Gelombang longitudinal merupakan salah satu jenis gelombang mekanik yang arah getaran partikelnya sejajar dengan arah rambat gelombang. Contoh gelombang longitudinal yang paling mudah ditemukan adalah gelombang bunyi yang merambat melalui udara. Dalam mempelajari contoh soal gelombang longitudinal, siswa perlu memahami konsep rapatan, renggangan, panjang gelombang, frekuensi, periode, dan cepat rambat gelombang.
Rumus cepat rambat gelombang yang sering digunakan adalah:
v = λ × f
Keterangan:
- v = cepat rambat gelombang (m/s)
- λ = panjang gelombang (m)
- f = frekuensi (Hz)
Berikut 30 contoh soal gelombang longitudinal yang disusun dari tingkat dasar hingga menengah, lengkap dengan jawaban dan pembahasannya.
Soal Nomor 1
Pertanyaan
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getaran partikelnya ….
Pilihan Jawaban
A. Tegak lurus terhadap arah rambat
B. Sejajar dengan arah rambat
C. Berlawanan dengan arah gravitasi
D. Membentuk sudut 45° terhadap arah rambat
E. Tidak memiliki arah rambat
Jawaban Benar
B. Sejajar dengan arah rambat
Pembahasan Lengkap
Pada gelombang longitudinal, partikel medium bergetar maju-mundur dalam arah yang sejajar dengan arah rambat gelombang. Gelombang bunyi di udara merupakan salah satu contohnya.
Kompetensi yang Diukur
Memahami karakteristik gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan arah getaran partikel pada gelombang longitudinal.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C1 – Mengingat
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 2
Pertanyaan
Pada gelombang longitudinal terdapat daerah yang disebut ….
Pilihan Jawaban
A. Puncak dan lembah
B. Bukit dan lembah
C. Rapatan dan renggangan
D. Simpul dan perut
E. Amplitudo dan frekuensi
Jawaban Benar
C. Rapatan dan renggangan
Pembahasan Lengkap
Gelombang longitudinal memiliki daerah rapatan, yaitu bagian ketika partikel-partikel medium berdekatan, dan daerah renggangan, yaitu bagian ketika partikel-partikel medium berjauhan.
Kompetensi yang Diukur
Mengidentifikasi bagian-bagian gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu membedakan rapatan dan renggangan.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C1 – Mengingat
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 3
Pertanyaan
Contoh gelombang longitudinal yang paling tepat adalah ….
Pilihan Jawaban
A. Gelombang pada tali
B. Gelombang permukaan air
C. Gelombang bunyi di udara
D. Gelombang cahaya
E. Gelombang pada senar gitar secara transversal
Jawaban Benar
C. Gelombang bunyi di udara
Pembahasan Lengkap
Gelombang bunyi yang merambat melalui udara merupakan gelombang longitudinal. Partikel udara bergetar maju-mundur sejajar dengan arah rambat bunyi.
Kompetensi yang Diukur
Mengidentifikasi contoh gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan contoh gelombang longitudinal dalam kehidupan sehari-hari.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C2–Memahami)
C2 – Memahami
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 4
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki frekuensi 5 Hz dan panjang gelombang 2 m. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 m/s
B. 5 m/s
C. 7 m/s
D. 10 m/s
E. 12 m/s
Jawaban Benar
D. 10 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- λ = 2 m
- f = 5 Hz
Rumus:
v = λ × f
v = 2 × 5
v = 10 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 10 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung cepat rambat gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi untuk menentukan cepat rambat.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3–Menerapkan)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 5
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal merambat dengan cepat rambat 20 m/s dan memiliki frekuensi 4 Hz. Panjang gelombangnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 m
B. 4 m
C. 5 m
D. 8 m
E. 10 m
Jawaban Benar
C. 5 m
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- v = 20 m/s
- f = 4 Hz
Dari rumus:
v = λ × f
Maka:
λ = v/f
λ = 20/4
λ = 5 m
Jadi, panjang gelombangnya adalah 5 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengubah persamaan cepat rambat gelombang untuk mencari panjang gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3–Menerapkan)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 6
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki panjang gelombang 3 m dan cepat rambat 12 m/s. Frekuensi gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 Hz
B. 3 Hz
C. 4 Hz
D. 6 Hz
E. 9 Hz
Jawaban Benar
C. 4 Hz
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- λ = 3 m
- v = 12 m/s
Gunakan rumus:
v = λ × f
f = v/λ
f = 12/3
f = 4 Hz
Jadi, frekuensi gelombang adalah 4 Hz.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung frekuensi gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan frekuensi berdasarkan cepat rambat dan panjang gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3–Menerapkan)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 7
Pertanyaan
Jarak antara dua rapatan yang berurutan pada gelombang longitudinal disebut ….
Pilihan Jawaban
A. Amplitudo
B. Periode
C. Frekuensi
D. Panjang gelombang
E. Cepat rambat
Jawaban Benar
D. Panjang gelombang
Pembahasan Lengkap
Pada gelombang longitudinal, jarak antara dua rapatan yang berurutan atau dua renggangan yang berurutan merupakan satu panjang gelombang (λ).
Kompetensi yang Diukur
Memahami konsep panjang gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan definisi panjang gelombang pada gelombang longitudinal.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C2–Memahami)
C2 – Memahami
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 8
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki frekuensi 10 Hz. Periode gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,01 s
B. 0,05 s
C. 0,1 s
D. 1 s
E. 10 s
Jawaban Benar
C. 0,1 s
Pembahasan Lengkap
Hubungan antara periode dan frekuensi adalah:
T = 1/f
Dengan f = 10 Hz:
T = 1/10
T = 0,1 s
Jadi, periode gelombang adalah 0,1 sekon.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung periode gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan periode berdasarkan frekuensi gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3–Menerapkan)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 9
Pertanyaan
Jika frekuensi sebuah gelombang longitudinal diperbesar, sedangkan cepat rambat gelombang tetap, maka panjang gelombangnya akan ….
Pilihan Jawaban
A. Bertambah
B. Berkurang
C. Tetap
D. Menjadi nol
E. Tidak dapat ditentukan
Jawaban Benar
B. Berkurang
Pembahasan Lengkap
Dari hubungan:
v = λ × f
Jika v tetap, maka panjang gelombang berbanding terbalik dengan frekuensi. Ketika frekuensi diperbesar, panjang gelombang menjadi lebih kecil.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan antara cepat rambat, frekuensi, dan panjang gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan perubahan panjang gelombang ketika frekuensi berubah pada cepat rambat tetap.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C4–Menganalisis)
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 10
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal merambat dengan cepat 30 m/s dan frekuensi 6 Hz. Panjang gelombangnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 m
B. 3 m
C. 4 m
D. 5 m
E. 6 m
Jawaban Benar
D. 5 m
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- v = 30 m/s
- f = 6 Hz
Gunakan rumus:
v = λ × f
λ = v/f
λ = 30/6
λ = 5 m
Jadi, panjang gelombang tersebut adalah 5 m.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung panjang gelombang berdasarkan cepat rambat dan frekuensi.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menerapkan rumus cepat rambat gelombang untuk menentukan panjang gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C3–Menerapkan)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 11
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki panjang gelombang 4 m dan frekuensi 8 Hz. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 m/s
B. 16 m/s
C. 24 m/s
D. 32 m/s
E. 40 m/s
Jawaban Benar
D. 32 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- λ = 4 m
- f = 8 Hz
Rumus:
v = λ × f
v = 4 × 8 = 32 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 32 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung cepat rambat gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan rumus v = λ × f.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 12
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki frekuensi 5 Hz. Jika cepat rambatnya 25 m/s, panjang gelombangnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 2 m
B. 4 m
C. 5 m
D. 10 m
E. 125 m
Jawaban Benar
C. 5 m
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- v = 25 m/s
- f = 5 Hz
Panjang gelombang:
λ = v/f
λ = 25/5 = 5 m
Jadi, panjang gelombangnya adalah 5 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung panjang gelombang dari cepat rambat dan frekuensi.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 13
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki periode 0,25 sekon dan panjang gelombang 2 m. Cepat rambat gelombangnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,5 m/s
B. 2 m/s
C. 4 m/s
D. 8 m/s
E. 10 m/s
Jawaban Benar
D. 8 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- T = 0,25 s
- λ = 2 m
Frekuensi:
f = 1/T = 1/0,25 = 4 Hz
Kemudian:
v = λ × f
v = 2 × 4 = 8 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 8 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghubungkan periode, frekuensi, dan cepat rambat gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan cepat rambat menggunakan periode dan panjang gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 14
Pertanyaan
Dalam suatu gelombang longitudinal terdapat 6 rapatan dan 6 renggangan secara bergantian. Jika jarak dari rapatan pertama ke rapatan terakhir adalah 10 m, panjang gelombangnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 1 m
B. 2 m
C. 2,5 m
D. 3 m
E. 5 m
Jawaban Benar
B. 2 m
Pembahasan Lengkap
Dari rapatan pertama ke rapatan terakhir terdapat 5 jarak antarrapatan. Setiap jarak antarrapatan sama dengan satu panjang gelombang.
Maka:
5λ = 10 m
λ = 10/5 = 2 m
Jadi, panjang gelombangnya adalah 2 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang gelombang berdasarkan jarak antarrapatan.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menganalisis jumlah panjang gelombang pada susunan rapatan.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 15
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal mempunyai frekuensi 20 Hz dan panjang gelombang 0,5 m. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 m/s
B. 10 m/s
C. 20 m/s
D. 40 m/s
E. 50 m/s
Jawaban Benar
B. 10 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- f = 20 Hz
- λ = 0,5 m
Gunakan:
v = λ × f
v = 0,5 × 20 = 10 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 10 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung cepat rambat gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menerapkan rumus cepat rambat pada data desimal.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 16
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal merambat dengan kecepatan 60 m/s dan memiliki panjang gelombang 3 m. Frekuensinya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 Hz
B. 15 Hz
C. 20 Hz
D. 30 Hz
E. 180 Hz
Jawaban Benar
C. 20 Hz
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- v = 60 m/s
- λ = 3 m
Rumus:
f = v/λ
f = 60/3 = 20 Hz
Jadi, frekuensinya adalah 20 Hz.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan frekuensi gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung frekuensi berdasarkan cepat rambat dan panjang gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 17
Pertanyaan
Jika frekuensi gelombang longitudinal adalah 4 Hz, jumlah getaran yang terjadi dalam waktu 5 sekon adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 getaran
B. 9 getaran
C. 15 getaran
D. 20 getaran
E. 25 getaran
Jawaban Benar
D. 20 getaran
Pembahasan Lengkap
Jumlah getaran dapat dihitung dengan:
n = f × t
n = 4 × 5 = 20 getaran
Jadi, dalam 5 sekon terjadi 20 getaran.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan jumlah getaran berdasarkan frekuensi dan waktu.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung jumlah getaran yang terjadi dalam interval waktu tertentu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 18
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal mempunyai periode 0,2 sekon. Frekuensi gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,2 Hz
B. 2 Hz
C. 5 Hz
D. 10 Hz
E. 20 Hz
Jawaban Benar
C. 5 Hz
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
T = 0,2 s
Frekuensi:
f = 1/T
f = 1/0,2 = 5 Hz
Jadi, frekuensi gelombang adalah 5 Hz.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan frekuensi dari periode.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan hubungan antara frekuensi dan periode.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 19
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki panjang gelombang 1,5 m dan frekuensi 12 Hz. Cepat rambat gelombangnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 8 m/s
B. 12 m/s
C. 13,5 m/s
D. 18 m/s
E. 24 m/s
Jawaban Benar
D. 18 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- λ = 1,5 m
- f = 12 Hz
Maka:
v = λ × f
v = 1,5 × 12 = 18 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 18 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung cepat rambat gelombang dengan panjang gelombang desimal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menerapkan rumus v = λ × f dengan tepat.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 20
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal merambat dengan cepat 40 m/s. Jika frekuensinya 8 Hz, periode gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,025 s
B. 0,05 s
C. 0,125 s
D. 0,2 s
E. 8 s
Jawaban Benar
C. 0,125 s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
f = 8 Hz
Periode:
T = 1/f
T = 1/8 = 0,125 s
Jadi, periode gelombang adalah 0,125 sekon.
Nilai cepat rambat tidak diperlukan untuk menentukan periode karena periode hanya bergantung pada frekuensi.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan periode gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan periode dari nilai frekuensi.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 21
Pertanyaan
Pada gelombang longitudinal, daerah ketika partikel-partikel medium saling berdekatan disebut ….
Pilihan Jawaban
A. Renggangan
B. Rapatan
C. Amplitudo
D. Periode
E. Panjang gelombang
Jawaban Benar
B. Rapatan
Pembahasan Lengkap
Rapatan adalah daerah pada gelombang longitudinal ketika partikel-partikel medium berada lebih berdekatan. Sebaliknya, daerah ketika partikel-partikel lebih berjauhan disebut renggangan.
Kompetensi yang Diukur
Memahami karakteristik gelombang longitudinal.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengidentifikasi daerah rapatan.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C1 – Mengingat
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
1 menit
Soal Nomor 22
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki panjang gelombang 2,5 m dan periode 0,5 s. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 1,25 m/s
B. 2 m/s
C. 5 m/s
D. 7,5 m/s
E. 10 m/s
Jawaban Benar
C. 5 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- λ = 2,5 m
- T = 0,5 s
Karena:
f = 1/T = 1/0,5 = 2 Hz
Maka:
v = λ × f
v = 2,5 × 2 = 5 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 5 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghubungkan panjang gelombang dan periode untuk menentukan cepat rambat.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengubah periode menjadi frekuensi sebelum menghitung cepat rambat.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 23
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal mempunyai cepat rambat 36 m/s dan panjang gelombang 6 m. Frekuensi gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 3 Hz
B. 6 Hz
C. 12 Hz
D. 18 Hz
E. 216 Hz
Jawaban Benar
B. 6 Hz
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- v = 36 m/s
- λ = 6 m
Gunakan:
f = v/λ
f = 36/6 = 6 Hz
Jadi, frekuensi gelombang adalah 6 Hz.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan frekuensi gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menggunakan persamaan gelombang untuk mencari frekuensi.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 24
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki frekuensi 25 Hz. Banyak getaran yang terjadi selama 4 sekon adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 25 getaran
B. 50 getaran
C. 75 getaran
D. 100 getaran
E. 125 getaran
Jawaban Benar
D. 100 getaran
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- f = 25 Hz
- t = 4 s
Jumlah getaran:
n = f × t
n = 25 × 4 = 100 getaran
Jadi, terjadi 100 getaran selama 4 sekon.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan jumlah getaran.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menghitung jumlah getaran berdasarkan frekuensi dan waktu.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 25
Pertanyaan
Jarak antara dua rapatan yang berurutan pada sebuah gelombang longitudinal adalah 3 m. Jika frekuensi gelombang 4 Hz, cepat rambatnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 0,75 m/s
B. 3 m/s
C. 7 m/s
D. 12 m/s
E. 16 m/s
Jawaban Benar
D. 12 m/s
Pembahasan Lengkap
Jarak antara dua rapatan berurutan merupakan satu panjang gelombang.
Jadi:
λ = 3 m
Diketahui:
f = 4 Hz
Maka:
v = λ × f
v = 3 × 4 = 12 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 12 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghubungkan konsep rapatan dengan panjang gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan cepat rambat berdasarkan jarak antarrapatan dan frekuensi.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 26
Pertanyaan
Jika cepat rambat gelombang longitudinal tetap dan panjang gelombangnya menjadi setengah dari semula, frekuensinya akan ….
Pilihan Jawaban
A. Menjadi setengah
B. Tetap
C. Menjadi dua kali lipat
D. Menjadi empat kali lipat
E. Menjadi nol
Jawaban Benar
C. Menjadi dua kali lipat
Pembahasan Lengkap
Dari persamaan:
v = λ × f
Jika v tetap, maka λ dan f berbanding terbalik. Jika panjang gelombang menjadi setengah, frekuensi harus menjadi dua kali lipat agar cepat rambat tetap.
Kompetensi yang Diukur
Menganalisis hubungan antara panjang gelombang dan frekuensi.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan perubahan frekuensi ketika panjang gelombang berubah pada cepat rambat tetap.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Soal Nomor 27
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal mempunyai frekuensi 10 Hz dan periode 0,1 s. Jika panjang gelombangnya 4 m, cepat rambat gelombang adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 4 m/s
B. 10 m/s
C. 20 m/s
D. 40 m/s
E. 50 m/s
Jawaban Benar
D. 40 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- f = 10 Hz
- λ = 4 m
Gunakan:
v = λ × f
v = 4 × 10 = 40 m/s
Nilai periode 0,1 s juga konsisten dengan frekuensi karena:
T = 1/f = 1/10 = 0,1 s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 40 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menerapkan hubungan antara frekuensi, periode, panjang gelombang, dan cepat rambat.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu memeriksa konsistensi besaran-besaran gelombang dan menghitung cepat rambat.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 28
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal merambat sejauh 24 m dalam waktu 3 sekon. Jika frekuensinya 4 Hz, panjang gelombangnya adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 1 m
B. 2 m
C. 3 m
D. 4 m
E. 8 m
Jawaban Benar
B. 2 m
Pembahasan Lengkap
Pertama, tentukan cepat rambat:
v = s/t
v = 24/3 = 8 m/s
Diketahui frekuensi 4 Hz. Maka:
λ = v/f
λ = 8/4 = 2 m
Jadi, panjang gelombangnya adalah 2 m.
Kompetensi yang Diukur
Menentukan panjang gelombang dari jarak, waktu, dan frekuensi.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu menentukan cepat rambat terlebih dahulu sebelum mencari panjang gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C4 – Menganalisis
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 29
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal memiliki panjang gelombang 0,8 m dan periode 0,04 sekon. Cepat rambat gelombang tersebut adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 10 m/s
B. 20 m/s
C. 25 m/s
D. 32 m/s
E. 40 m/s
Jawaban Benar
C. 20 m/s
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
- λ = 0,8 m
- T = 0,04 s
Frekuensi:
f = 1/T
f = 1/0,04 = 25 Hz
Kemudian:
v = λ × f
v = 0,8 × 25 = 20 m/s
Jadi, cepat rambat gelombang adalah 20 m/s.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung cepat rambat menggunakan panjang gelombang dan periode.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu mengubah periode menjadi frekuensi dan menggunakannya untuk menentukan cepat rambat.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Sedang
Estimasi Waktu Pengerjaan
3 menit
Soal Nomor 30
Pertanyaan
Sebuah gelombang longitudinal mempunyai cepat rambat 50 m/s dan frekuensi 10 Hz. Jarak yang ditempuh gelombang selama 2 sekon adalah ….
Pilihan Jawaban
A. 5 m
B. 10 m
C. 50 m
D. 100 m
E. 500 m
Jawaban Benar
D. 100 m
Pembahasan Lengkap
Diketahui:
v = 50 m/s
t = 2 s
Jarak yang ditempuh:
s = v × t
s = 50 × 2 = 100 m
Jadi, gelombang menempuh jarak 100 meter selama 2 sekon.
Frekuensi 10 Hz tidak diperlukan untuk menghitung jarak pada soal ini.
Kompetensi yang Diukur
Menghitung jarak tempuh gelombang.
Indikator Pembelajaran
Siswa mampu memilih besaran yang diperlukan untuk menentukan jarak tempuh gelombang.
Level Kognitif (Taksonomi Bloom C1–C6)
C3 – Menerapkan
Tingkat Kesulitan
Mudah
Estimasi Waktu Pengerjaan
2 menit
Kesimpulan
Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah getaran partikelnya sejajar dengan arah rambat gelombang. Ciri utamanya adalah adanya rapatan dan renggangan. Beberapa besaran penting yang perlu dipahami adalah panjang gelombang (λ), frekuensi (f), periode (T), dan cepat rambat (v).
Hubungan antarbesaran tersebut dapat digunakan untuk menyelesaikan berbagai contoh soal gelombang longitudinal, terutama dengan rumus v = λ × f dan T = 1/f. Dengan memahami konsep dasar dan hubungan antarbesaran tersebut, soal gelombang longitudinal dapat diselesaikan secara sistematis dan tepat.
