STUDI ANALISIS INTENSITAS KONSUMSI ENERGI PADA SEBUAH BANGUNAN.docx
113451958 Energi Dan Intensitas Gelombang
-
Upload
andri-nurdiansyah -
Category
Documents
-
view
21 -
download
1
Transcript of 113451958 Energi Dan Intensitas Gelombang
-
Energi dan Intensitas Gelombang
Gelombang dapat merambat dari satu tempat ke tempat lain melalui medium yang bermacam-macam.
Gelombang dapat merambatkan energi. Dengan demikian, gelombang mempunyai energi. Jika udara atau gas
dilalui gelombang bunyi, partikel-partikel udara akan bergetar sehingga setiap partikel akan mempunyai energi
sebesar:
E =
m
E = energi gelombang (J)
= frekuensi sudut (rad/s)
m= massa ( Kg)
A = amplitudo (m)
Intensitas Gelombang Bunyi
Intensitas bunyi menyatakan energi bunyi tiap detik (daya bunyi) yang menembus bidang setiap satuan luas
permukaan secara tegak lurus, dirumuskan dalam persamaan:
I=
=
dengan I adalah intensitas bunyi (watt/m2), A adalah luas bidang permukaan (m2), P menyatakan daya bunyi
(watt).
Taraf Intensitas Bunyi
Intensitas gelombang bunyi yang dapat didengar manusia rata-rata 10-12 watt/m2, yang disebut ambang
pendengaran. Sementara itu, intensitas terbesar bunyi yang masih terdengar oleh manusia tanpa menimbulkan
rasa sakit adalah 1 watt/m2, yang disebut ambang perasaan. Hal itu menyebabkan selang intensitas bunyi yang
dapat merangsang pendengaran itu besar, yaitu antara 10-12 watt/m2 sampai 1 watt/m2. Oleh karena itu, untuk
mengetahui taraf intensitas (TI) bunyi, yaitu perbandingan antara intensitas bunyi dengan harga ambang
pendengaran, digunakan skala logaritma, yang dirumuskan dalam persamaan:
TI=10
dengan TI menyatakan taraf intensitas bunyi (dB), I0 adalah harga ambang intensitas bunyi (10 watt/m2), dan I adalah intensitas bunyi (watt/m2).
Besaran TI tidak berdimensi dan mempunyai satuan bel, atau jauh lebih umum desibel (dB), yang besarnya bel
(1 bel = 10 dB).
Dari Web : http://basistik.blogspot.com/2011/08/energi-dan-intensitas-gelombang.html
-
Sifat Sifat Gelombang
Pada pembahasan ini kita akan mempelajari sifat sifat gelombang yang meliputi pemantulan,
pembiasan, disperse, interferensi, difraksi dan polarisasi.
Secara umum sifat sifat gelombang adalah:
1) Dapat mengalami pemantulan atau refleksi;
2) Dapat mengalami pembiasan atau refraksi;
3) Dapat mengalami superposisi atau interferensi;
4) Dapat mengalami lenturan atau difraksi, dan;
5) Dapat mengalami pengutuban atau polarisasi.
a. Pemantulan Gelombang (Refleksi Gelombang)
gambar:refraksi gelombang.jpg
Pemantulan gelombang pada tangki riak, pada pemantulan ini diperoleh gelombang lingkaran yang pusatnya adalah sumber gelombang S. Gelombang pantul yang dihasilkan oleh bidang lurus juga berupa gelombang lingkaran S sebagai pusat lingkaran. Jarak S ke bidang pantul sama dengan jarak s ke bidang pantul. Menurut Hukum Snellius, gelombang dating, gelombang pantul, dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut dating akan sama dengan sudut pantul, seperti tampak pada gambar berikut: Untuk gelombang dua atau tiga dimensi seperti gelombang air, kita mengenal dengan istilah sinar gelombang dan muka gelombang.
Muka Gelombang
Muka gelombang (Front wave) didefinisikan sebagai tempat kedududkan titik titik yang
memiliki fase yang sama pada gelombang, pada gambar di samping ini menunjukkan lingkaran
lingkaran tersebut merupakan muka gelombang. Jarak antara muka gelombang yang berdekatan
sama dengan satu gelombang (). Sinar gelombang adalah garis yang ditarik dengan arah tegak
lurus terhadap muka gelombang
-
Bila gelombang melingkar merambat terus kesegala arah maka pada jarak yang jauh dari sumber
gelombang, kita akan melihat muka gelombang yang hamper lurus, seperti halnya gelombang air laut
yang sampai dipantai. Muka gelombang yang seperti ini disebut sebagai muka gelombang bidang.
b. Pembiasan Gelombang (Refraksi Gelombang)
Pada pemantulan gelombang, gelombang yang tiba di batas medium akan dipantulkan ke arah semula. Pada pembiasan, gelombang yang mengenai bidang batas antara dua medium, sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan diteruskan atau dibiaskan. Gelombang yang dibiaskan ini akan mengalami pembelokan arah dari arah semula tergantung pada mediumnya. Pada medium kedua, cepat rambat gelombang mengalami perubahan dan perubahan ini pun tergantung pada mediumnya. Dengan kata lain, pembiasan gelombang adalah pembelokan arah lintasan gelombang etelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda.
gambar:refraksi gelombang1.jpg
Gambar pembiasan sinar dari udara ke air
Pada gambar diatas diperlihatkan pembiasan cahaya dari medium udara dengan indeks bias n, ke
medium air yang memiliki indeks bias n2. Menurut Hukum Snellius tentang pembiasan:
1. Sinar datang, garis normal, dan sinar bias, terletak pads satu hidang datar.
2. Sinar yang datang dari medium dengan indeks bias kecil ke medium dengan indeks bias yang lebih
besar dibiaskan mendekati garis normal, dan sebaliknya.
3. Perbandingan nilai sinus sudut datang (sin i) terhadap sinus sudut bias (sin r) dari satu medium ke
medium lainnya selalu tetap. Perbandingan ini disebut sehagai indeks bias relatif suatu medium
terhadap medium lain. Secara matematis Hukum Snellius dapat dirumuskansebagai berikut:
n1 sin i = n2 sin r
atau
n2 /n1 = sin i / sin r
Dengan n1 adalah indeks bias medium pertama, n2 adalah indeks bias medium kedua, I adalah
sudut dating, dan r adalah sudut bias. Adapun n21 adalah indeks bias relative medium 2 terhadap
medium 1. Indeks bias mutlak didefinisikan sebagai berikut:
-
n= c/v
Dengan :
C = laju cahaya di ruang hampa
V = laju cahaya dalam suatu medium
Indeks bias mutlak ruang hampa (n1 = 1) ke dalam air (n2), indeks bias n2 menjadi indeks bias mutlak
dan dituliskan sebagai berikut:
n2= sin i / sin r
Gambar (a) menunjukkan gelombang air merambat dari satu medium menuju ke medium
lain setelah melewati bidang batas antara kedua medium, gelombang tersebut mengalami
pembelokan. Pada peristiwa tersebut terjadi perubahan arah rambat gelombang dan panjang
gelombang 2 lebih pendek dari pada 1.
Gambar (b) menunjukkan adanya perubahan kecepatan gelombang. Gelombang merambat
dari medium yang memiliki indeks bias n1 ke medium lain dengan indeks bias n2.
Keterangan :
(a) Perubahan panjang gelombang, 2 lebih pendek dari pada 1.
(b) Perubahan kecepatan gelombang, v2 lebih kecil dari pada v1.
Dari kedua gambar tersebut diturunkan persamaan pembiasan gelombang sebagai berikut:
''sini/sinr = v1/v2 = (f1)/(f2 )= 1/2
Dari satu medium ke medium lainnya, frekuensi gelombang tetap. Jadi yang mengalami perubahan
adalah kecepatan dan panjang gelombang
-
Pemantulan Sempurna
Pemantulan sempurna dapat terjadi jika sinar datang dari medium rapat ke medium kurang rapat (udara), dan sudut dating melampaui sudut kritisnya. Penerapan hukum snellius pada pemantulan sempurna memenuhi persamaan seperti dibawah ini, dengan mengetahui perbandingan indeks bias mutlak n1 dan n2 , sudut kritis cahaya dari suatu medium dapat ditentukan.
n2 sin ik= n1 sin r,dengan r =900 sehingga n2 sin
ik = n1
sin ik= n1/n2
c. Interferensi Gelombang
Keterangan:
(a) Dua Gelombang Sefase
(b) Dua gelombang berlawanan fase
Dua gelombang disebut .sefase. jika kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi sama
dan pada setiap saat yang sama memiliki arah simpangan yang sama pula. Adapun dua gelombang
disebut berlawanan fase, jika kedua gelombang tersebut memiliki frekuensi sama, dan pada setiap
seal yang sama memiliki arah simpangan yang berlawanan.
Untuk mengamati interterensi dari dua buah gelombang dapat digunakan sebuah tangki
rink (ripple tank). Pertemuan kedua gelombang akan mengalami interferensi..lika pertemunan kedua
gelombang saling menguatkan, disebut interf reusi maksimum atau interferensi konstruktif. Peristiwa
ini terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombang sefase. Akan tetapi, jika pertemuan
gelombang saling melemahkan, disebut interferensi minimum atau interferensi destruktif. Peristiwa ini
terjadi jika pada titik pertemuan tersebut kedua gelombangnya berlawanan fase.
Jika dua gelombang sefase dan dua gelombang berlawanan fase mengalami
interferensi, akan didapatkan seperti gambar dibawah ini:
Keterangan:
(a) Interferensi maksimum dua gelombang sefase
(b) Interferensi minimum dua gelombang berlawanan fase
-
d. Difraksi gelombang
Peristiwa difraksi atau lenturan dapat terjadi jika
sebuah gelombang melewati sebuah
penghalang atau melewati sebuah celah sempit.
Pada suatu medium yang serba sama,
gelombang akan merambat lurus. Akan tetapi,
jika pada medium tersebut gelomhang
terhalangi, bentuk dan arah perambatannya
dapat berubah.
Perhatikan Gambar diatas. Sebuah gelombang
pada permukaan air merambat lurus. Kernudian,
gelombang tersebut terhalang oleh sebuah
penghalang yang memiliki sebuah celah sempit.
Gelombang akan merambat melewati celah
sempit tersebut. Celah sempit seolah-olah
merupakan sumber gelomhang baru. Oleh
karena itu. setelah melewati celah sempit
gelombang akan merambat membentuk
Imgkaran-lingkaran dengan celah sempit
tersebut sebagai pusatnya.
e. Dispersi Gelombang
Perubahan bentuk gelombang ketika melewati suatu medium disebut disperse gelombang.
Gelombang longitudinal, seperti gelombang bunyi, kecil sekali mengalami disperse atau bahkan tidak
sama sekali. Sifat inilah yang digunakan dalam pencitraan dengan mengunakan USG (Ultra
Sonografi).
Gelombang cahaya mengalami disperse. Dengan sifat disperse gelombang cahaya pada prisma, kita
dapat menentukan lebar spektrum matahari. Misalkan cahaya polikromatik (cahaya matahari)
dilewatkan pada prisma dengan indeks bias n2 dalam medium berindeks bias n1, dan sudut pembias
seperti pada gambar dibawah ini.
Besar sudut yang dibentuk antara sinar yang masuk ke prisma dan yang keluar prisma disebutsudut
deviasi, yang besarnya dapat ditulis sebagai berikut:
D=i+r'-
Keterangan:
= sudut pembias prisma
-
i = besar sudut cahaya dating ke prisma
r = besar sudut cahaya saat meninggalkan prisma
Dengan menggunaka hukum Snellius, kita dapat menghitung sudut deviasi minimum sebagai berikut:
Dm=2i-
Bila sudut pembias lebih besar dari 150 ( > 150) besar sudut deviasi minimum n1 sin ((Dm+ ))/2=
n_2 sin(/2)
Bila sudut pembias lebih kecil dari 150 ( < 150) maka
Dm =(n2/n1 - 1)
Keterangan:
n1 = indeks bias medium di sekitar prisma, bila udara n = 1
n2 = indeks bias prisma
Dm = sudut deviasi minimum (derajat)
Sudut Dispersi
Bila cahaya putih (polikromatik) atau cahaya matahari melewati suatu prisma maka cahaya yang
keluar dari prisma berupa spektrum cahaya matahari yang terdiri atas warna merah, jingga, kuning,
hijau, biru, nilla, dan ungu. Penguraian warna polikromatik menjadi warna monokromatik yang
disebabkan oleh perbedaan cepat rambat dari masing masing warna disebut dengan disperse.
Setiap warna cahaya memiliki sududt deviasi minimum masing masing.
Selisih deviasi warna ungu dengan warna merah disebut sudut dispersi. Jadi, lebar sudut disperse
atau lebar spectrum matahari dapat dinyatakan sebagai berikut:
= (n- 1) - (nm- 1) atau
= (n- nm )
Dengan:
n = indeks bias sinar ungu
nm = indeks bias sinar merah
= sudut disperse
= sudut pembias prisma
f. Polarisasi Gelombang
Gelombang yang hanya merambat pada satu bidang disebut gelombang terpolarisasi linier, sedangkan gelombang yang merambat tidak pada satu bidang disebut gelombang takterpolarisasi.
Keterangan : (a) Gelombang terpolarisasi linier pada arah vertical
(b) Gelombang terpolarisasi linier pada arah horizontal
(c) Gelombang takterpolarisasi
Gelombang cahaya terpolarisasi adalah gelombang cahaya yang getarannya hanya dalam satu
bidang, proses untuk mengubah cahaya takterpolarisasi menjadi cahaya terpolarisasi dikenal sebagai
polarisasi.
Dari Web : http://www.crayonpedia.org/mw/G._Sifat_%E2%80%93_Sifat_Gelombang_12.1