16) Gelombang JS

download 16) Gelombang JS

of 64

  • date post

    26-Sep-2015
  • Category

    Documents

  • view

    219
  • download

    4

Embed Size (px)

description

Gelombang adalah getaran yang merambat melalui medium pelantara.

Transcript of 16) Gelombang JS

  • Gelombang

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**GelombangPartikel: konsentrasi materi, dapat mentransmisikan energi.Gelombang: distribusi lebar (broad) dari energi, mengisi ruang yang dilaluinya gangguan yang menjalar (bukan medium).Mekanika Kuantum: gelombang materi (matter waves)GelombangParticle

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Tipe GelombangTiga tipe gelombang: Gelombang Mekanik (bunyi, air, perlu medium untuk menjalar) Gelombang Elektromagnetik (cahaya, radio, tidak perlu medium) Gelombang MateriContoh gelombang:Gelombang air (air bergerak naik & turun)Gelombang bunyi (udara bergerak maju & mundur)Gelombang stadium (orang bergerak naik & turun)Gelombang cahaya (apa yang bergerak??)

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Tipe GelombangGelombang Transversal: Perpindahan medium Arah jalar gelombangGelombang Longitudinal: Perpindahan medium Arah jalar gelombangMenurut arah gangguan relatif terhadap arah propagasi:

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Tipe GelombangGelombang Longitudinal

    Gelombang Transversal

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Tipe GelombangGelombang Air

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Tipe GelombangGelombang Permukaan Rayleigh

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Sifat GelombangPanjang Gelombang: Jarak antara titik-titik identik pada gelombang.Amplitudo: Perpindahan maksimum A dari sebuah titik pada gelombang.Perioda: Waktu T dari sebuah titik pada gelombang untuk melakukan satu osilasi secara komplit.

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**f = 1/T : Frekuensi, jumlah perioda per detik (Hertz, Hz)l = vT v = l/T = l fSifat GelombangLaju: Gelombang bergerak satu panjang gelombang dalam satu perioda T sehingga lajunya v = / T.

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**ContohSebuah kapal melempar sauh pada suatu lokasi dan diombang-ambingkan gelombang naik dan turun. Jika jarak antara puncak gelombang adalah 20 meter dan laju gelombang 5 m/s, berapa lama waktu Dt yang dibutuhkan kapal untuk bergerak dari puncak ke dasar lembah gelombang?Diketahui v = l / T, maka T = l / v. Jika = 20 m dan v = 5 m/s, maka T = 4 secWaktu tempuh dari puncak ke lembah adalah setengah perioda, jadi t = 2 sec

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Laju bunyi di udara sedikit lebih besar dari 300 m/s, dan laju cahaya di udara kira-kira 300,000,000 m/s. Misal kita membuat gelombang bunyi dan gelombang cahaya yang keduanya memiliki panjang gelombang 3 m. Berapa rasio frekuensi gelombang cahaya terhadap gelombang bunyi?Contoh

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Berapakah frekuensi tersebut???Contoh

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Panjang gelombang microwave yang dihasilkan oleh oven microwave kira-kira 3 cm. Berapa frekuensi yang dihasilkan gelombang ini yang menyebabkan molekul air makanan anda bervibrasi?Contoh34

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Koefisien absorbsi dari air sebagai fungsi dari frekuensi.36

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Fungsi Gelombangy(x,t) = ym sin(kx-wt)ym: amplitudokx-wt : fasa Kita menggunakan fungsi sinusoid untuk menggambarkan berbagai gelombang

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**(a) k = 60 cm-1, T=0.2 s, zm=3.0 mmz(y,t)=zmsin(ky-wt)w = 2p/T = 2p/0.2 s =10ps-1z(y, t)=(3.0mm)sin[(60 cm-1)y -(10ps-1)t](a) Tuliskan persamaan yang gelombang sinusoidal transversal yang menjalar pada tali dalam arah y dengan bilangan gelombang 60 cm-1, perioda 0.20 s, dan amplitudo 3.0 mm. Ambil arah z sebagai arah transversal. (b) Berapa laju transversal maksimum dari titik pada tali?Contohuz,max= wzm = 94 mm/s

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**SoalGelombang sinusoidal dengan frekuensi 500 Hz menjalar dengan laju 350 m/s. (a) Berapa jarak dua titik yang berbeda fasa /3 rad? (b) Berapa beda fasa antara dua pergeseran pada suatu titik dengan perbedaan waktu 1.00 ms ? f = 500Hz, v=350 mm/sy(x,t) = ymsin(kx-wt)

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Mengapa sinusoid?Komposisi Fourier dari gelombang square

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Mengapa sinusoid?Gelombang gigi gergaji Pulse train

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Laju GelombangSeberapa cepat bentuk gelombang menjalar?Pilih sebuah perpindahan tertentu fasa tertentukx-wt = konstany(x,t) = ymsin(kx-wt)v>0y(x,t) = ymsin(kx+wt)v
  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Gelombang pada taliApa yang menentukan laju gelombang? Tinjau sebuah pulsa yang menjalar pada sebuah tali:Tegangan tali adalah F Massa per satuan panjang adalah (kg/m)Bentuk tali pada daerah maksimum pulsa adalah lingkaran dengan jari-jari RMisalkan:

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Gelombang pada tali ...Gaya total FNET adalah jumlah tegangan F pada ujung-ujung segmen tali.Total gaya pada arah-yTinjau gerak bersama dengan pulsaGunakan F = ma pada segmen kecil tali di punck pulsa

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Massa m dari segmen adalah panjangnya (R x 2) dikalikan massa per satuan panjang .Gelombang pada tali ...

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Percepatan a dari segmen adalah v 2/ R (sentripetal) dalam arah-y.Gelombang pada tali ...

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Jadi FNET = ma menjadi:Gelombang pada tali ...

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Jadi didapat:Jika tegangan makin besar, laju bertambah.Jika tali makin berat, laju berkurang.Seperti disebutkan sebelumnya, ini bergantung hanya pada sifat alami medium, bukan pada amplitudo, frekuensi, dst. dari gelombang.v tegangan F massa per satuan panjang Gelombang pada tali ...

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Daya GelombangGelombang menjalar karena tiap bagian dari medium meng-komunikasikan geraknya pada bagian di sekitarnya.Energi di-transfer karena ada kerja yang dilakukan! Berapa energi yang bergerak pada tali per satuan waktu. (atau berapa daya-nya?)P

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Daya Gelombang ...Bayangkan tali bagian kiri digerakkan naik dan turun dalam arah y.Anda pasti melakukan kerja karena F.dr > 0 saat tangan anda bergerak naik dan turun.Energi pasti bergerak menjauh dari tangan anda (ke kanan) karena energi kinetik (gerak) dari tali tetap sama.P

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Bagaimana energi bergerak?Tinjau sembarang posisi x pada tali. Tali di bagian kiri x melakukan kerja pada tali di bagian kanan x, sama seperti yang dilakukan tangan anda:x x

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Daya sepanjang taliKarena v hanya dalam arah sumbu y, untuk menghitung Daya = F.v kita hanya perlu mencari Fy = -F sin -F jia kecil.Kecepatan v dan sudut pada sembarang titik pada tali dapat dicari dengan mudah: Jika x F vy Fydydx

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Daya ...Jadi:Tapi kita telah tunjukkan and

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Daya Rata-rataKita baru saja menunjukkan bahwa daya yang mengalir melalui titik x pada tali pada waktu t diberikan oleh:Sering kali kita hanya tertarik pada daya rata-rata pada tali. Dengan mengingat bahwa nilai rata-rata dari fungsi sin2 (kx - t) is 1/2 , maka dapat dituliskan:Secara umum, daya gelombang sebanding dengan laju gelombang v dan amplitudo kuadrat A2.

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Energi GelombangTelah ditunjukkan bahwa energi mengalir sepanjang tali.Sumber energi ini (dalam contoh kita) adalah tangan yang menggoyang tali naik dan turun.Tiap segmen dari tali mentransfer energi pada (melakukan kerja pada) segmen berikutnya dengan menggerakkannya, sama seperti tangan..Jadiadalah energi rata-rata per satuan panjang

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Contoh Daya: Sebuah tali dengan massa = 0.2 kg/m diletakkan di atas lantai licin. Salah satu ujungnya anda pegang dan digoyangkan ke kanan dan kiri dua kali per detik dengan amplitudo of 0.15 m. Anda melihat bahwa jarak antara dua perut dari gelombang adalah 0.75 m.Berapa rata-rata daya yang anda berikan pada tali?Berapa energi rata-rata per satuan panjang dari tali?Berapa tegangan tali?A = 0.15 m = 0.75 mf = 2 Hz

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Contoh Power ... Diketahui A, dan = 2f. Ditanya v! Ingat v = f = (.75 m)(2 s-1) = 1.5 m/s . Jadi:Daya rata-rata

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Contoh Daya ... Jadi:Energi rata-rata per satuan panjang

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Contoh Daya ... Diketahui bahwa tegangan tali bergantung pada laju gelombang dan rapat massa:

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelombang - Fisika Dasar 2**Contoh : Daya GelombangSebuah gelombang menjalar pada tali. Jika amplitudo dan panjang gelombang dibuat menjadi dua kali, berapa kali perubahan daya rata-rata yang dibawa oleh gelombang? (Laju gelombang tidak berubah).(a) 1 (b) 2 (c) 4 Pi Pf

    Gelombang - Fisika Dasar 2

  • Gelomba