5.1 Asas Gelombang 2020 jawapan

1

6.1 Bagaiamana gelombang memindahkan tenaga?

IDEA ➢ Apabila batu dijatuhkan ke dalam kolam,
gelombang air dihasilkan. Tenaga batu itu
Seketul batu ditukar ke bentuk gelombang.
yang dibaling
ke dalam air. ➢ Gelombang air merambat di atas permukaan
Apakah yang air. Arah perambatan gelombang air ialah
anda lihat? daripada kiri ke kanan.

Aktiviti 1: ➢ Gabus mewakili zarah air.
Mengkaji getaran pencelup dalam tangki riak dan
getaran tala bunyi ➢ Gabus tidak bergerak bersama gelombang
air, tetapi ia bergerak ke atas dan ke bawah
1. Pasangkan rod dari kedudukan asal.
pencelup sehingga
hujung yang berbentuk ➢ Apa yang dipindahkan oleh gelombang?
sfera bersentuhan Tenaga
dengan permukaan air
Perhatikan permukaan ➢ Gelombang memindahkan tenaga semasa
air apabila: merambat di sepanjang zarah-zarah air.
(a) Motor tidak Tetapi, gelombang tidak membawa zarah-
bergetar zarah air bersama-sama.
Air tenang
Aktiviti 2
(b) Motor bergetar Menjana idea gelombang memindahkan tenaga
Air terumbang ambing tanpa memindahkan jirim
………………………………………………………….. Bahan: spring slinki, reben, lilin dan pembesar
suara
2. Pegang sebuah tala bunyi .
Dapatkah anda mendengar A. Spring slinki
bunyi yang dihasilkan oleh
tala bunyi jika alat itu 1. Ikat reben pada spring slinki.
(a) Tidak bergetar 2. Kedua-dua hujung spring dipegang oleh dua
Tiada bunyi
pelajar yang berlainan.
(b) Bergetar 3. Gerakkan hujung A dari sisi ke sisi secara
Ada bunyi
mengufuk.
Apakah gelombang? 4. Perhatikan gerakan gelombang sepanjang
Satu proses memindahkan tenaga daripada satu
tempat ke tempat lain yang dihasilkan oleh sistem spring slinki dan gerakan reben.
bergetar atau berayun.
Perbincangan:
1. Apakah yang dirasai oleh tangan murid di

hujung B yang tetap setelah hujung A
digerakkan dari sisi ke sisi?
Dia merasai getaran spring slinki

2. Apakah arah pemindahan tenaga sepanjang
spring slinki?
Kiri ke kanan

2

3. Huraikan gerakan reben yang diikat pada Aktiviti 4
spring slinki? Tujuan: Membandingkan gelombang membujur
Reben cuma bergetar ke atas dan ke bawah di dan gelombang melintang menggunakan spring
satu kedudukan yang tetap slinki.

B. Nyalaan api lilin di depan pembesar suara 1. Pegang hujung spring slinki dan getarkan
secara berterusan ke hadapan dan ke
Sebatang lilin bernyala diletakkan di belakang. Perhatikan pergerakan spring.
hadapan sebuah pembesar suara. (a) Label bahagian mampatan dan regangan
Perhatikan nyalaan lilin semasa spring serta panjang gelombang bagi
pembesar suara menghasilkan gelombang yang dihasilkan.
bunyi.
(b) Tunjukkan arah perambatan getaran
➢ Nyatakan arah nyalaan api. benang berwarna dan arah perambatan
Ke kiri dan ke kanan gelombang spring.

➢ Bagaimanakah nyalaan api itu memperoleh
tenaga untuk bergerak?
Getaran pembesar suara memindahkan tenaga
bunyi dan dipindahkan ke api.

Apabila tenaga dipindahkan oleh gelombang daripada
sumber yang bergetar kepada penerima, maka tidak
terdapat pemindahan zarah antara dua titik.

Aktiviti 3 (c) Gelombang yang dihasilkan oleh spring
Tujuan: Menyatakan jenis gelombang slinki adalah :

Profil gelombang Gelombang melintang

Gelombang progresif Gelombang pegun Gelombang membujur X
Profil gelombang Profil gelombang tidak
merambat dengan masa merambat dengan (d) Arah perambatan gelombang spring
sepanjang arah masa. {selari / berserenjang} dengan arah
perambatan gelombang. getaran zarah

(e) Gelombang yang merambat di sepanjang
spring mengandungi siri kawasan
mampatan dan kawasan regangan.

Gelombang Gelombang (f) Panjang gelombang ialah jarak di antara
Membujur melintang dua kawasan mampat berturutan atau
dua kawasan regangan berturutan.

Gelombang Gelombang 2. Dengan menggunakan spring slinki yang
mekanik electromagnet sama, getarkan satu hujung spring dari sisi
Tidak memerlukan ke sisi berterusan. Perhatikan pergerakan
Memerlukan medium medium untuk spring.
untuk memindahkan memindahkan tenaga. (a) Label panjang gelombang.
tenaga dari satu titik ke (b) Tunjukkan arah getaran benang dan arah
titik yang lain. Terdiri daripada perambatan gelombang spring.
Terdiri daripada getaran ayunan medan elektrik
zarah-zarah medium dan medan magnet
yang berserenjang
air, bunyi, gelombang antara satu sama lain
seismik radio, cahaya, sinar
gama

(a) Gelombang yang dihasilkan oleh spring 3
slinki adalah :
(b) Tulis lintasan yang betul untuk satu
Gelombang melintang X ayunan @ getaran lengkap.
Gelombang membujur
Pendulum : P → Q → R → Q → P
Spring: O → B → O → A → O

2. Nyatakan maksud amplitude:
Sesaran maksimum sesuatu objek dari
kedudukan keseimbangan.

(a) Tandakan dan labelkan dengan huruf a
bagi amplitud sistem ayunan / getaran
pada gambarajah di atas.

(b) Arah perambatan gelombang spring 3. Nyatakan maksud tempoh
{selari / berserenjang} dengan arah Tempoh ialah masa untuk satu ayunan lengkap
getaran zarah.
4. Nyatakan maksud frekuensi
Kesimpulan Frekuensi, f ialah bilangan ayunan lengkap per
saat
Gelombang membujur ialah gelombang yang
zarah-zarahnya bergetar pada arah yang selari (a) Tentukan masa yang diambil untuk membuat
dengan arah perambatan gelombang itu. 10 ayunan / getaran lengkap.

Contoh: bunyi (b) Tentukan tempoh.
(c) Tenentukan frekuensi sistem itu. Tunjukkan
Gelombang melintang ialah gelombang
yang zarah-zarahnya bergetar pada arah langkah kiraan anda.
yang berserenjang dengan arah perambatan
gelombang itu.

Contoh: air, radio, cahaya, sinar gama

Aktiviti 5: Masa 10 ayunan / T/s f / Hz
Tujuan: Mengkaji amplitud, tempoh, frekuensi getaran lengkap / s
gelombang dan panjang gelombang
Pendulum
1. Nyatakan maksud getaran @ ayunan lengkap: L = 20 cm
Suatu gerakan yang berulang-alik pada satu
kedudukan keseimbangan. Spring
m = 100 g
(a) Gerakkan ladung dan pemberat.
tandakan kedudukan semasa ladung (d) Tulis satu persamaan yang
(atau pemberat) berehat dengan huruf X. menghubungkaitkan tempoh, T dengan
kedudukan ini dikenali sebagai frekuensi, f.
kedudukan keseimbangan. f = 1/T

(e) Unit SI bagi tempoh dan frekuensi
masing-masing ialah saat, s, dan hertz,
Hz. Apakah unit yang setara dengan
hertz?
s-1 = Hz

5. Nyatakan maksud panjang 4

gelombang. 3. Rajah 3 menunjukkan
Panjang gelombang ialah jarak di antara dua titik sebatang pembaris keluli
sefasa yang berturutan yang diapitkan pada tepi
Panjang gelombang ialah jarak antara dua puncak meja dan sedang berayun
/ lembangan berturutan. mengikut lintasan A-B-C-
B-A.
(a) Tanda dan label panjang gelombang. Masa yang diambil untuk
10 ayunan lengkap itu
ialah 8.0 saat dan jarak AC
ialah 12.0 cm. Tentukan
(a) Amplitude
6.0 cm

(b) Tempoh
T = 8.0/10 = 0.8 s

(c) Frekuensi
f = 1/0.8 = 1.25 Hz

Aktiviti 6:
Graf sesaran – masa dan Graf sesaran – jarak
bagi suatu gelombang.

1. Gerakan bagi getaran spring boleh dilukis di
atas graf sesaran lawan masa.

Latihan 1

1. Rajah 1 menunjukkan satu gelombang
merambat di dalam air laut bermula daripada
titik A.

Lengkapkan Jadual 1 O : Titik keseimbangan
(a) Nyatakan jarak yang mewakili a : amplitud
T : Tempoh
panjang gelombang. 2. Graf sesaran- jarak

BF, AE

(b) Nyatakan pasangan-pasangan titik BF,
yang berada pada fasa yang sama. AE, CG

(c) Nyatakan arah perambatan Kiri ke
gelombang air itu. kanan

2. Berpandukan Rajah 2, hitung panjang a = amplitud λ = panjang gelombang
gelombang.

3. Lakar graf sesaran-masa bagi suatu
gelombang yang mempunyai ciri berikut:
• amplitud, A = 5 cm
• tempoh, T = 0.4 s

λ = 20/5 = 4 cm

5

Frekuensi, panjang gelombang dan halaju
gelombang

1. Hubungan antara frekuensi dan panjang
gelombang

4. Lakar graf sesaran melawan jarak bagi suatu Rajah 6a

gelombang yang mempunyai ciri berikut:

• Amplidtud, A = 10 cm
• Panjang gelombang, λ = 4 cm

Latihan 2 Rajah 6b
1. Rajah 4 menunjukkan graf sesaran-masa bagi (a) Bandingkan frekuensi antara Rajah a & Rajah b.

satu gelombang. 6a > 6b
(b) Bandingkan panjang gelombang antara
Hitung frekuensi gelombang tersebut.
T=4s Rajah a dan Rajah b.
f = 1/4 = 0.25 Hz 6a < 6b
2. Rajah 5 menunjukkan graf sesaran-masa (c) Nyatakan hubungn antara frekuensi dan
panjang gelombang pada laju yang malar.
dan sesaran-jarak masing-masing bagi Berkadar terus
suatu gelombang air. (d) Lakar graf f lawan λ dan graf f lawan 1/λ.

2. Hubungan antara halaju, panjang gelombang
dan frekuensi

Berdasarkan graf-graf tersebut, tentukan: Rajah 7a
(a) Amplitud – 0.5 cm Rajah 7b
(b) Tempoh – 0.4 s

(c) Frekuensi – f = 1/0.4 = 2.5 Hz
(d) Panjang gelombang – λ = 2.0 cm

Berpandukan Rajah 7a dan Rajah 7b, namakan: Frekuensi rendah 6

(a) Jarak antara dua puncak berturutan. Frekuensi tinggi
Panjang gelombang, λ

(b) masa diambil untuk bergerak antara dua
puncak yang berturutan itu.
Tempoh, T

(c) Diberi persamaan λ = ………… f = …………. v = ………………

Laju = jarak Tempoh = 1. Latihan 3 :
Masa 1. Hitung frekuensi gelombang air dengan
frekuensi
panjang gelombang 4.0 cm dan merambat
Terbitkan persamaan untuk laju gelombang: dengan kelajuan 1.6 cm s-1 .

v = s = λ = λ = fλ f = 1.6 / 4.0 = 0.4 Hz
t T 1/f
2. Sebelum suatu konsert dimulakan, seorang
v = fλ ahli muzik menala satu tali gitarnya kepada not
A yang mempunyai frekuensi 440 Hz.
Aktiviti 6 Berapakah panjang gelombang bunyi yang
Tujuan: Menentukan Panjang gelombang, dihasilkan oleh tali tersebut jika laju bunyi di
frekuensi dan laju gelombang dewan muzik itu ialah 340 m s-1?

Radas: Tangki riak dan aksesorinya, stroboskop λ = v/f = 340/440 = 0.773 m
tangan dan pembaris meter
Bahan: Air 3. Rajah 8 menunjukkan graph sesaran-masa
bagi suatu gelombang.

1. Hidupkan suis motor untuk memulakan Hitung:
getaran dengan frekuensi rendah. Tambahkan (a) Amplitud 10 cm
frekuensi gelombang dengan menambahkan (b) Tempoh 0.4 s
beza keupayaan bekalan kuasa ke motor. (c) frekuensi 1/0.4 = 2.5 Hz
Perhatikan corak gelombang di atas kertas
putih. 4. Rajah 9 menunjukkan satu graph sesaran-
masa yang dihasilkan oleh spring slinki yang
2. Dengan menggunakan stroboskop tandakan bergetar pada frekuensi 5 Hz.
dua jalur gelap berturutan di atas kertas
putih. Ukur jarak, λ menggunakan pembaris Tentukan:
meter. (a) Amplitud 15 cm
(b) panjang gelombang 20 cm
Keputusan (c) halaju gelombang
(a) Lukis corak gelombang bagi frekuensi motor
v = fλ = 5 x 20 = 100 cm/s
rendah dan tinggi. Labelkan λ.

7

5. Rajah 10 menunjukkan satu gelombang.

Laju gelombang itu ialah 4.0 ms-1. Jarak Simbol manakah yang mewakili amplitud dan
untuk 5 puncak berturutan ialah 8 m. Hitung Panjang gelombang?
frekuensi gelombang itu. Amplitud – A
Panjang gelombang – B
f = v/λ = 4/2 = 2 Hz
3. Rajah menunjukkan keratan rentas
6. Graf manakah yang mempunyai frekuensi gelombang air.
paling tinggi?

A Antara pernyataan berikut, yang manakah
B benar mengenai gelombang air?
A. T dan U mempunyai fasa yang sama
Graf B B. Tenaga gelombang dipindahkan dari
TUTORIAL 6.1
1. Satu bandul ringkas berayun melalui 3 kedudukan S ke U
C. Panjang gelombang adalah jarak antara
kedudukan berlainan A. B dan C.
S dan U
D. Zarah di U berayun pada arah selari

dengan arah perambatan gelombang

4. Rajah 5 menunjukkan dua situasi sebiji bola
terapung dan bergerak di atas permukaan air.

Satu ayunan lengkap ialah dari Arah pergerakan bola adalah….
A. A ke B A. selari dengan arah perambatan
B. A ke C
C. A ke C dan C ke B gelombang
D. A ke C dn C ke A B. berserenjang dengan arah perambatan

2. Rajah menunjukkan graf sesaran-jarak bagi gelombang
satu gelombang pada satu ketikan. Amplitud C. sama arah dengan arah perambatan
gelombang air berubah dengan jarak dari titik
mula. gelombang
D. bertentangan dengan arah perambatan

gelombang

5. Rajah menunjukkan satu gelombang
merambat di laut.

Manakah antara dua titik merupakan satu
panjang gelombang?

A. P dan R 8
B. Q dan S
C. P dan S 9. Berdasarkan graph di bawah, berapakah
D. Q dan T amplitud gelombang?

6. Hitung frekuensi gelombang di bawah.

A. 8 Hz. C. 1/8 Hz A. 5 m
B. 4 Hz. D. ¼ Hz B. 10 m
C. 15 m
D. 20 m

10. Rajah menunjukkan keratan rentas
gelombang air. Gelombang yang manakah
mempunyai tenaga yang paling besar?

7. Rajah menunjukkan corak muka gelombang
yang terhasil apabila satu pencelup bergetar
di dalam tangki riak dengan frekuensi 12 Hz.

Berapakah laju gelombang itu? C
A. 2 cms-1
B. 8 cms-1 11. Satu pencelup menghasilkan satu gelombang
C. 12 cms-1
D. 18 cms-1 satah dengan kadar x gelombang per saat

v = fλ = (12)(6/4) = 18 cm/s dalam satu tangki riak. Panjang gelombang
8. Manakah antara berikut menunjukkan bagi gelombang satah itu ialah λ cm.

hubungan antara tempoh dan frekuensi bagi Berapakah panjang gelombang bagi
satu gelombang?
gelombang satah itu jika pencelup
D
menghasilkan 2x gelombang per saat?

A.  C. 2

B. 1  D. 1 
2 4

9

1. SPM 08:
Rajah 1 menunjukkan spring slinki digerakkan
secara berterusan ke kiri dan ke kanan.

[1 mark]
(b) Jam randik dalam Rajah 1.2 menunjukkan

masa yang diambil untuk bandul tu membuat
20 ayunan lengkap.

(a) Lengkapkan ayat di bawah dengan Berdasarkan Rajah 1.2, nyatakan
menanda (x) dalam kotak yang betul. (i) senggatan terkecil bagi jam randik itu.

Gelombang yang dihasilkan oleh spring 0.2 s [1 mark]
slinki adalah
Gelombang melintang ------- (ii) Masa yang diambil untuk 20 ayunan lengkap.
Gelombang membujur -------
45.0 s [1 mark]
[1 mark]
(c) Apakah jenis kuantiti fizik bagi masa?
(b) Pada Rajah 1, tandakan ‘X’ pada mana- Tanda (x) jawapan yang betul dalam petak
mana satu puncak gelombang itu. [1 yang disediakan.
mark] Scalar quantity

(c) Lengkapkan ayat berikut dengan Vector quantity [1 mark]
menggariskan frasa yang betul di dalam
kurungan.

Arah pergerakan tangan adalah {sama,
bertentangan, berserenjang} dengan arah
pergerakan gelombang.

[1 mark]
(d) Apakah yang dipindahkan oleh

gelombang?
Tenaga

[1 mark]

2. SPM 2010:
Rajah 1.1 menunjukkan ayunan sebuah bandul.

3. SPM 2012:
Rajah 2 menunjukkan keratan rentas gelombang
air dalam tangki riak. Kawasan cerah dan gelap
terbentuk pada skrin.

(a) Berdasarkan Rajah 1.1, pilih lintasan yang
betul untuk satu ayunan lengkap. Tanda (x)
jawapan yang betul dalam petak yang
disediakan.

10

(a) Apakah jenis gelombang bagi gelombang air

ini?

melintang

[1 mark]

(b) Pada Rajah 2,

(i) Lengkapkan alur cahaya yang melalui satu

daripada puncak untuk menunjukkan

bagaimana kawasan cerah dihasilkan pada

skrin. [1 mark]

(ii) Tanda satu jarak yang bersamaan dengan Diagram 6.2(a) Diagram 6.2(b)

satu panjang gelombang air itu. Label (a) Gariskan jawapan yang betul dalam kurungan
jarak itu menggunakan simbol λ. untuk melengkapkan ayat-ayat di bawah.

[1 mark]

Muka gelombang adalah satu garisan yang
menghubungkan semua titik yang mempunyai
sama (fasa, halaju).

[1 mark]

(b) Perhatikan Rajah 6.1 dan Rajah 6.2.

(c) Apabila frekuensi gelombang air bertambah, (i) Bandingkan kedalaman air di dalam besen.
apakah yang berlaku kepada: sama
[1 mark]
i. Panjang gelombang air itu?
berkurang (ii) Bandingkan bilangan titisan air yang
[1 mark] menitis pada masa yang sama.
6.2 > 6.1
ii. Kelajuan gelombang air? [1 mark]
Tidak berubah
[1 mark] (iii)Bandingkan frekuensi air yang menitis dari
pili.
4. SPM 2017 6.2 > 6.1
Rajah 6.1(a) dan Rajah 6.2(a) menunjukkan titisan [1 mark]
air jatuh ke permukaan air di dalam besen. Imej
pegun untuk titisan air yang menitis dari kedua- (iv)Bandingkan panjang gelombang bagi
dua pili diambil pada masa yang sama. gelombang membulat yang tersebar keluar
Rajah 6.1(b) dan Rajah 6.2(b) menunjukkan muka di dalam besen.
gelombang membulat yang terhaisl apabila titisan 6.2 < 6.1
air mencecah permukaan air dalam besen. [1 mark]

(v) Hubung kait frekuensi air yang menitis
dengan panjang gelombang bagi
gelombang membulat.
Berkadar songsang
[1 mark]

Diagram 6.1(a) Diagram 6.1(b) (c) Kedalaman air di dalam besen pada Rajah
6.1(a) dikurangkan.
(i) Apakah yang berlaku kepada panjang
gelombang bagi gelombang membulat
tersebut?
berkurang
[1 mark]
(ii) Beri satu sebab bagi jawapan di 6(c)(i).
Laju air berkurang apabila kedalaman
berkurang
[1 mark]

11

5. SPM 2007
Rajah 1 menunjukkah bagaimana satu penala
bunyi bergetar menghasilkan gelombang bunyi di
udara.

(a) Gariskan jawapan yang betul di dalam
kurungan untuk melengkapkan ayat di
bawah.

Gelombang bunyi ialah gelombang
(membujur, melintang). [1 mark]

(b) Berpandukan pada Rajah 1,
(i) namakan kawasan X.
mampatan

[1 mark]

(ii) Tandakan satu jarak yang bersamaan

dengan panjang gelombang bagi

gelombang bunyi. Label jarak itu dengan

symbol λ. [1 mark]

(c) Penala bunyi di dalam Rajah 1 bergetar di
dalam air. Apakah yang berlaku kepada
laju bunyi?
bertambah
[1 mark]