika bahan
penghalang bersifat lunak, maka gelombang akan diserap. Pada
peristiwa pemantulan gelombang (refleksi) ada dua kemungkinan yang
dapat terjadi pada fase gelombang pantul. Apabila gelombang
merambat dalam medium yang kurang rapat dan sampai pada batas
medium yang lebih rapat, maka fase gelombang pantul akan berbeda
0,5 dengan fase gelombang datang. Dalam hal ini, gelombang datang
dikatakan mengalami perubahan fase 0,5.

Misalnya gelombang yang merambat di dalam udara akan
mengalami perubahan fase pada saat dipantulkan oleh permukaan air,
sehingga fase gelombang pantul berbeda 0,5 dengan fase gelombang
datang. Sebaliknya, apabila gelombang itu merambat di dalam medium
yang lebih rapat dan sampai pada bidang batas medium yang kurang
rapat, maka fase gelombang pantul akan sama dengan fase gelombang
datang. Dalam hal ini, gelombang datang dikatakan tidak mengalami
perubahan fase.

Peristiwa pemantulan gelombang (refleksi) dapat pula terjadi
pada gelombang yang merambat dalam tali. Fase gelombang pantul
yang merambat dalam tali bergantung pada keadaan ujung tali itu
sendiri. Apabila ujung tali terikat, maka fase gelombang pantul akan
berbeda 0,5 dengan fase gelombang datang. Sebaliknya, jika ujung tali
itu bebas, maka fase gelombang pantul akan sama dengan fase
gelombang datang. Berarti sudut datang sama dengan sudut pantul.
Sifat inilah yang disebut sebagai Hukum Pemantulan.

19

4. Pembiasan Gelombang
Gelombang mekanik dapat dibiaskan jika gelombang merambat

melalui dua medium yang berbeda kerapatannya. Bila gelombang
datang dari medium yang kurang rapat, maka sudut bias akan menjauhi
garis normal. Sebaliknya, bila gelombang datang dari medium yang
lebih rapat, maka sudut bias akan mendekati garis normal.

Pembelokan arah perambatan suatu gelombang dapat terjadi
jika gelombang tersebut melewati bidang batas dua medium yang
memiliki indeks bias yang berbeda. Misalnya, gelombang air merambat
dari dalam ke dangkal. Pembelokan arah perambatan gelombang itu
disebut pembiasan gelombang.

Persamaan umum untuk pembiasan gelombang sebagai berikut:

sin 1
sin = 2 =

Keterangan :
i = sudut datang
r = sudut bias
v1 = cepat rambat gelombang dalam medium 1 (m/s)
v2 = cepat rambat gelombang dalam medium 2 (m/s)
n = indeks bias medium 2 relatif terhadap medium 1

20

Latihan Soal Sifat-sifat Gelombang Mekanik

I. Pilihlah jawaban yang paling tepat
1. Pada pembiasan gelombang dari daerah dangkal ke daerah dalam, makin
kecil sudut datang, maka …
a. makin besar sudut bias
b. sudut bias tetap
c. makin kecil pula sudut bias
d. sudut bias tergantung pada indeks bias
e. besar kecilnya indek bias dipengaruhi cepat rambat gelombang
2. Mahasiswa fisika sedang melakukan praktikum di laboratorium fisika.
Mereka melakukan percobaan mengenai gelombang, pada praktikum
tersebut terdapat gelombang yang melalui celah sempit, hal itu akan
terjadi …
a. Refleksi
b. Dispersi
c. Interferensi
d. Difraksi
e. Polarisasi
3. Salah satu sifat gelombang mekanik adalah interferensi. Sifat
interferensi terbagi menjadi yang salah satu diantaranya adalah
pelemahan bunyi. Nama lain dari pelemahan bunyi adalah …
a. Destruktif
b. Konstruktif
c. Interferensi
d. Konstruksi
e. Distruktif

21

4. Gelombang mekanik memiliki 4 sifat yang berbeda. Apa saja sifat-sifat
yang terdapat pada gelombang mekanik, kecuali …
a. Difraksi
b. Refraksi
c. Polarisasi
d. Refleksi
e. Interferensi

5. Dalam kehidupan sehari-hari kita pernah menjatuhkan batu ke dalam
kolam air, ketika batu tersebut dijatuhkan pada kolam, gelombang yang
terbentuk adalah …
a. Transversal
b. Mekanik
c. Longitudinal
d. Berjalan
e. Stasioner

II. Isilah soal-soal berikut dengan tepat
1. Pemantulan gelombang dapat terjadi apabila …
2. Arti dari Hukum Pemantulan adalah …
3. Sudut bias akan menjauhi garis normal jika …
4. Nama lain penguatan bunyi adalah …
5. Contoh difraksi gelombang mekanik yang terdapat pada kehidupan
sehari-hari adalah …

22

III. Kerjakan soal-soal berikut dengan tepat
1. Salah satu sifat gelombang mekanik yaitu difraksi. Jelaskan proses
terjadinya difraksi pada suatu gelombang!

2. Pada kehidupan sehari-hari banyak peristiwa-peristiwa interferensi yang
terjadi. Bagaimana peristiwa interferensi tersebut dapat terlihat jelas?

3. Jelaskan mengenai hukum pemantulan dan pembiasan dalam kehidupan
sehari-hari!

23

4. Gelombang apakah yang terbentuk pada air kolam ketika sebuah batu
dijatuhkan ke dalam air kolam tersebut?

5. Sifat refraksi pada gelombang mekanik dapat terjadi karena adanya
suatu penyebab. Apa penyebab terjadinya refraksi. Jelaskan!

24

IV. Cocokkanlah soal-soal berikut dengan jawaban yang tepat

Soal Pilihan Jawaban
a. keras
1. Gelombang mekanik dapat b. interferensi konstruktif
dibelokan jika gelombang c. mendekati
melalui suatu…
d. celah sempit
2. Jika muka gelombang pada
difraksi gelombang terpotong, e. pembelokan
maka akan mengalami…

3. Jika puncak gelombang bertemu
dengan puncak gelombang lain,
maka interferensi saling
membangun disebut….

4. Gelombang mekanik dapat
dipantulkan jika gelombang
mengenai medium penghalang
tertentu yang bersifat….

5. Pada pembiasaan gelombang,
jika gelombang datang dari
medium yang lebih rapat, maka
sudut bias akan….

25

V. Carilah 5 kata mengenai sifat-sifat gelombang mekanik
1. DIFRAKSI
2. KONSTRUKTIF
3. FASE
4. DESTRUKTIF
5. BIAS

26

GELOMBANG STASIONER
A. Pengertian Gelombang Stasioner

Gelombang stasioner adalah perpaduan interferensi dua buah
gelombang berjalan yang arahnya berlawanan yaitu gelombang datang dan
gelombang pantul yang mempunyai nilai frekuensi dan amplitudo yang
sama. Secara sederhana gelombang stasioner merupakan perpaduan atau
superposisi dari dua gelombang yang identik namun arah rambatnya
berlawanan. Peristiwa interferensi gelombang dapat diamati pada tali yang
salah satu ujungnya digetarkan terus menerus. Bagian-bagian tali
mengalami simpangan oleh gelombang dating yang merambat ke satu arah
dan oleh gelombang pantul yang merambat ke arah yang berlawanan
dengan arah perambatan gelombang datang pada saat yang bersamaan.
Jadi, pada tali timbul interferensi. Contoh dari gelombang stasioner adalah
sebuah tali yang diikat pada sebuah tiang lalu ujung yang lain kita ayunkan.
Pada proses ini akan meenimbulkan gelombang datang dan setelah
menumbuk tiang akan mengalami gelombang pantul.

Besar amplitudo gelombang stasioner akan berubah-ubah diantara
nilai maksimum dan nilai minimumnya. Titik yang amplitudonya
maksimum disebut juga perut dan titik dengan amplitudo minimum disebut
simpul. Gelombang stasioner dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang
stasioner ujung tetap dan gelombang stasioner ujung bebas.

27

Latihan Soal Gelombang Stasioner

I. Pilihlah jawaban yang paling tepat
1. Gelombang memiliki persamaan simpangan = 0,01 sin (32 +
2 )serta x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Frekuensi dan panjang
gelombang dari gelombang tersebut adalah …
a. 8 Hz dan 2 m
b. 8 Hz dan 1 m
c. 16 Hz dan 2 m
d. 16 Hz dan 1 m
e. 32 Hz dan 2 m
2. Gelombang stasioner mempunyai persamaan y =
0,2 cos 5 sin 10 t ( y dan x dalam meter dan t dalam sekon ). Jarak
antara simpul dan perut berurutan adalah …
a. 0,1 m
b. 0,2 m
c. 0,4 m
d. 2,5 m
e. 5 m
3. Pada gelombang stasioner, titik simpul ke-10 berjarak 1,33 m dari ujung
bebasnya. Jika diketahui frekuensi gelombang 50Hz, berapakah panjang
gelombang dan cepat rambatnya berturut-turut …
a. 15 m dan 10 m/s
b. 0,28 m dan 14 m/s
c. 0,71 m dan 12 m/s
d. 0,25 m dan 14 m/s
e. 2,4 m dan 11 m/s

28

4. Terdapat dua gelombang dengan persamaan
y = A sin (5t − 2kx) dan y = A sin (2t − 5kx)
Mereka tidak dapat membentuk gelombang stasioner, karena …
a. Besar frekuensi keduanya berbeda dan arah rambatnya sama
b. Besar frekuensi keduanya berbeda dan arah rambatnya berlawanan
c. Besar amplitudo keduanya sama dan arah rambatnya searah
d. Besar amplitudo keduanya sama dan arah rambatnya berlawanan
e. Besar amplitudo dan frekuensi keduanya sama

5. Terdapat dua gelombang dengan amplitudo dan frekuensi yang sama
besar, tetapi memiliki arahnya rambat yang berlawanan. Hal ini akan
menghasilkan …
a. gelombang mekanik
b. gelombang bunyi
c. gelombang stasioner
d. gelombang transversal
e. gelombang elektromagnetik

II. Isilah soal-soal berikut dengan tepat
1. Gelombang stasioner terbentuk dari hasil …
2. Amplitudo gelombang stasioner memiliki nilai …
3. Contoh gelombang stasioner adalah …
4. Besar amplitudo gelombang stasioner akan berubah-ubah diantara nilai
maksimum dan …
5. Gelombang stasioner dapat dibentuk dari pemantulan suatu …

29

III. Kerjakan soal-soal berikut dengan tepat
1. Pada gelombang stasioner, titik simpul kesepuluh berjarak 1,33 meter
dari ujung bebasnya. Jika frekuensi gelombang itu 50 Hz, tentukan
panjang gelombang dan cepat rambatnya!

2. Suatu gelombang mempunyai persamaan = 0,2 cos(4 ) sin(5 ).
Jika y dan x dalam meter dan t dalam sekon, tentukanlah jarak antara
titik perut dan titik simpul yang berdekatan!

3. Persamaan gelombang = 2 sin 2 (4 + 2 ) meter, dengan t dalam
sekon dan x dalam meter, hitunglah panjang gelombang dan kecepatan
rambatnya.

30

4. Persamaan gelombang stasioner dirumuskan oleh =
2 cos(0,1 ) sin 10 , dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon.
Berapakah cepat rambat gelombang tersebut.

5. Suatu gelombang stasioner memenuhi persamaan =
0,1 sin 20 cos 4 dengan y dan x dalam meter dan t dalam sekon.
Jarak titik simpul kelima terhadap titik x = 0 adalah?

31

IV. Cocokkanlah soal-soal berikut dengan jawaban yang tepat

Soal Pilihan Jawaban
a. gelombang stasioner
1. Nama lain dari gelombang b. amplitude
stasioner adalah gelombang….. c. perut

2. Gelombang tegak berlawanan d. tegak
dengan gelombang…..
e. berjalan
3. Perpaduan dua buah gelombang

yang memiliki amplitudo dan

frekuensi yang sama tetapi arah

rambatnya berlawanan
disebut…..

4. Pada gelombang stasioner tidak

semua titik yang dilalui oleh
gelombang mempunyai …..

yang sama

5. Titik-titik yang bergetar dengan

amplitudo maksimum
disebut…..

32

V. Carilah 5 kata mengenai Gelombang Stasioner
1. PANTUL
2. AMPLITUDO
3. STASIONER
4. MAKSIMUM
5. MINIMUM

33

B. Gelombang Stasioner Pada Ujung Tetap

Gambar 1.4 Gelombang Stasioner Ujung Tetap (Sumber: rumuspintar)
Pada gelombang stasioner ujung tetap bisa digambarkan sebuah tali

yang salah satu ujungnya diikat kuat, sedangkan ujung yang lainnya
digetarkan dengan bebas. Seutas tali yang ujungnya diikat erat pada tiang
sehingga tidak dapat bergerak disebut sebagai ujung tali terikat. Ujung tali
lainnya digetarkan secara harmonik sehingga gelombang akan merambat
menuju ujung yang terikat kemudian dipantulkan sehingga berinterferensi
dan membentuk gelombang stasioner. Gelombang datang menuju ujung
terikat akan memiliki persamaan :

y = sin( + )

Pada saat gelombang sampai di ujung terikat, maka akan
dipantulkan kembali dengan arah berlawanan dan dengan fase yang berbeda
dengan gelombang datang, sehingga persamaan gelombang pantulnya
adalah :

y2 = − sin ( − )

34

Persamaan gelombang untuk titik sembarang berjarak x dari titik
terikat, dengan simpangannya adalah y, persamaannya adalah :

y = 2 sin cos
yp = Ap cos
Ap = 2 sin

 Menentukan Letak Simpul Gelombang Stasioner Ujung Tetap
Letak titik simpul dari ujung terikat merupakan kelipatan genap

dari seperempat panjang gelombang.

xs= 1 (2 )
4

n = 0,1,2,3,…

 Menentukan Letak Perut Gelombang Stasioner Ujung Tetap
Letak titik perut dari ujung terikat merupakan kelipatan ganjil dari

seperempat panjang gelombang.

xp = 1 (2 + 1)
4

n = 0,1,2,3,…

Keterangan :
Ap = amplitudo gelombang stasioner (m)
yp = simpangan gelombang stasioner (m)
ω = kecepatan sudut gelombang (rad/s)
t = lamanya gelombang bergetar (s)
k = bilangan gelombang
x = jarak titik ke sumber getar (m)

35

Contoh Soal

Seutas tali yang panjangnya 75 cm digetarkan harmonik naik-turun pada

salah satu ujungnya, sedangkan ujung lainnya bebas bergerak. Berapa

jarak simpul ketiga dari titik asal getaran jika panjang gelombang 25 cm?

Jawab:

x = 1 (2 + 1)
4

x = 1 (25)(2 x 2 + 1)
4

x = 1 (25)(5)
4

x = 31,25 cm

36

Latihan Soal Gelombang Stasioner Ujung Tetap

I. Pilihlah jawaban yang paling tepat
1. Pada gelombang stasioner ujung tetap terdapat amplitudo yang
digunakan untuk mencari simpangan suatu gelombang. Amplitude
gelombang stasioner disimbolkan dengan …
a. Ap
b. Yp
c. Ac
d. Am
e. Bp
2. Dalam gelombang stasioner ujung tetap simbol ω dalam gelombang
stasioner memiliki arti, yaitu …
a. lamanya gelombang bergetar (s)
b. bilangan gelombang
c. jarak gelombang
d. simpangan gelombang stasioner (m)
e. kecepatan sudut gelombang (rad/s)
3. Sepotong tali yang panjangnya 5 meter, salah satu ujungnya terikat kuat
sedangkan ujung yang lainnya digerakkan secara kontinu dengan
amplitudo 10 cm dan frekuensi 4 Hz. Jika cepat rambat gelombang
padatali itu 8 m/s, amplitudo titik P yang terletak 1,5 meter dari ujung
terikat adalah …
a. 20 cm
b. 35 cm
c. 40 cm
d. 50 cm
e. 65 cm

37

4. Tali yang salah satu ujungnya digetarkan terus menerus dan ujung
lainnya terikat kuat. Jika amplitudo yang diberikan adalah 10 cm dan
frekuensi 4 Hz serta cepat rambat gelombang pada tali 4 m/s, jarak
simpul ke3 dari ujung terikat adalah …
a. 1,00 m
b. 1,25 m
c. 2,50 m
d. 3,15 m
e. 4, 20 m

5. Pada tali yang panjangnya 2 m dan ujungnya terikat pada tiang
ditimbulkan gelombang stasioner. Jika terbentuk 5 gelombang penuh,
letak perut ketiga dihitung dari ujung terikat adalah …
a. 0,10 m
b. 0,30 m
c. 0,50 m
d. 0,60 m
e. 1,00 m

II. Isilah soal-soal berikut dengan tepat
1. Ujung tali terikat adalah …
2. Persamaan rumus gelombang datang menuju ujung terikat adalah …
3. Ciri – ciri gelombang stasioner ujung tetap adalah …
4. Persamaan gelombang untuk titik sembarang berjarak x dari titik terikat,
dengan simpangannya adalah …
5. Jika ujung dawai tidak dapat bergetar bebas mengikuti getaran
gelombang dating, maka akan terjadi …

38

III. Kerjakan soal-soal berikut dengan tepat
1. Tali yang panjangnya 95 cm direntangkan. Salah satu ujungnya
digetarkan harmonik naik-turun dengan amplitudo 8 cm dan frekuensi
14Hz sedangkan ujung lainnya terikat. Jika getaran tersebut
merambat dengan cepat rambat 3cm/s, tentukan letak simpul ke-5
dan perut ke-2 dari titik asal getaran.

2. Seutas tali yang panjangnya 8 m digerakkan naik-turun dengan ujung
dan menghasilkan perut gelombang. Simpul ke-8 berjarak 2 m dari titik
awal getaran, maka berapakah panjang gelombang yang dibentuk tali?

3. Gelombang merambat pada tali dengan ujung terikat. Panjang tali 100
cm dan simpangan gelombang tersebut dinyatakan dengan persamaan
= 1,2 sin 2 cos(50 − 120 ) cm. Hitunglah :
a. Panjang gelombang
b. Periode gelombang
c. Cepat rambat gelombang
d. Posisi simpul ke-5 dari ujung tali

39

4. Seutas tali dengan panjang 4 m direntangkan horizontal. Salah satu
ujungnya digetarkan dengan frekuensi 4 Hz dan amplitudo 20 cm,
sedangkan ujung lainnya terikat. Getaran merambat pada tali dengan
kecepatan 40 cm/s. Berapakah simpangan gelombang pada suatu titik
yang berjarak 400 cm dari titik asal selama 10 s?

5. Sebuah gelombang merambat pada tali dengan persamaan =
0,2 sin (8 − 2 ) dengan x dalam m dan t dalam s. Tentukan cepat
rambat gelombang tersebut.

40

IV. Cocokkanlah soal-soal berikut dengan jawaban yang tepat

Soal Pilihan Jawaban
a. sampul
1. Pada gelombang stasioner ujung
tetap bisa digambarkan sebuah b. nol
tali yang salah satu ujungnya c. 2A
diikat kuat sedangkan ujung d. berlawanan
lainnya digetarkan dengan ….. e. bebas

2. Pada saat gelombang sampai di
ujung terikat, maka akan
dipantulkan Kembali dengan
arah….

3. Secara berselang-seling diantara
perut terdapat titik atau simpul
yang mempunyai amplitudo…..

4. Amplitudo minimum nol (0)
disebut juga…..

5. Nilai amplitudo terbesar pada
gelombang stasioner ujung tetap
sebesar…..

41

V. Carilah 5 kata mengenai Gelombang Stasioner pada ujung tetap
1. HARMONIK
2. SIMPUL
3. PERUT
4. SIMPANGAN
5. KECEPATAN

42

C. Gelombang Stasioner Pada Ujung Bebas

Gambar 1.5 Gelombang Stasioner Ujung Bebas (Sumber: rumuspintar)
Pada gelombang stasioner ujung bebas dapat digambarkan sebuah

tali yang salah satu ujungnya diikat, tetapi masih dapat bergerak naik turun
dan ujung yang lainnya digetarkan dengan bebas, gelombang datang menuju
ujung terikat dengan persamaan gelombang pantulnya adalah :

y = sin ( − )

Gelombang stasioner ujung bebas tidak mengalami pembalikan fase.
Artinya, fase gelombang datang dan pantulnya sama. Dengan demikian,
beda fasenya sama dengan nol. Hasil perpaduan antara gelombang datang
dengan gelombang pantul akan menghasilkan gelombang stasioner.
Persamaan gelombang untuk titik sembarang berjarak x dari titik terikat,
dengan simpangannya adalah :

yp = 2 cos sin
yp = Ap sin
Ap = 2 cos

43