Post on 20-Feb-2018
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
1/31
FISIKA DASAR
MUH. SA
OSILASI DAN GELOMBANG
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
2/31
Osilasi/getaran
Getaranmerupakan gerakan bolak-balik suatu benda padasetimbangnyaKarakteristik Getaranadalah gerak bersifat perioi!.
Besaran"besaran paa getaran#
Amplit$o %A simpangan maksimsetimbang m!
'erioa %( "aktu #ang dibut
menghasilkan satu getaran penuh sFrek$ensi %f ban#akn#a getaran
dalam setiap detik H%!Frek$ensi s$$t %)& ' ()f' ()
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
3/31
erak *armonik Seer+ana %G*S&
F kx= , ' ga#a pemulihk ' konstanta pegas ' simpangan*peruba
*$
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
4/31
,onto+#
Sebuah pegas #ang di letakkan seara /ertial mengalami pan$ang sebesar 0 m karena ditekan dengan menggundengan massa (11 kg g ' 234 m*s(!. tentukan konstatersebut dan hitung perubahan pan$ang pegas $ika dibsebesar 011 kg.
2
4
200 9,8 / 1960
19606,5 10
0,03
F mg
kg m s N
F N Nkmx m
=
= =
= = =
4
300 9,8
6,5 10
mkgFx
Nkm
= =
Konstanta pegas 'er$ba+an pan-ang
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
5/31
.
.
1 2pk k k= +
1 2
1 1 1
sk k k
= +
'egas Seri 'egas 'aralel
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
6/31
.
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
7/31
ergi paa osilator +armonis seer+ana
2
2
:
1
2:
1
2
p
k
Energi potensial pegas
E kx
Energi kinetik pegas
E mv
=
=
2 21 12 2
E mv kx= +
5ada titik ekstrim3 ' -A dan ' A3 semua energ# ters
pegas sebagai energ# potensial. 5ada titik ekstrim ini 3 Massebentar pada "aktu berubah arah3 sehingga / ' 1
( )2 2 21 1 10
2 2 2E m kA kA= + =
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
8/31
ngkan pada titik setimbang3 ' 13 semua energ# merupakan e
( )22 2
0 0
1 1 10
2 2 2E mv k mv= + = %1&
ubtitusi persamaan 7! ke persamaan (!
2 2 21 1 1
2 2 2mv kx kA+ = %2&
( )2
2 2 2 2
21
k k xv A x A
m m A
= =
%3&
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
9/31
Dari persamaan (! dan 0!
2 2
0
1 1
2 2mv kA=
2 2
0
kv A
m
=
%4&
Dari persamaan 8! dan 9!
2
0 21 xv v A=
rsamaan :! men#atakan keepatan benda di semua posisi
%5&
maan 9! men#atakan keepatan maksimum benda ketika mele
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
10/31
,onto+#
Sebuah pegas merenggang 13781 m ketika digantungkdengan massa 130kg g ' 234 m*s(!. 5egas kemudian diren137 m dari titk setimbang ini kemudian dilepaskan. +entukaa! ;onstanta pegas k!b! Amplitudo osilasi A!! ;eepatan maksimum /1!
d! Besar keepatan /! metika massa berada 1318kesetimbangan
e! Besar perepatan maksimum benda tersebutersal
Ara+ rambat tegak l
Ara+ getar
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
22/31
;eepatan gelombang bergantung pada sifat mediumgelombang merambat. ;eepatan gelobang pada tterentang3 bergantung pada tegangan tali %F(&
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
23/31
Gelombang longit$inal
Ara+ rambat se-a-ar ara+ getar
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
24/31
;eepatan gelombang longitudinal mempun#ai bentuk #ansama dengan keepatan gelombang trans/ersal pada tali.
faktor gaya elastis
faktor inersia
v =
elombang longitudinal #ang merambat seban$ang medium#ang pan$ang3
Untuk gelombang longitudinal #ang merambat dalam %atau gas6
Ev
=
dimana:
E mod!l!s elastis
massa "enis medi!m
dimana:
# mod!l!s $!lk
massa "enis medi!m
B
v
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
25/31
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
26/31
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
27/31
,onto+#
;eepatan suara pada rel kereta api6 kereta api #ang $aumengeluarkan suara pada reln#a. Berapa lama "aktu #anggelombang suara tersebut untuk menempuh rel ba$a
tersebut masih se$auh 731 kmC ' (11 712N*m( dan E kg*m0!
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
28/31
rgi yang iba.a ole+ Gelombang %Intensitas&
21
2E kA=
Dari persamaan disamping dapat dilenerg# sebanding dengan kuadrat dari
Intensitasmerupakan ayaenerg# per satuan "aktu! #melintasi satu daerah tegak lurus terhadap aliran energi
energydayawaktuI
luas luas= =
2I A
Fik l b li k l d i b k
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
29/31
Fika gelombang mengalir ke luar dari sumber ke semgelombang tersebut merupakan gelombagn tiga dimensi3 suara.
24
daya P I
luas r = =
a da#a 5! dari sumber konstan3 maka intenistas berkurang seb
2
1I
r
Fika kita mengambil dua titik dengan $arak r7 dan r( dar
maka6
Amplitudo $uga akan berkurang
1A
r
2 11 2
A r
A r=
2
1 22
2 1
I rI r=
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
30/31
,onto+#
Fika suatu gempa bumi dengan intensitas #ang ber$arak sumbern#a adalah 731 719"*m3 berapa intensitas pada $dari sumberC
2
1 22
2 1
I rI r
=
nsitas i+$b$ngkan engan amplit$e an 6rek$
7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang
31/31
nsitas i+$b$ngkan engan amplit$e an 6rek$
Dengan demikian3 intensitas I dari sebuah gelombangda#a #ang diba"a melalui area tegak lurus terhadap alira
2 2 2
2 2 2
1 1; 4
2 2
2
kE kA f k mf
m
E mf A
= = =
=
2 2 2
2 2 2
2
; ;
2
E mf A
m V V Sl l vt
E Svtf A
== = =
=
2 2 2
2
E
P Svf At = =
2 2 22P
I vf AS
= =