Jawaban:

53,3 m/s

Penjelasan:

Dalam masalah ini, gelombang mekanik datang dari udara ke suatu medium dengan indeks bias 4/3 dan sudut datang 37°. Dalam menghitung kecepatan gelombang di dalam medium, kita dapat menggunakan hukum Snellius, yang menyatakan bahwa rasio antara sinus sudut datang dan sinus sudut bias sama dengan rasio antara kecepatan gelombang di udara dan kecepatan gelombang di medium, yaitu:

sin θ₁ / sin θ₂ = v₁ / v₂

di mana:

- θ₁ adalah sudut datang (37°)

- θ₂ adalah sudut bias

- v₁ adalah kecepatan gelombang di udara (40 m/s)

- v₂ adalah kecepatan gelombang di medium yang dicari

• Karena indeks bias medium adalah 4/3, maka dapat dihitung kecepatan gelombang di medium dengan rumus:

n = c/v

v = c/n

di mana:

- c adalah kecepatan gelombang cahaya di ruang hampa (sekitar 3 × 10^8 m/s)

- n adalah indeks bias medium

• Menggabungkan kedua persamaan di atas, maka diperoleh:

sin θ₁ / sin θ₂ = v₁ / v₂

v₂ = v₁ / (sin θ₁ / sin θ₂)

= v₁ sin θ₂ / sin θ₁

• Selanjutnya, untuk mencari sudut bias, dapat menggunakan hukum Snellius lagi, yaitu:

sin θ₂ = n₁ / n₂ sin θ₁

di mana n₁ adalah indeks bias udara (sekitar 1) dan n₂ adalah indeks bias medium (4/3). Dengan menggabungkan persamaan-persamaan tersebut, maka diperoleh:

sin θ₂ = n₁ / n₂ sin θ₁

= 1 / (4/3) sin 37°

= 0.483

v₂ = v₁ sin θ₂ / sin θ₁

= 40 m/s × 0.483 / sin 37°

≈ 53.3 m/s

Jadi, kecepatan gelombang pada medium adalah sekitar 53.3 m/s.