PUSAT PERBUKUANDepartemen Pendidikan NasionaliiPraktisBelajarFisikauntuk Kelas XIISekolah Menengah Atas/Madrasah AliyahPenulis : Aip SaripudinDede Rustiawan K.Adit SugandaPenyunting : Firdaus SukmonoDebby JuwitaPewajah Isi : Yusuf SobariIlustrator : YudianaPewajah Sampul : DasimanHak Cipta Buku ini dibeli oleh Departemen Pendidikan Nasionaldari Penerbit Visindo Media PersadaDiterbitkan oleh Pusat PerbukuanDepartemen Pendidikan NasionalTahun2009Diperbanyakoleh ....HakCipta Pada Departemen Pendidikan NasionalDilindungi Undang-undang530.07AIP AIP SaripudinpPraktis Belajar Fisika 3 : untuk Kelas XII Sekolah Menengah Atas /Madrasah Aliyah Program Ilmu Pengetahuan Alam / penulis, Aip Saripudin,DedeRustiawan K, Adit Suganda; penyunting, Firdaus Sukmono, Debby Juwita; illustrator, Yudiana. Jakarta : Pusat Perbukuan ;Departemen PendidikanNasional, 2009.viii, 260 hlm, : ilus. ; 30 cm.Bibliografi : hlm. 258IndeksISBN978-979-068-812-4 (No. Jil Lengkap)ISBN 978-979-068-815-51. Fisika-Studi dan PengajaranI. JudulII. DedeRustiawan KIII. Adit Suganda IV. Firdaus SukmonoV. Debby JuwitaVI. Yudianahttp://belajaronlinegratis.combukubse@belajaronlinegratis.comiiiKata SambutanPujisyukurkamipanjatkankehadiratAllahSWT,berkatrahmatdankarunia-Nya, Pemerintah, dalam hal ini, Departemen Pendidikan Nasional,pada tahun 2009, telah membeli hak cipta buku teks pelajaran ini dari penulis/penerbituntukdisebarluaskankepadamasyarakatmelaluisitusinternet(website) Jaringan Pendidikan Nasional.BukutekspelajaraninitelahdinilaiolehBadanStandarNasionalPendidikan dan telah ditetapkan sebagai buku teks pelajaran yang memenuhisyaratkelayakanuntukdigunakandalamprosespembelajaranmelaluiPeraturanMenteriPendidikanNasionalNomor22Tahun2007tanggal25Juni2007.Kami menyampaikan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada parapenulis/penerbityangtelahberkenanmengalihkanhakciptakaryanyakepada Departemen Pendidikan Nasional untuk digunakan secara luas olehpara siswa dan guru di seluruh Indonesia.Buku-bukutekspelajaranyangtelahdialihkanhakciptanyakepadaDepartemen Pendidikan Nasional ini, dapat diunduh (down load), digandakan,dicetak,dialihmediakan,ataudifotokopiolehmasyarakat.Namun,untukpenggandaan yang bersifat komersial harga penjualannya harus memenuhiketentuanyangditetapkanolehPemerintah.Diharapkanbahwabukutekspelajaran ini akan lebih mudah diakses sehingga siswa dan guru di seluruhIndonesiamaupunsekolahIndonesiayangberadadiluarnegeridapatmemanfaatkansumberbelajarini.Kamiberharap,semuapihakdapatmendukungkebijakanini.Kepadapara siswa kami ucapkan selamat belajar dan manfaatkanlah buku ini sebaik-baiknya. Kami menyadari bahwa buku ini masih perlu ditingkatkan mutunya.Oleh karena itu, saran dan kritik sangat kami harapkan.Jakarta,Juni2009Kepala Pusat PerbukuanivSekarang ini, ilmu dan teknologiberkembang dengan pesat. Seiring denganperkembangantersebut,Fisikasebagaibagiandariilmudanteknologiikutberkembang pula, baik itu teori maupun penerapannya.Fisikaadalahilmudasarteknologi.Fakta-faktakehidupan,sepertigerak,cahaya, optik, kalor, dan materi lain yang sehari-hari digunakan manusia dipelajaridalam Fisika.Olehkarenaitu,perluadanyapeningkatankualitaspendidikanFisikadisekolah agar membentuk manusia yang memiliki daya nalar dan daya pikir yangbaik, kreatif, cerdas dalam memecahkan masalah, serta mampu mengomunikasikangagasan-gagasannya.PendidikanFisikaharusdapatmembantuAndame-nyongsong masa depan dengan lebih baik.Atasdasarinilah,kamimenerbitkanbukuPraktisBelajarFisikainikehadapanAnda,khususnyaparasiswaSekolahMenengahAtas.Bukuinimenghadirkan aspek kontekstual bagi Anda dengan mengutamakan pemecahanmasalahsebagaibagiandaripembelajaranuntukmemberikankesempatankepada Anda membangun pengetahuan dan mengembangkan potensi diri.Materi dalam buku ini diharapkan dapat membawa Anda untuk memperolehpemahamantentangilmuFisikasebagaiprosesdanproduk.MateripelajaranFisikayangdisajikanbertujuanmembekaliAndadenganpengetahuan,pemahaman, dan sejumlah kemampuan untuk memasuki jenjang yang lebih tinggi,serta mengembangkan ilmu Fisika dalam kehidupan sehari-hari.Oleh karena itu, mendudukkan Praktis Belajar Fisika hanya sebatas teori didalamkelas,akanmembuatsiswakurangmemahaminyadanmenghambattercapainya tujuan pembelajaran. Melalui buku Praktis Belajar Fisika ini, Andadiharapkan dapat menyenangi pelajaran Fisika.Materi-materi bab di dalam buku ini disesuaikan dengan perkembangan ilmudan teknologi terkini. Selain itu, buku ini disajikan dengan bahasa yang mudahdipahami dan komunikatif sehingga seolah-olah Anda berdialog langsung denganpenulisnya. Penulisan buku ini diharapkan dapat menjadi salah satu media atausarana belajar Fisika.Kamimenyadaribahwapenerbitanbukuinitidakakanterlaksanadenganbaik tanpa dukungan dan bantuan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan hatiyang tulus, kami ucapkan terima kasih atas dukungan dan bantuan yang diberikan.Semoga buku ini dapat memberi kontribusi bagi perkembangan dan kemajuanpendidikan di Indonesia.Jakarta, Mei 2007PenerbitKata PengantarvBukuPraktis Belajar Fisika untuk Kelas XII ini terdiri atas sembilan bab,yaitu Gelombang dan Sifat-Sifatnya, Gelombang Bunyi dan Cahaya, Elektrostatika,InduksiMagnet,InduksiElektromagnetikdanArusListrikBolak-Balik,TeoriKuantum, Teori dan Model-Model Atom, Teori Relativitas Khusus, serta Fisika Intidan Radioaktivitas. Di setiap awal bab disajikan Advance Organizer dan Soal Pramateri. AdvanceOrganizer yang dilengkapi denganGambar Pembuka Bab berisi contoh-contohpenerapan atau manfaat dalam kehidupan sehari-hari yang dapat merangsangkeingintahuan Anda tentang materi yang akan dipelajari. Adapun Soal Pramaterimerupakan uji awal pengetahuan umum Anda tentang materi yang akan dipelajariyang dapat mengembangkan kecakapan personal Anda. Untuk membantu Andamemahami materi pelajaran, Gambar dan Ilustrasi disajikan secara menarik danfaktual.Selainitu,disajikanpulatugasKerjakanlahyangmerupakantugassederhanaberupasoaldankegiatanilmiahyangdapatmengembangkankecakapan sosial dan akademik Anda. Ada pula kegiatan Mahir Meneliti danKegiatanSemesteryangperluAndakerjakansecaramandirimaupunberkelompok.Keduakegiatantersebutdapatmenumbuhkansemangatkewirausahaan, etos kerja, semangat inovasi/kreativitas, daya saing, kecakapansosial, dan dapat mengembangkan kecakapan hidup (life skill) Anda.Di setiap akhir materi pelajaran disajikan Soal Penguasaan Materi sebagai bahanevaluasi pemahaman Anda tentang materi yang telah dipelajari, ringkasan materidalam bentuk Rangkuman dan Peta Konsep. Selain itu,di setiap akhir bab dan akhirsemester disajikan Evaluasi Materi Bab dan Evaluasi Materi Semester. Adapun diakhir buku terdapat Evaluasi Materi Akhir Tahunmenguji pemahaman Anda setelahmempelajari materi pelajaran selama satu tahun.Materi pelajaran dalam buku Praktis Belajar Fisika ini juga disertai denganmateri pengayaan, di antaranya:1. Jangan LupaDisajikan untuk mengingat materi yang telah dipelajari sebelumnya yang dapatmengembangkan kecakapan personal Anda.2. Perlu Anda KetahuiBerisiinformasiyangdapatmerangsangkeingintahuanAndasehinggamendorong Anda untuk mencari informasi lebih jauh.3. Loncatan Kuantum (Quantum Leap)PengayaanyangbersifatinformatifinidisajikansecarabilingualsehinggadapatmemperdalamilmubahasaInggrisAndasehinggadapatmengem-bangkan kecakapan personal Anda.4. Jelajah FisikaJelajah Fisika memberikan informasi seputar Fisika termasuk semangat paratokoh Fisika dalam menemukan/menciptakan karyanya dan teknologi dalamdunia Fisika yang dapat menumbuhkan semangat kewirausahaan, etos kerjaserta dapat merangsang keingintahuan Anda.5. Perlu Anda KetahuiBerisiinformasiyangdapatmerangsangkeingintahuanAndasehinggamendorong Anda untuk mencari informasi lebih jauh.6. Pembahasan Soal SPMBPembahasan Soal SPMB membahas soal-soal SPMB yang berkaitan denganmateri yang Anda pelajari.7. Solusi CerdasMerupakan pembahasan soal UAN yang diberikan dengan menggunakan solusisecara praktis dan cepat.Untuk membantu Anda dalam menggunakan buku Praktis Belajar Fisika ini,pada bagian akhir buku ini disajikan Apendiks, Kamus Fisika, dan Indeks.Sekilas Isi BukuviKata Sambutan iiiSekilas Isi Buku ivKata PengantarvA. Medan Magnet ......................................................................... 86B. Gaya Magnet ........................................................................... 95C. Lintasan Partikel Bermuatan dalam Medan Magnet Seragam............ 100D. Momen Gaya Magnet dan Motor Listrik ....................................... 103Evaluasi Materi Bab 4................................................................... 108Kegiatan Semester 1 ............................................................... 111Induksi Magnet ....................................................... 85Bab 4Elektrostatika......................................................... 55A. Benda Bermuatan Listrik ............................................................ 56B. Hukum Coulomb........................................................................ 58C. Medan Listrik .......................................................................... 62D. Potensial Listrik ....................................................................... 69E. Kapasitor................................................................................ 73Evaluasi Materi Bab 3..................................................................... 81Bab 3Gelombang Bunyi dan Cahaya ................................... 23A. Gelombang Bunyi ...................................................................... 24B. Cahaya sebagai Gelombang ......................................................... 38Evaluasi Materi Bab 2..................................................................... 52Bab 2Semester 1Bab 1Gelombang dan Sifat-Sifatnya ....................................... 1A. Istilah-Istilah pada Gelombang........................................................ 2B. Gelombang Transversal dan Longitudinal .......................................... 5C. Gelombang Berjalan..................................................................... 7D. Gelombang Stasioner .................................................................. 9E. Energi dan Intensitas Gelombang ................................................. 12F. Sifat-Sifat Umum Gelombang ...................................................... 13Evaluasi Materi Bab 1..................................................................... 20A. Induksi Elektromagnetik ............................................................ 114B. Beberapa Aplikasi Induksi Elektromagnetik .................................... 126C. Persamaan Arus Listrik Bolak-Balik ............................................ 130D. Resistor, Induktor, dan Kapasitor dalam Rangkaian Arus Bolak-Balik ... 135E. Rangkaian AC RLCSeri ............................................................ 138F. Daya pada Rangkaian AC .......................................................... 142Evaluasi Materi Bab 5................................................................... 147Evaluasi Materi Semester 1 ..................................................... 151Induksi Elektromagnetik dan Arus Listrik Bolak-Balik .... 113Bab 5Daftar IsiviiA. Struktur Inti .......................................................................... 210B. Radioaktivitas ....................................................................... 213C. Teknologi Nuklir ....................................................................... 220Evaluasi Materi Bab 9................................................................... 226Kegiatan Semester 2 ............................................................... 229Evaluasi Materi Semester 2 ..................................................... 231Evaluasi Materi Akhir Tahun .................................................... 234Kunci Jawaban ........................................................................ 240Apendiks................................................................................. 245Kamus Fisika ........................................................................... 251Indeks .................................................................................... 254Daftar Pustaka ....................................................................... 258Fisika Inti dan Radioaktivitas ................................... 209Bab 9A. Radiasi Benda Hitam ............................................................... 156B. Efek Fotolistrik dan Teori Foton Einstein ....................................... 161C. Efek Compton ........................................................................ 164D. Hipotesis de Broglie ................................................................ 165Evaluasi Materi Bab 6................................................................... 169Teori Kuantum ...................................................... 155Semester 2Bab 6Teori Relativitas Khusus .......................................... 191A. Teori Relativitas Newton........................................................... 192B. Eksperimen MichelsonMorley ................................................... 193C. Postulat Einstein untuk Teori Relativitas Khusus ........................... 195D. Kesetaraan Massa dan Energi ................................................... 201Evaluasi Materi Bab 8................................................................... 206Bab 8A. Teori Atom Dalton ................................................................... 174B. Penemuan Elektron dan Model Atom Thomson ............................... 174C. Model Atom Rutherford............................................................ 177D. Spektrum Atom Hidrogen ......................................................... 178E. Model Atom Bohr .................................................................... 180Evaluasi Materi Bab 7................................................................... 188Teori dan Model-Model Atom ................................... 173Bab 7viii3IenandanganonlakdipanlailidakseIaIunenghasiIkankeindahanyangnenyejukkannala.KelikageIonlangaiidiIaulannenlavaeneigiyangsangallesai,onlakdenganukuianlesaidapalnencapaidaialandanneninluIkanlencana,nisaInyalsunaniyangpeinahneIandaAcehdansekilainyapada2OO4dandaeiahvisalaIangandaianpada2OO6.Selenainya,onlakdipanlaileiavaIdaiigeIonlang-geIonlangaiidiIaulan yang neIelai nenjauhi lilik pusalnya nenuju ke lepi panlai.KelikaAndaleiadadilepipanlai,peihalikanIahseluahpeiahuyangsedangdiandilengahIaulan.Sepinlas,AndaakanneIihalpeiahudaIankeadaanlenang,sepeililidakleigangguoIeheneigiapapun.Akanlelapi,jikaAndanenaikipeiahuleiselul,apayangAndaIihalseleIunnyaakanleileda dengan apa yang Anda iasakan. Teinyala, Anda akan neiasa seIaIuleigeiak naik luiun. Mengapa denikian`IeilanyaanleiseluldapaldijavaljikaAndanenguasaikonsepgeIonlang dengan laik. IeIajaiiIah lal ini dengan saksana kaiena di daIanlal ini Anda akan nenpeIajaii geIonlang secaia unun.GeIombang danSifat-Sifatnya3B a b 3Sumber: www.yachtshonalanga.conPadababini,Andaakandia|akuntukdapatnenerapkankonsepdanprinsipgelonbangdalan nenyelesaikan nasalah dengan oara nendeskripsikan ge|ala dan oiri-oiri gelonbangseoaraunun.A. lstiIah-lstiIahpada GeIombangB. GeIombangTransversaI danLongitudinaI0. GeIombangBerjaIanD. GeIombangStasionerE. Energi danlntensitasGeIombangF. Sifat-Sifat UmumGeIombangPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas XllEA lstiIah-lstiIah pada GeIombangKelikaseluahlaIiyangleilenlangdialasnejaalaudiIanlaiAndageiakkannaik-luiunpadasaIahsaluujungnya,geIonlangakanneianlalpadalaIileiselul.DenikianpuIakelikaAndaneIenpaikanseluahlalupadapeinukaanaiikoIan,geIonlangIingkaianakanleilenlukdanneianlal ke lepi koIan. CeIonlang pada laIi dan geIonlang aii neiupakanduaconlohunundaiigc|cnoangnc|ani|,yailugeIonlangyangpeianlalannya neneiIukan nediun, sepeili dipeiIihalkan pada Gambar 1.1.SeIain kedua conloh leiselul, lanyak Iagi conloh geiak geIonlang di sekilaikehidupan, nisaInya geIonlang iadio dan geIonlang leIevisi yang leinasukgc|cnoangc|c||rcnagnc|i|,yailugeIonlangyangpeianlalannyalidakneneiIukan nediun.Gc|cnoangneiupakanpiosesneianlalnyasualugelaianyanglidakdiseilaidenganpeipindahannediunpeianlaianya,lelapihanyanenindahkaneneigi.Sepinlas,kelikaAndanenlayangkangeiakgeIonlang,pailikeI-pailikeIyangdiIaIuigeIonlangakanluiulleigeiakseaiahgeiakgeIonlang.Kenyalaannya,lidakdenikian.IailikeI-pailikeIyangdiIaIuigeIonlanghanyaakanleigeiaknaik-luiundisekilaililikselinlangnya. }adi, geIonlang lidak nenindahkan pailikeI yang diIaIuinya,neIainkan nenindahkan eneigi daii salu lenpal ke lenpal Iain.eleiapa isliIah pada geIonlang niiip dengan isliIah-isliIah pada gelaian,sepeilisinpangan,anpIiludo,fiekuensi,danpeiiode.eiikuladaIahpenjeIasanisliIah-isliIahpenlingyangleikailandengangeiakgeIonlang.3. Panjang GeIombangSalugeIonlangpadalaIididefinisikanleidiiialassalupuncakdansalu Ienlah. Ianjang salu puncak dan salu Ienlah diselul panjang gc|cnoang.Deskiipsigiafisnengenaipanjang,puncak,danIenlahgeIonlangdilunjukkan pada Gambar 1.2. Ianjang geIonlang divakiIi oIeh jaiak anlaialilik A dan L alau jaiak anlaia lilik dan I (dua puncak yang leidekalan)alaujaiakanlaialilikCdanC(duaIenlahyangleidekalan).Senenlaiailu, Iengkungan AC alau LIC diselul puncak geIonlang dan IengkunganCDLalauCHIdiselulIenlahgeIonlang.Gambar 3.EEeskripsi grafis pan|ang,punoak, dan lenbahgelonbang.Sumber: uendela |ptek, 1997Sumber: www.rit.eduaiah gelaiaiah ianlalGambar 3.3Oerak gelonbang padataItalidantbIair.1. Apakah yang Anda ketahuitentang getaran?P. Adakah hubungan antaragetaran dan gelonbang?Jelaskan pendapat Anda.S. Sebutkanlah oontoh-oontohgelonbang yang Andaketahui dalan kehidupansehari-hari.Prana|criSoaIa bA ' ID'DL I' C CHH' I K}OelonbangdanSifat-Sifatnya3E. Periode dan Frekuensi GeIombangPcricdc gc|cnoang adaIah vaklu yang dipeiIukan unluk nenenpuh salupanjanggeIonlang.|rc|ucnsigc|cnoangadaIahjunIahgeIonlangyangneIevalisualulilikseliapsekon.HulungananlaiafiekuensidanpeiiodegeIonlangdinyalakanselagaileiikul.1fT

(1-1)dengan: f =fiekuensi(Hz),danT =peiiode(s).3. 0epat Rambat GeIombangCcpa|ranoa|gc|cnoangadaIahjaiakyangdilenpuhgeIonlangdaIansalusekon.IadageIonlang,daIanpeiiodeT,jaiaklenpuhnyasanadenganpanjanggeIonlangnya()sehinggacepalianlalgeIonlangnyanenenuhi peisanaan leiikul.A

A atau sv v ft T(1-2)dengan:v = cepal ianlal geIonlang (n/s), dan = panjang geIonlang (n).SeoiangneIayanleinanaIskandainencalallahvapuncakgeIonlangaiiIaulneIevalilagianlavahpeiahunyaseliap3s.Iskandainengukuilahvajaiakanlaia dua puncak geIonlang yang leidekalan adaIah 9 n. eiapakah cepal ianlalgeIonlangaiiIaulleiselul`Jawab}aiakanlaiaduapuncakyangleidekalanadaIahpanjanggeIonlangdanvakluyangdipeiIukanunluknenenpuhnyaadaIahpeiiode.Dengandenikian,padasoaI leiselul dikelahui = 9 n dan T = 3 s sehingga sesuai Pcrsamaan (1-2), cepalianlalgeIonlangnyaadaIah

9 m3 m/s.3 svTSeluah lalu dijaluhkan ke daIan aii sehingga pada peinukaan aii linluI IingkaiangeIonlangyangleijaIan.}ikaIingkaianpeilananenenpuhjaiak5neleiseIana2sekondansepanjangiluleidapal2OgeIonlang,lenlukanIah:a. cepalianlalgeIonlang,l. fiekuensigeIonlang,c. peiiodegeIonlang,dand. panjanggeIonlang.JawabDikelahui: }aiak s A = 5 nelei, vaklu | A = 2 sekon, dan junIah geIonlang n = 2O.a. CepalianlalgeIonlangA

A5m2, 5 m/s.2ssvtTsunaniadalahonbakraksasa yang bergerakperlahan dan seoara oepatdapat neningkatketinggiannya ketikanenasuki perairan yangdangkal.KuantumLoncatan1sunani are giant wavesthat slow down and rapidlyincrease in height as theyenter shallow water.Sumber: Science Encyclopedia,PDDD0uantumLeapSumber: Science Encylopedia, PDDDContoh3.3Contoh3.E Cepat ranbat gelonbang Frekuensigelonbang Oelonbangelektronagnetik Oelonbangnekanik Pan|ang gelonbang PeriodegelonbangKata KunciPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll4KecepalanianlalgeIonlangleiganlungpadakaiakleiisliknediunyang diIaIuinya. Selagai conloh, kecepalan geIonlang pada laIi leiganlungpada gaya legangan laIi (|T) dan nassa pei saluan panjang laIi, yailumL.Unluk anpIiludo keciI, hulungannya dileiikan oIeh peisanaan leiikul.

T TF F Lvm(1-3)Kcrjakan!ahdIda!ambuku!atIhanAnda.1. Iada peinukaan sualu danau leidapal dua luah galusyangleipisahsaludaiiIainnyasejauh6Ocn.Keduanyaluiunnaikdialaspeinukaanaiidenganfiekuensi 2 gelaian pei sekon. SaIah salu galus leiadadipuncaklukilgeIonlang,yangIainnyaleiadadiIenlahgeIonlang,sedangkandianlaiakeduagalusiluleidapalsalulukilgeIonlang.TenlukancepalianlalgeIonlangpadapeinukaandanauleiselul.TaIiyangpanjangnya5ndanleilegangan2NdigelaikansehingganenlenlukgeIonlang.}ikanassalaIi6,251O-3kg,lenlukancepalianlalgeIonlangnya.JawabDikelahui: | = 5 n, |T = 2 N, dan n = 6,25 1O-3 kg. Massa peisaluan panjangnya

~~

336, 25 1O kg1, 25 1O kg/n5nn|.sehinggakecepalanianlalgeIonlangpadalaIiadaIah32N1.600 401, 25 10 kg/mTFv

~

n/s.4. Simpangan dan AmpIitudo GeIombangSinpangangc|cnoangadaIahjaiakpailikeIyangdiIaIuigeIonlangkelilik selinlang. Anp|i|udc adaIah sinpangan naksinun. Iada Gambar 1.2,anpIiludo divakiIi oIeh panjang ', DD', alau II'.l. IiekuensigeIonlangadaIahlanyaknyageIonlangseliapsekonsehingga

2O1OHz2snf|c. IeiiodegeIonlang1 1O, 1sekon1OHzTf

d. IanjanggeIonlang 2,5m/s 0,1s 0, 25 vT mIanjanggeIonlangdapaljugadicaiiselagaileiikul.OIehkaienadaIanjaiak5neleileidapal2OgeIonlangnakaA

5nO,252OsnnContoh3.3 Anplitudogelonbang SinpangangelonbangKata KunciSoaI PenguasaanMa|cri 3.3OelonbangdanSifat-Sifatnya5Kelika geIonlang neianlal pada laIi, pailikeI-pailikeI pada laIi leigelainaik-luiundaIanaiahyanglegakIuiusdenganaiahgeiakgeIonlangilusendiii, sepeili leIah diiIusliasikan pada Gambar 1.1. CeIonlang sepeili inidiselul gc|cnoang |ranstcrsa|.SeIaingeIonlangliansveisaI,adajugagc|cnoang|cngi|udina|.IadageIonlangIongiludinaI,pailikeI-pailikeInediunyangdiIaIuigeIonlangleigelaidaIanaiahyangsejajaidenganaiahianlalnya.KelikaseluahsIinki(kunpaianpegasyangleilualdaiiIoganpipih)digelaikansejajaipanjangnyapadasaIahsaluujungnya,gelaianiluakandiianlalkandisepanjangsIinkisehinggalinluIiapalandanienggangan,sepeilidiiIusliasikan pada Gambar 1.3. CeIonlang lunyi juga leinasuk geIonlangIongiludinaI.Kelikaseluahsunleilunyileigelai,ianlalanlunyinenyelalkan udaia yang diIaIuinya nenlenluk iapalan dan ienggangan.Sepeili pada geIonlang liansveisaI, pada geIonlang IongiludinaI punleidapalleleiapaisliIah,sepeilipanjanggeIonlang,fiekuensi,dancepalianlalgeIonlang.DaIanhaIini,panjanggc|cnoangdidefinisikanselagaipanjang salu iapalan dilanlah salu ienggangan. |rc|ucnsi gc|cnoang adaIahjunIah iapalan alau junIah ienggangan yang neIevali sualu lilik liap sekon.Adapun ccpa|ranoa|gc|cnoang sanadenganhasiIkaIipanjanggeIonlangdanfiekuensigeIonlang.KecepalanianlalgeIonlangIongiludinaIleiganlungpadanediunyangdiIaIuinya.Iadazalpadal,kecepalanianlalgeIonlangliansveisaIdinyalakanoIeh

p

Ev(1-4)dengan:| = noduIus eIaslisilas zal padal (Nn2), danp = nassa jenis zal padal (kgn3).B GeIombang TransversaI dan LongitudinaIGambar 3.3Oelonbanglongitudinalpadasebuahslinki.2. CeIonlangaiiIaulnenyelalkanpeinukaanaiinaikluiundenganpeiiode2sekon.}ikajaiakanlaiduapuncakgeIonlang5nelei,leiapaIanavakluyangdipeiIukangeIonlang unluk nencapai jaiak 1O nelei`3. CeIonlang liansveisaI neianlal daii A ke dengancepalianlal12n/spadafiekuensi4HzdananpIiludo5cn.}ikajaiakA=18n,lenlukanlanyaknyageIonlangyangleijadisepanjangA.4. KavalunluksaIuianliansnisiIisliikyangnassanya4O kg diikal di anlaia dua nenaia legangan linggi yangjaiaknya2OOn.SaIahsaluujungkavaldipukuIoIehleknisiyangleiadadisaIahsalunenaiasehinggalinluI geIonlang yang neianlal ke nenaia yang Iain.}ikageIonlangpanluIleideleksiseleIah1Osekon,leiapakahgayalegangankaval`rcnggangan rapatanarahgctararahrambathoduluselastisitastnodulusYoungI nerupakanperbandingan antarategangan dan regangan suatubenda.E ~ | || || |A | || || |tegangan~regangan

dengan:l ~gayatNI,A ~ luas penanpang tnPI,AL ~ perubahan pan|ang tnI, danL ~ pan|ang benda tnI.JanganLupa Oelonbanglongitudinal Oelonbang transversalKata KunciSumber: Physics for Scientists and Engineers Vith |odern Physies, PDDDPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll81. CeIonlanglunyidiudaianeniIikifiekuensiselesai8.5OOHzdanneianlaldengankecepalan34On/s.eiapajauhjaiakanlaialiliklengahduaiapalanyangleidekalan`2. DualuahlendapadalneniIikinoduIuseIaslisilassana,lapileiledanassajenisnya.endapadalyangnanakahyangneniIikicepalianlalgeIonlangIongiludinaIIelihlesaidanapafakloipenyelalnya`3. DikelahuinoduIuseIaslisilasdannassajenisgianil4,51O1ON/n2dan2,71O3kg/n3.a. TenlukancepalianlallunyidaIangianil.l. }ikafiekuensilunyileiselul2.OOOHz,leiapapanjanggeIonlangnya`Dikelahuinassajenisaiidanlajanasing-nasing1.OOOkg/n3dan7.8OOkg/n3,noduIusuIkaii2,O1O9N/n2,dannoduIuseIaslisilaslaja21O11N/n2.Hilungcepalianlallunyipadaa. aii,danl. laja.Jawaba. Dikelahui:ap=1.OOOkg/n2dan8=21O9N/n2.CepalianlallunyidaIanaiiadaIah922 1O1.4141.OOO kg/na8vp

n/s.l. Dikelahui:|=21O11N/n2danbp=7.8OOkg/n3.Cepal ianlal lunyi pada laja adaIah11 232 1O N/n5.O647.8OOkg/no|p

v n/s.unyi neianlal pada lesi yang neniIiki noduIus eIaslisilas 1O11 N/n2 dan nassajenis 7.6OO kg/n3. }ika fiekuensi lunyi 5.OOO Hz, leiapa panjang geIonlangnya`JawabDikelahui: | = 1O11 N/n2,p = 7.8OO kg/n3, dan f = 5.OOO Hz.Cepal ianlal lunyi pada lesi adaIahv = 11 231O N/n= = 3.5817.8OO kg/n|pn/s.Dengan denikian, panjang geIonlangnya adaIah = vf=

3.581n/sO,725.OOOHzn.Kcrjakan!ahdIda!ambuku!atIhanAnda.Senenlaia ilu, cepal ianlal geIonlang IongiludinaI pada zal caii alaugas adaIah p

Bv(1-5)dengan: 8 = noduIus uIk zal caii alau gas (Nn2), danp = nassa jenis zal caii alau gas (kgn3).Contoh3.4Contoh3.5SoaI PenguasaanMa|cri 3.Ehodulus Eulk nerupakanperbandingan antaraperubahan tekanan dan fraksiperubahan volune suatu zatoair atau gas.E ~ perubahan tekanfraksi perubahan volune A

A | || || |

dengan:AP ~ perubahan tekanantN/nPI,AV ~ perubahan volune tnSI,danV ~volunezattnSI.JanganLupaOelonbang yang nenuruniseutas tali nerupakan salahsatu oontoh gelonbangtransversal. Ketika salah satuu|ung seutas tali digerakkan keatas naka setiap partikel didalantaliseoarabergiliranditarik ke atas atau ke bawaholeh gerakan partikelsebelunnya. Pada gelonbangnenan|ang,partikel-partikelsaling nenbentur di sepan|angarah bergeraknya gelonbang.Sumber: uendela |ptek, 1997J e I a j a hF i s i k aGeIombang TransversaIOelonbangdanSifat-Sifatnya7Gc|cnoang ocrja|an adaIah geIonlang yang leigeiak dengan anpIiludolelap. Ciafik sinpangan leihadap jaiak lenpuh sualu geIonlang dilunjukkanpada Gambar 1.4.0 GeIombang BerjaIanGambar 3.4Oelonbangber|alannenilikianplitudotetap.UnluknenenlukansinpangangeIonlangdisualulilik,linjaulilikIpada Gambar 1.4. MisaInya, geIonlang neianlal dengan kecepalan v seaiahsunlu-xposilif.WakluyangdipeiIukangeIonlangunlukneianlaldaiililik O ke lilik I adaIah A| = xvsehingga kelika lilik O leIah leigelai | sekon,lilik I laiu leigelai seIana |I = |O- t A alau |I= | = xv . Daii peisanaan gelaian(q=Asinw|),sinpanganlilikIpadasaallilikOleIahleigelai|sekonadaIahcc c[ [ ~~| j | j\ ) \ )sinsin xy A t A t xv valau c~ sin y A t kx(1-6)dengan:q = sinpangan di lilik I (n alau cn),A = anpIiludo alau sinpangan naksinun (n alau cn),2Tc = fiekuensisudul(iad/s),T=peiiode(s), x = posisi lilik I daii sunlei gelaian/lilik O (daIan n alau cn), |= vaklu (s), dan | = 2vc

= liIangan geIonlang (n-1).Pcrsamaan (1-6) leiIaku jika pada | = O, lilik O leiada di lilik selinlang.}ikapada|=OlilikOleiadapadasinpanganleilenludaiililikselinlangnya, Pcrsamaan (1-6) dapal diluIis nenjadi c 0~ 0sin y A kx t (1-7)dengan00 =sudulfaseavaIgeIonlang(iad).esaian yang leiada daIan kuiung pada Pcrsamaan (1-7) diselul sudu|fasc gc|cnoang yang dinyalakan daIan saluan iad (iadian). Secaia nalenalis,sudul fase diluIis0 c 0 ~ 02 kx t (1-8)dengan =fasegeIonlang(lidakleisaluan).IqAO-A2l 322lxSoIusi0erdasSebuah titik gelonbangneranbat dari titik D ke titik Odengan oepat ranbat 4 n/s,frekuensi P Hz, anplitudoE on, sedangkan |arak OO S n.Sinpangan titik O saat O telahbergetar 1,E s adalah ....a. D onb. P,EP ono. P,ES ond. P,E one. E onO OS nE onPenyeIesaianSebuah gelonbang diketahui:v ~ 4 n/s, f ~ P Hz, dan A ~ E ony ~ A sin[ ~| j\ )P

Sinpangan titik O setelah titikD bergetar 1,E s adalahy~ E sin [ ~| j\ )SP P 1,E4~ E sin3~ E sin~ D onJawab : aUANE00E/E003Praktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll8Daii Pcrsamaan (1-8), leda fase anlaia dua lilik pada vaklu yang sananenenuhi peisanaan

xAA (1-9)denganx A = jaiak anlaia dua lilik (n).Dua lilik pada geIonlang dikalakan scfasc apaliIa jaiak anlaia dua lilikneiupakan keIipalan liIangan luIal daii panjang geIonlangnya, yakni O, 1, 2, 3, ....xAA(1-1O)SelaIiknya, dua lilik pada geIonlang dikalakan ocr|auanan fasc apaliIa jaiakanlaia dua lilik neiupakan liIangan ganjiI kaIi selengah panjang geIonlang,yakni 1 3 5, , ,....2 2 2xAA(1-11)IeisanaangeIonlangliansveisaIyangneianlalsepanjanglaIiyangsangalpanjang adaIahq 6sin(0, 02 4 ) x t dengan q dan x daIan cn dan | daIan sekon.Tenlukan:a. anpIiludogeIonlang,l. panjanggeIonlang,c. fiekuensigeIonlang,dand. aiahpeianlalangeIonlang.JawabandingkanpeisanaangeIonlangdialasdenganpeisanaangeIonlangununpadaPcrsamaan(1-7).O6sin (O, O2 4 ) sin ( ) q x | q A |x | c 0 =Dengandenikian,dipeioIeha. AnpIiludo geIonlang, A = 6 cn.l. iIangangeIonlang,|=O,O2 iad/nsehinggapanjanggeIonlangnya2 21OOO, O2 | cn.c. Iiekuensisudul, c =4 iad/ssehinggafiekuensigeIonlangnya422 2fc Hz.d. OIehkaienakoefisienxdan|padapeisanaangeIonlangleilandasana(posilif),geIonlangneianlalkeaiahsunlu-xnegalif.CeIonlangneianlaldaiililikAkelilikdengananpIiludo1O2ndanpeiiodeO,2sekon.}aiakA=O,3n.}ikacepalianlalgeIonlang2,5n/s,lenlukanledafaseanlaialilikAdanpadasualusaalleilenlu.JawabDikelahui: A = 1O2 n, T = O,2 sekon,Ax= jaiak A = O,3 n, dan v = 2,5 n/s.IanjanggeIonlangnyaadaIahl = v T = (2,5 n/s)(O,2 s) = O,5 nContoh3.8Contoh3.7 Fase gelonbang Oelonbangber|alan Sudut fase gelonbangKata KunciOelonbangdanSifat-Sifatnya9sehinggadipeioIehledafaseAA O, 3n 3O, 5n 5xdanledasudulfase3 62 25 50 [ AA| j\ )iad/s.1. SualugeIonlangdinyalakandenganpeisanaanq = O,2O sin O,4O (x - 6O|). }ika senua jaiak diukuidaIancndanvakludaIansekon,lenlukan:a. panjanggeIonlang,l. fiekuensigeIonlang,c. cepalianlalgeIonlang,dand. sinpangangeIonlangpadaposisix= 3512 cndan saal | = 124sekon.2. Sualu geIonlang leijaIan neIaIui lilik A dan yangleijaiak 8 cn daIan aiah daii A ke . Iada saal | = O,sinpangangeIonlangdiAadaIahO.}ikapanjanggeIonlangnya12cndananpIiludonya4cn,lenlukan sinpangan lilik pada saal sudul fase lilikA selesai 32 iad.3. SeluahgeIonlangliansveisaIneianlaldenganpeisanaanq=O,2Osin8 [ ~ | j\ )1,2O 16x|denganqdan x daIan nelei,| daIansekon.Tenlukan:a. cepalianlalgeIonlang,danl. sudulfaseavaIsunleigeIonlang.Kcrjakan!ahdIda!ambuku!atIhanAnda.Gc|cnoangs|asicncradaIahgeIonlangyanganpIiludonyaleiulahleihadapposisi.CeIonlangleiseluldapalleilenlukdaiipeipaduanalausupeiposisi dua geIonlang yang neniIiki anpIiludo, panjang geIonlang,danfiekuensiyangsana,lelapiaiahnyaleiIavanan.Secaianalenalis,sinpangan geIonlangnya adaIahqS = q1 + q2(1-12)dengan: qS=sinpangangeIonlangslasionei,q1=sinpangan geIonlang peilana, danq2=sinpangan geIonlang kedua.UnluknenahanileijadinyageIonlangslasionei,linjauIahdualuahgeIonlangyangleigeiakdaIanaiahleiIavanan.KeduageIonlangleiselulnasing-nasingdapaldinyalakanoIehq1=Asin(|x- w|)danq2 = A sin (|x + w|). HasiI supeiposisi kedua geIonlang leiselul selagai leiikul.

1 2sin( ) sin( )Sq q q A |x | |x | c c~ (1-13)Daiiliigononelii,dinyalakanlahva

sin sin 2sin cos2 2o o o ~[ [ | j | j\ ) \ )(1-14)Dengan nengganli o c~ kx tdan c kx t pada Pcrsamaan (1-14) dannenasukkan hasiInya ke Pcrsamaan (1-13) dipeioIeh 2 sin cos( ) cos( )S Sq A |x | A | c c~~ (1-15)dengan 2 sinSA A |x(1-16)D GeIombang Stasioner Oelonbang stasioner Superposisigelonbang SinpangangelonbangstasionerKata KunciSoaI PenguasaanMa|cri 3.3Trigononetrinerupakanilnuukur yang nenpela|ari sudutyang terdiri atas sinus tsinI,oosinus toosI, tangen ttanIootangen tootanI, seoantseoI, dan ooseoan tooseoI.PersamaanI3-34nerupakan salah satu runuspen|unlahan yang ada didalantrigononetri.JanganLupaPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll30IeihalikanganlaigaipulaIaleiikul.As adaIahanpIiludogeIonlangpeipaduan/iesuIlan.DaiiPcrsamaan(1-16)leiIihallahvaanpIiludoiesuIlanleiganlungpadaposisi(x),neniIikiniIainaksinun 2A (leijadi jika sin |x = 1), niIai nininun noI (leijadi jika sin |x = O),dan lidak leiganlung pada vaklu.IIusliasi giafis geIonlang slasionei dipeiIihalkan pada Gambar 1.5. IadageIonlang slasionei, pailikeI-pailikeI yang diIaIui geIonlang leigelai naik-luiundengananpIiludoleileda,leiganlungpadaposisinya.Tilik-lilikyangneniIikianpIiludonaksinundiselullilik-lilikpeiul(I)danlilik-lilik yang neniIiki anpIiludo noI diselul lilik sinpuI (S).Gambar 3.5Contoh penbentukangelonbang stasioner.Contoh3.8p p p p pp2As s s sqs=q1 +q2q2q1Gambar1.5juganenpeiIihalkanlahvajaiakanlaiadualilikpeiulyang leidekalan (xII) sana dengan jaiak dua sinpuI yang leidekalan (xSS)dan nenenuhi hulunganPP SS12x x (1-17)Senenlaia ilu, jaiak anlaia lilik sinpuI dan lilik peiul (xIS) nenenuhi PS14x(1-18)A!atdanBahan1. AIalpenggelai(tiora|cr)2. Seulaskavaldanleleiapalelan3. MejayangdiIengkapidengankalioIPrnscdur1. SiapkanaIaldanlahan,kenudiansusunIahsepeiliganlaidialas.2. HidupkanaIalpenggelaisehinggageIonlangpadakavalneianlaldaiipenggelai ke kalioI.3. KelikageIonlangsanpaidikalioI,geIonlangakandipanluIkankenlaIikeaIal penggelai sehingga akan leijadi inleifeiensi anlaia geIonlang dalang dangeIonlangpanluI.4. ApaliIalidakleijadigeIonlangslasioneipadakaval,ulahIahfiekuensipenggelai alau dengan caia nengalui leial lelan (nenanlah alau nenguiangilelan).5. Diskusikan hasiI peicolaan yang Anda Iakukan, kenudian anliI kesinpuIannya.6. IiesenlasikanhasiIpeicolaanyangleIahAndaIakukan.McngamatI Gc!nmbang 5tasInncrMahir MeneIiti 3.3kavalkalioIlelanaIal penggelai1,2nf = 34O HzA AOelonbangdanSifat-Sifatnya331. DualuahgeIonlangnasing-nasingdengananpIiludo4cndanpanjanggeIonlang2Ocnleigeiak daIan aiah leiIavanan dan leisupeiposisisehingga dipeioIeh geIonlang slasionei.Tenlukan:a. anpIiludonaksinungeIonlangslasionei,l. jaiakanlaialiliksinpuIdanlilikpeiulyangleidekalan,danc. jaiakanlaiadualiliksinpuIyangleidekalan.Kcrjakan!ahdIda!ambuku!atIhanAnda.Davaisepanjang1ndileiilegangan1OON.Iadasaaldavaidigelaikandenganfiekuensi5OOHz,disepanjangdavaileilenluk1Opeiul.Tenlukannassadavai.JawabDikelahui: | = 1 n, |T = 1OO N, f = 5OO Hz, dan junIah peiul I = 1O.Ieihalikan ganlai geIonlang slasionei pada davai di sanping.Unluk salu peiul I leilenluk poIa 12 . eiaili, jika leilenluk 1Opeiul, poIa geIonlang yang leijadi adaIah 11O2[

| j\ ) =5 .OIehkaienapanjangdavai1nnaka5= 1 - = 15 n.CepalianlalgeIonlangdaIandavaiadaIahv = 1n 5OOHz 1OO5f [ | j\ )n/s.DengannenguadialkanPcrsamaan(1-3),yailu

2,TFv dipeioIeh

~

22 2100N10kg/m(100m/s)TFvsehinggadipeioIeh ~ ~ m L2 210kg/m 1m 10 kg = 1O gian.2. DualuahgeIonlangnasing-nasingnenenuhipeisanaan q1 = 4 sin 2p (x - 3|) dan q2 = 4 sin 2p (x - 3|)leisupeiposisi. }ika x daIan nelei dan | daIan sekon,lenlukan:a. anpIiludogeIonlanghasiIsupeiposisinyapadax = O,5 n, danl. jaiakanlaiadualiliksinpuIyangleidekalan.IS SContoh3.9SoaI PenguasaanMa|cri 3.4}ikagaipulaIadigelaikan,padadavaileijadigeIonlangslasionei.TenlukanIahcepalianlalgeIonlangpadadavai.JawabIadalaIisepanjang1,2nleilenluk2geIonlang(Iihalganlai)nakapanjanggeIonlangnya= 1, 2n2 = O,6 nsehinggacepalianlalnya 0, 6m 340Hz 204 v f n/s.Praktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll3EInlensilasgeIonlangyangdihasiIkangenpaunipadajaiak1OOkndaiihiposenliunadaIah11O6W/n2.eiapakahinlensilasgeIonlangleiselulpadajaiak4OOkndaiihiposenliun`Jawab}aiak 4OO kn sana dengan 4 kaIi jaiak 1OO kn sehingga |uadra| jara|nqa nenjadi 16kaIisenuIa.Pcrsamaan(1-20)nenunjukkanlahvainlensilas(|)leilandingleilaIikdengankuadialjaiak(R2).Dengandenikian,inlensilasnyanenjadi 116kaIisenuIaalau[

| j\ )6 2 42 11 1(1 1O W/n) 6, 25 1O16 16| | W/n2.KelikageIonlangneianlalpadasualunediun,geIonlangleiselulnenindahkaneneigidaiisalulenpalkelenpalIainnya.Lneigiyangdipindahkan leiupa eneigi gelaian daii salu pailikeI ke pailikeI Iain daIannediun yang diIaIuinya. Unluk geIonlang sinusoida dengan anpIiludo Adan fiekuensi sudul w, seliap pailikeI neniIiki eneigi selesai 2 212| n A c (1-19)Pcrsamaan(1-19)nenunjukkanlahvaeneigigeIonlangselandingdengankuadialanpIiludo.SenakinlesaianpIiludonya,senakinlesaipuIaeneigigeIonlangnya.Lneigi yang dipindahkan geIonlang liap saluan Iuas liap saluan vakludiselulin|cnsi|asgc|cnoang.OIehkaienaeneigipeisaluanvakluadaIahdaya,inlensilasgeIonlangjugasanadengandayadilagiIuas.UnlukgeIonlang yang nenyelai ke segaIa aiah, inlensilasnya pada sualu jaiak Rdaii sunlei nenenuhi peisanaan leiikul.

2dayaIuas 4 P|R (1-2O)E Energi dan lntensitas GeIombangEnergi tidak hanya dapatberubah bentuk, tetapi dapatberpindah dari suatu tenpat ketenpat yang lain. Hal ini ter|adinelaluigerakangelonbang,nisalnyaonbaklaut.Energibesar dari onbak laut yangbesar berasal dari angin yangbertiup nelintasi laut. Parapeselanoar nenggunakan energitersebut untuk nenperoepatdan nengenudikan papanselanoarnya.Sumber: uendela |ptek, 1997J e I a j a hF i s i k aEnergi GeIombangSumber: Ensiklopedi Pelajar, PDDDContoh3.30 Energi gelonbang lntensitas gelonbangKata Kunci1. DuageIonlangdenganfiekuensisananeianlaldaIansualunediun.}ikageIonlangpeilananenlavaeneigiduakaIigeIonlangkedua,leiapakah peilandingan anpIiludo kedua geIonlangilu`2. SeluahpeiahuleigeiaknaikluiundihenpasgeIonlangaiiIaul.}aiakpeiahukelikaleiadadipuncakdankelikaleiadadiIenlahadaIah6n.}ika jaiak veilikaI puncak dan Ienlahnya leikuiangnenjadi 4 n, leiapa peisen peiulahan eneigi kineliknaksinunpeiahu`Kcrjakan!ahdIda!ambuku!atIhanAnda.SoaI PenguasaanMa|cri 3.5OelonbangdanSifat-Sifatnya33IenanluIan juga dapal leijadi neskipun ujung laIi lelas (lidak leiikal).Akanlelapi,puIsapanluInyasefasedenganpuIsadalangnya,sepeilidipeiIihalkan pada Gambar 1.6(b). againanakah penanluIan pada geIonlangaii` CeIonlang aii neiupakan conloh geIonlang daIan dua dinensi kaienageIonlangnya neianlal ke segaIa aiah daIan lidang.Iuncak-puncak geIonlangnya akan nenlenluk Iingkaian dengan pusalleiIelak pada sunlei geIonlang. Lelai puncak geIonlang ini diselul nu|agc|cnoang. Caiis yang diganlaikan seaiah geiak geIonlang dan legak Iuiusnuka geIonlang diselul ocr|as, sepeili dipeiIihalkan pada Gambar 1.7(a).Gambar 3.8Penantulan gelonbang tali pada:taI u|ung terikat, dantbI u|ung bebas.Gambar 3.7taI huka gelonbang dan berkaspada gelonbang air.tbI Hukun PenantulanOelonbangF Sifat-Sifat Umum GeIombang3. PemantuIanIeinahkah Anda leileiiak di sualu Ienlah` Kelika Anda neIakukannya,AndaakannendengaikenlaIileiiakanAndaleleiapasaalseleIahAndaseIesaileileiiak.DenikianpuIakelikageIonlangIaulnenlenluilalukaiang,geIonlangleiselulakanleilaIikkeaiahdalangnya.Ienonenaini nenunjukkan lahva geIonlang nengaIani pcnan|u|an (rcf|c|si).Sekaiang,linjauseluahlaIiyangsaIahsaluujungnyaleiikal,sepeilidipeiIihalkanpadaGambar1.6(a).KelikaujunglelasnyadigelaikansalukaIi, puIsa geIonlang akan neianlal di sepanjang laIi. Kelika puIsa leiselullila di ujung laIi Iainnya, puIsa leiselul akan nenleiikan gaya (aksi) padapengikalnya.SesuaidenganHukunKeligaNevlon(HukunAksi-Reaksi)pengikalakannenleiikangayaieaksipadalaIidenganaiahleiIavanangaya aksi. Caya ieaksi iniIah yang nenyelalkan leilenluknya puIsa panluIyangleilaIik(leiIavananfasedenganpuIsadalang). Eerkas gelonbang huka gelonbang Penantulangelonbang Sudut datang Sudut biasKata KunciKelika nuka geIonlang nengenai lidang, nuka geIonlang leiselul akannengaIani penanluIan. ApaliIa leikas dalang nenlenluk sudul 0leihadapgaiis noinaI (gaiis yang legak Iuius lidang panluI), leikas panluI pun akannenlenluksudul 0 leihadapgaiisnoinaI,sepeilidipeiIihalkanpadaGambar1.7(b).CejaIainidikenaIselagaiHukunIenanluIanCeIonlang,yailu sudu| pan|u| sana dcngan sudu| da|ang.a bleikasdalangleikaspanluInukageIonlangpanluInukageIonlangdalangqqqqbleikasleikasleikasnuka geIonlangaPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll34Gambar 3.8taIContohpenbiasan.tbISkenapenbiasangelonbang.E. Pembiasan GeIombangPcnoiasan gc|cnoang (rcfra|si) adaIah penleIokan aiah nuka geIonlangkelikanasukdaiisalunediunkenediunIainnya.IenliasandanpenanluIanleijadisecaialeisanaan.DengankalaIain,kelikageIonlangdalang nengenai nediun Iain, selagian geIonlang akan dipanluIkan danselagian Iainnya akan dileiuskan alau diliaskan. Ienliasan leijadi kaienageIonlangneniIikikeIajuanleiledapadanediunleileda.Gambar 1.8(a) nenpeiIihalkan conloh peiisliva penliasan, sedangkanGambar 1.8(b) nenpeiIihalkan leikas geIonlang kelika penliasan leijadi.SudulanlaialeikasdalangdangaiisnoinaI(i)diselulsudu|da|ang.Senenlaiailu,sudulanlaialeikasliasdangaiisnoinaI(r)diselulsudu|oias.Hulungananlaiasuduldalangdansudulliasselagaileiikul.IadaGambar1.8(b),linjauIahnukageIonlangA.KelikaA2liladipeinukaanlalas dua nediun, A1 nasih di nediun peilana. DaIan seIang vaklu |, A2nenenpuhjaiaks padanediunkedua,sedangkanA1nenenpuhjaiak

pada nediun peilana. Daii dua segiliga dengan saIah salu sisi yang sana,yaknia,dipeioIeh

1sinv tia adan2sinv t sra asehinggadengannenlandingkanduapeisanaanleiselul,dipeioIeh

12sinsinv ir v(1-21)dengan: i = sudul dalang,r = sudul lias,v1 = cepal ianlal geIonlang pada nediun peilana, danv2 = cepal ianlal geIonlang pada nediun kedua.Pcrsamaan (1-21) diselul Hukun Ienliasan.iA2A1

sarirPada abad ke-1B, dibuat suatualat untuk nenun|ukkan efekinterferensigelonbang.Alatiniterdiri atas sebaris tongkatkuningan dengan pan|ang yangberbeda-beda sehingga u|ung-u|ung atasnya nenbentukgelonbang. Eeretan kuningantersebut dipasang di ataslenpengan kayu yang |ugaberbentuk gelonbang sehinggau|ung-u|ung kuningan nengikutikonbinasi dua gelonbang itu.Perpaduan dua gelonbangtersebut dapat nenghasilkaninterferensi konstruktif daninterferensi destruktif.Sumber: uendela |ptek, 1997J e I a j a hF i s i k aASumber: hyperphysics.phy-astr.gsu.edueikasgeIonlangdalangpadapeinukaansualunediundengansuduldalang53.Akilalnya,kecepalangeIonlangleiselulnenuiundaii8n/snenjadi5n/s.eiapakahsudulliasleikasgeIonlangleiselul`JawabDikelahui:i=53, v1=8n/s,danv2=5n/s.SesuaidenganPcrsamaan(1-21),O8 n/s sin53sin 5n/s r

naka

O5n/s(sin53) 5n/s O, 8sin O, 5(8n/s) (8n/s)rsehinggadipeioIehr=3O.Contoh3.33a bOelonbangdanSifat-Sifatnya35IIusliasileiseluldapaldipeiIuasunlukgeIonlangleijaIan,sepeilidipeiIihalkan pada Gambar 1.10 leiikul.Gambar 3.30lnterferensi dua gelonbang.taIlnterferensikonstruktif.tbIlnterferensidestruktif.3. lnterferensi|n|crfcrcnsigc|cnoangadaIahpeipaduanalausupeiposisigeIonlangkelika dua geIonlangalau Ielih lila di lenpal yang sana pada saal yangsana.InleifeiensiduageIonlangdapalnenghasiIkangeIonlangyanganpIiludonya saIing nengualkan (inleifeiensi naksinun/konsliuklif) dandapal puIa nenghasiIkan geIonlang yang saIing neIenahkan (inleifeiensinininun/desliuklif).Selagai iIusliasi, linjauIah dua puIsa geIonlang yang leijaIan leiIavananaiahsepeilidipeiIihalkanpadaGambar1.9.IadaGambar1.9(a),keduapuIsa leiupa puncak sehingga kelika leilenu akan nenlenluk puIsa yangIelihlesaidengananpIiludoduakaIianpIiludoliappuIsa(inleifeiensinaksinun). Senenlaia ilu, pada Gambar 1.9(b), puIsa yang peilana leiupapuncak, sedangkan puIsa kedua leiupa Ienlah dengan anpIiludo yang sana.Akilalnya, kelika puncak dan Ienlah ini leilenu, kedua puIsa akan saIingneIenahkan(inleifeiensinininun).SeleIahneIevalilenpalpeilenuanladi, kedua puIsa akan neIanjulkan peijaIanannya kenlaIi sepeili senuIa.Gambar 3.9lnterferensi dua pulsagelonbang dapat nenghasilkan:taIinterferensinaksinun,dantbIinterferensinininun.KelikaduageIonlangleilenudanpeilenuanilusana-sanapuncakalau sana-sana Ienlah, inleifeiensi naksinun leijadi. Akan lelapi, kelikapuncakdanIenlahyangleilenu,inleifeiensinininunIahyangleijadi.Kelikayangleilenuilusana-sanapuncakalausana-sanaIenlah,dikalakan kedua geIonlang ilu scfasc.SelaIiknya,kelikayangleilenuilupuncak dan Ienlah, dikalakan kedua geIonlang ilu leiIavanan fase. Dengankala Iain, in|crfcrcnsi na|sinun leijadi jika dua geIonlang leilenu neniIikifase yang sana, sedangkanin|crfcrcnsi nininun leijadi jika dua geIonlangyang leilenu neniIiki fase yang leiIavanan. Secaia nalenalis, ungkapanini dapal diluIiskan sepeili pada Pcrsamaan (1-22) dan (1-23) selagai leiikul.a ba bPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll38a. Inleifeiensinaksinun O, 1, 2, 3,...xAA(1-22)l. Inleifeiensinininun

AA 1 2 3 5, , , ,...2 2 2 2x(1-23)DaIanhaIini,x A =seIisihjaiakyangdilenpuhanlaiakeduageIonlangyangleilenu.Gambar 3.33Contoh penbentukangelonbang dengan oaraEifraksi.geIonlang dalanggeIonlangyang dileIokkan Eifraksigelonbang lnterferensi destruktif lnterferensigelonbang lnterferensi konstruktif PenbiasangelonbangtrefraksiIKata Kunci4. Difraksi GeIombangKelikageIonlangneIevaliceIahsenpilalaupenghaIang,geIonlangleiselulakandileIokkan.Ieiislivainidiseluldifra|si.IIusliasinyadipeiIihalkan pada Gambar 1.11. Ienlahasan nendaIan nengenai difiaksiakan diIakukan secaia khusus pada al 2 lenlang geIonlang cahaya.Sumber: uendela |ptek, 1997SediakanIahseluahenleilianspaianleiisiaiidanIanpuleIajai.SoiolIahaiididaIanenleidenganIanpu leIajai Anda. Kenudian, Ielakkan jaii leIunjukdanilujaiiAndapadapeinukaanaiisecaialeisanaan,sepeilipadaganlaidisanping.Apayang dapal Anda anali daii kegialan leiselul` CejaIaapakahyangleijadipadapeinukaanaii`TuIisIahkesinpuIanAnda,IaIudiskusikandenganlenan-lenandanguiuIisikaAnda.Ker]akan|ahOelonbangdanSifat-Sifatnya37Kcrjakan!ahdIda!ambuku!atIhanAnda.1. eikasgeIonlangdalangdaiisalunediunkenediunIaindengansuduldalang6O.a. }ika geIonlang leiselul diliaskan dengan sudullias45,leiapakahpeilandingankecepalangeIonlangpadakeduanediun`l. }ikacepalgeIonlangpadanediunpeilana6n/s,leiapakahcepalianlalgeIonlangpadanediunkedua`SoaI PenguasaanMa|cri 3.8TaIi yang panjangnya 5 n dan diienlangkan dengan gaya2N,diianlaligeIonlangliansveisaI.}ikacepalianlalgeIonlang leiselul 4O n/s, nassa laIi leiselul adaIah ....a. 6,25gian d. 6,85gianl. 6,5gian e. 6,9gianc. 6,75gianJawabDikelahui: CeIonlangliansveisaIneianlalpadalaIi.= 5 n,f = 2 N, danv = 4O n/s.Iada laIi yang diianlali geIonlang liansveisaI, leiIakupeisanaanleiikul.v TF Lmv 2 TF Lmv

2TF Lm

22N 5m(40m/s)m = O,OO625 kg = 6,25 gianJawab:aUMPTN,1995SPMBPembahasan SoaIPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll381. Gc!nmbangneiupakanpeianlalansualugelaianyanglidakdiseilaidenganpeipindahannediunpeianlaianya,lelapihanyanenindahkaneneigi.2. Panjang gc!nmbang adaIah panjang salu puncak dansaluIenlah,alausaluiapalandansaluienggangan.3. PcrIndcgc!nmbangadaIahvakluyangdipeiIukanunluk nenenpuh salu panjang geIonlang. FrckucnsIgc!nmbangadaIahlanyaknyageIonlangliapsekon.1fTalau 1Tf4. Ccpatrambatgc!nmbangadaIahjaiakyangdilenpuhgeIonlangdaIansalusekon.A

Asv ft T5. Cepal ianlal geIonlang pada laIi leiganlung padagayaleganganlaIidannassapeisaluanpanjanglaIi.

T TF F Lvm6. 5Impangangc!nmbangadaIahjaiakpailikeIyangdiIaIuigeIonlangkelilikselinlang,sedangkananpIiludoadaIahsinpangannaksinunnya.7. Gc!nmbang transvcrsa! adaIah geIonlang yang aiahgelainya legak Iuius dengan aiah ianlalnya, sedang-kangc!nmbang!nngItudIna!adaIahgeIonlangyangaiahgelainyasejajaidenganaiahianlalnya.8. IeisanaancepalianlalgeIonlangIongiludinaIpadazalpadaladaIahp

Ev9. IeisanaancepalianlalgeIonlangIongiludinaIpadazalcaiialaugasadaIahp

Bv1O. Gc!nmbangbcrja!anadaIahgeIonlangyanglei-geiakdengananpIiludolelap.IeisanaanunungeIonlangleijaIanadaIahOsin( ) q A | |x c 0~ denganliIangangeIonlang2|

fiekuensisudul22 fTc dansudulfasegeIonlangdaIaniadianO2 . |x | 0 c 0 ~ 11. Gc!nmbangstasInncradaIahgeIonlangyanganpIiludonyaleiulahleihadapposisi.CeIonlangslasionei leilenluk daii supeiposisi dua geIonlangleianpIiludodanleipanjangsana. 1 2sin( ) sin( )2 sin cos ( )cos ( )ssss sq q qq A |x | |x |q A |x |q A |c ccc ~ ~ | || | ~12. Lneigi yang dipindahkan geIonlang leiupa eneigigelaiandaiisalupailikeIkepailikeIIaindaIannediunyangdiIaIuinya.2 212| n A c 13. LneigiyangdipindahkangeIonlangliapsaluanIuas, liap saluan vaklu diselul IntcnsItas gc!nmbang.24 P|R

14. Iada peiisliva penanluIan geIonlang leiIaku HukumPcmantu!anGc!nmbang,yailusudulpanluIsanadengansuduldalang.15. PcmbIasangc!nmbangadaIahpenleIokanaiahnukageIonlangkelikanasukdaiisalunediunke nediun Iain.

21sinsini vr v16. IntcrfcrcnsIgc!nmbangadaIahpeipaduanalausupeiposisigeIonlangkelikaduageIonlangalauIelih lila di lenpal yang sana pada saal yang sana.17. DIfraksIgc!nmbangadaIahpeiislivapenleIokancahayakelikaneIevaliceIahsenpilalaupeng-haIang.RangkumanOelonbangdanSifat-Sifatnya39Setelah nenpela|ari bab Oelonbang dan Sifat-Sifatnya, Andadapat nendeskripsikan ge|ala dan oiri-oiri gelonbang seoaraunun.JikaAndabelunnanpunendeskripsikange|aladanoiri-oiri gelonbang seoara unun, Anda belun nenguasai nateribabOelonbangdanSifat-Sifatnyadenganbaik.RunuskannateriyangbelunAndapahani,laluoobalahAndatuliskankata-kata kunoi tanpa nelihat kata kunoi yang telah ada dantuliskan pula rangkunan serta peta konsep berdasarkan versiAnda. Jika perlu, diskusikan dengan tenan-tenan atau guruFisikaAnda.Kaji DiriGc!nmbangCeIonlangMekanikCeIonlangLIeklionagnelikCeIonlangLongiludinaICeIonlangpadaTaIidanCeIonlangpadaAiiCeIonlangRadiodanCeIonlangTeIevisiCeIonlangpadaTaIidanCeIonlangCahayaCeIonlangunyiCeIonlangSlasioneiCeIonlangeijaIanCeIonlangpadaTaIidenganUjungTakTeiikalCeIonlangpadaDavaiIenanluIan Ienliasan Inleifeiensi DifiaksiCeIonlangTiansveisaIP e t aKonsepdapatnengalaniberdasarkankebutuhannediunberdasarkanoaraperanbatanoontoh oontoh oontoh oontohberdasarkankondisigelonbangdananplitudonyaoontoh oontohPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas XllE0A. Pilihlah salah satu |awaban yang paling tepat dan ker|akanlah pada buku latihan Anda.1. SeluahsunleigeIonlangleigelaidenganfiekuensi2OHz.}ikageIonlangneianlaldengankecepalan1,5n/s,panjanggeIonlangnyaadaIah..a. 25cn d. 6Ocnl. 3Ocn e. 75cnc. 5Ocn2. ulel nencalal lahva puncak geIonlang neIevaliseluahlilikseliap2sekon.uleljuganengukuilahvajaiakanlaiaduapuncakgeIonlangyangleidekalanadaIah5n.CepalianlalgeIonlangleiseluladaIah..a. 2,5n/s d. 1On/sl. 5n/s e. 15n/sc. 7,5n/s3. SeoiangneIayanneiasakanpeiahunyadihenpasgeIonlang sehingga peiahu naik-luiun. Waklu yangdipeiIukandaiipuncakkeIenlahadaIah3s.NeIayanjuganenganalilahvajaiakanlaipuncakgeIonlangadaIah12n.WakluyangdipeiIukangeIonlangunluknencapaipanlaiyangjauhnya1OOnadaIah..a. 3s d. 33sl. 4s e. 5Osc. 8s4. CeIonlangyangneianlaldaIansualunediundiungkapkandaIanlenlukgiafiksinpanganselagaifungsijaiakdanvakluyangnasing-nasingsepeilidilunjukkanpadaganlaileiikul.Cepal ianlal geIonlangnya adaIah ..a. 2Ocn/s d. 5Ocn/sl. 25cn/s e. 75cn/sc. 4Ocn/s5. CeIonlangaiiIaulnenyelalkanpeinukaanaiinaik-luiun dengan peiiode 2 sekon. }ika jaiak anlaiaduapuncakgeIonlang5n,geIonlangakannen-capaijaiak1On daIanvaklu..a. 1sekon d. 4sekonl. 2sekon e. 5sekonc. 3sekon6. CepalianlalgeIonlangliansveisaIdaIandavaidapaldipeilesaidengancaia..a. nenpeilesailegangandaIandavail. nenpeilesainassapeisaluanpanjangdavaic. nengganlidavaidenganyangIelihpanjangd. nengganlidavaidenganyangIelihpendeke. nengganlidavaidengannassajenisyangIelihlesai7. CeIonlangliansveisaIneianlaldaIanlaIiyangdileiigayalegangan18ON.}ikanassajenisIineailaIi O,2 kg/n, cepal ianlal geIonlangnya adaIah ..a. 15n/s d. 6On/sl. 3On/s e. 9On/sc. 45n/s8. SeluahkaleIleinassa1Okg,panjang1OOn,danlegangan 4.OOO N digelaikan sehingga nenghasiIkangeIonlanglaIidenganpanjanggeIonlangO,4n.IiekuensigeIonlangleiseluladaIah..a. 1OOHzl. 3OOHzc. 5OOHzd. 7OOHze. 9OOHz9. Davaidengannassa5OOgiandanpanjang3ndilegangkandengangaya15ON.SaIahsaluujungdavaidigelaikansehinggageIonlangneianlaldaIandavai.CeIonlangakannencapaiujungdavaiIainnyakelikasunleigeIonlangleigelaiseIana ..a. O,O1sekon d. 1Osekonl. O,1sekon e. 1OOsekonc. 1sekon1O. Seulas laIi yang panjangnya 4O n digelaikan secaialiansveisaI. Laju ianlal geIonlang liansveisaI padalaIileiselul5On/s.}ikagayaleganganpadalaIileiselul2,5N,nassalaIinyaadaIah....a. O,12kg d. O,O4kgl. O,O9kg e. O,O3kgc. O,O8kg11. }ikadianggapkeiapalanlaja8.OOOkg/n3dannoduIuseIaslisilasnya21O11N/n2,vakluyangdiluluhkangeIonlanglunyiunlukneianlaldaIanlesilajasepanjang1knadaIah..a. O,O5s d. O,2sl. O,1s e. O,25sc. O,15s12. esidanlajaneniIikinassajenissanalelapinoduIuseIasliklajaduakaIinoduIuseIasliklesi.Ieilandingan cepal ianlal geIonlang IongiludinaIdaIanlajadanlesiadaIah..a. 1 : 1 d. : 2 1l. : 1 2 e. 2 : 1c. 1 : 213. Dua lalang Iogan A dan nasing-nasing neniIikinoduIus Young O,2 1O11 Ia dan 4 1O11 Ia. ApaliIapeilandingananlaianassajenisAdanadaIah2O:1,peilandingancepalianlalgeIonlanglunyipada Iogan A dan adaIah ..a. 1 : 2 d. 1 : 2Ol. 1 : 4 e. 1 : 4Oc. 1 : 1OEvaIuasi Materi Bab3q(n)2O-22 4 6 8x(n)q(n)2O-24 8 12 16|(s)OelonbangdanSifat-SifatnyaE314. Ieisanaan geIonlang q = sin 2 (4| + 2x) dengan |daIan sekon danx daIan nelei, neniIiki ....a. anpIiludo4nl. kecepalan2n/sc. peiiode 4 sd. panjanggeIonlang2ne. fiekuensiO,2Hz15. IeisanaangeIonlangsin2 4 2 q | x dengan|daIan sekon dan x daIan nelei, panjang geIonlangdankecepalanianlalnyaadaIah..a. O,5 n dan O,5 n/sl. O,5 n dan 1 n/sc. O,5 n dan 2 n/sd. 1 n dan O,5 n/se. 2 n dan 1 n/s16. SualugeIonlangleijaIanyangdinyalakandenganpeisanaan ~ 0, 07cos 0, 08 0, 04 y x t nelei, dengan| daIan sekon dan x daIan nelei, neniIiki panjanggeIonlang selesai ..a. O,5 nl. 2 nc. 5 nd. 1O ne. 25 n17. SeluahgeIonlangneianlaldaiisunleiSkekanandenganIaju8n/s,fiekuensi16Hz,dananpIiludo 4 cn. CeIonlang ilu neIaIui lilik I yangleijaiak 192 n daii S. }ika S leIah leigelai 114s danaiahgeiakpeilananyakealas,sinpanganlilikIpadasaaliluadaIah....a. O cn d. 3 cnl. 1 cn e. 4 cnc. 2 cn18. SeluahlilikIleigelaihainoniksedeihananenghasiIkangeIonlangleijaIandengancepalianlal24n/s,fiekuensi12Hz,dananpIiludo1Ocn.Iada|=O,sinpanganlilikIsanadengannoI. Sinpangan lilik Q yang leiada pada jaiak 3 ndaiiIsaalIsudahleigelai 12 sekonadaIah..a. Ol. 2 cnc. 5 cnd. 5 2cne. 5 3cn19. IeisanaangeIonlangliansveisaIyangneianlalpadasualukavaladaIahq=-2sin (O,5x-2OO|)}ikaxdanydaIansaluancndan|daIansekon,anpIiludodanpanjanggeIonlangnyaadaIah....a. A = 5 cn dan = 3 cnl. A = 2 cn dan = 4 cnc. A = 6 cn dan = 2 cnd. A = 4 cn dan = 2 cne. A = 2 cn dan = 6 cn2O. SeluahgeIonlangliansveisaIneianlaldenganpeisanaanq=O,2sin8 12O 16x|[ ~ | j\ ) nelei,xdaIan nelei,| daIan sekon naka1) cepalianlalgeIonlangsanadengan2On/s,2) panjanggeIonlanglesainya5nelei,3) fiekuensi sudul geIonlang sana dengan 8 iad/s,4) sudulfasenuIa-nuIasunleigeIonlang45.IeinyalaanyanglenaiadaIah..a. 1, 2, dan 3l. 1dan3c. 2dan4d. 4e. 1, 2, 3, dan 421. SeluahgeIonlangyangfiekuensinya5OOHznenpunyaikecepalanselesai3OOn/s.}aiakanlaiadualilikyangleiledafase12OadaIah..a. O,1 n d. O,6 nl. O,2 n e. O,9 nc. O,5 n22. SeulaslaIiyangpanjangnya8nneniIikinassa1,O4kg.TaIileiseluldigelaikansehinggaseluahgeIonlangliansveisaInenjaIaidenganpeisanaanq = O,O3 sin (x + 3O|), x dan q daIan nelei dan | daIansekon. Tegangan laIi leiselul adaIah ..a. O,12Nl. O,24Nc. O,36Nd. O,6Ne. O,72N23. CeIonlangslasioneileilenlukpadalaIidenganpeisanaan q = O,5 cos3x [ | j\ )sin (4O ), dengan x danqdaIancndan|daIansekon.}aiakanlaiaduasinpuIyangleidekalanadaIah..a. 3 cn d. 12cnl. 6 cn e. 15cnc. 9 cn24. CeIonlangslasioneidapalleijadikaienasupei-posisigeIonlangdalangdangeIonlangpanluIoIehujunglelas.TiliksinpuIyangkesepuIuhleijaiak 1,52 cn daii ujung lelasnya. }ika fiekuensigeIonlang ilu 5O Hz, Iaju ianlal geIonlangnya ..a. 16n/s d. 64n/sl. 32n/s e. 72n/sc. 48n/s25. CeIonlang q1 = A sin (|x -w|) leisupeiposisi dengangeIonlang q2 = A sin (|x +w|). AnpIiludo geIonlangiesuIlannya....1) leiganlungpadax,2) nenpunyainiIainaksinunnya2A,3) nenpunyainiIainininunnyanoI,4) leiganlungpadavaklu.IeinyalaanyanglenaiadaIah..a. 1, 2, dan 3 d. 4l. 1dan3 e. 1, 2, 3, dan 4c. 2dan4Praktis Eela|ar Fisika untuk Kelas XllEEE. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar dan Ker|akanlah pada buku Latihan Anda7. }ika seluah kaval yang ujungnya leiikal digelaikan,leilenluk geIonlang slasionei. Di nanakah jaii Andadapaldisenluhkansehinggalidaknengganggugeiakankaval`8. SeluahgeIonlangleijaIandenganpeisanaan14 sin 8 212q | x [ ~ | j\ ), x dan q daIan nelei, dan |daIansekon.TenlukanIah:a. anpIiludo,l. fiekuensi,c. panjanggeIonlang,d. cepalianlalgeIonlang,e. sinpangannyasaal |=Odanx=O,seilaf. ledafaseanlaiadualilikyangleijaiak5Ocn.9. TuIiskanduacaiayangdapaldiIakukanagaicepalianlalgeIonlangliansveisaIdaIandavainenjadiIelihlesai.1O. DuageIonlangnasing-nasing14 26 [ ~| j\ )sinxy tdan 24 26 [ ~| j\ )sinxy tleisupeiposisi.TenlukanIah:a. anpIiludoselagaifungsiposisi,danl. jaiakanlaiaduasinpuIyangleidekalanpadageIonlanghasiIsupeiposisi.1. ApakahfiekuensigeIonlangsanadenganfiekuensigelaiansunleinya`Mengapa`2. SeIangvakluanlaiaduapuncakgeIonlangyangneIevali seluah lilik adaIah 2 sekon. }ika geIonlangneianlaldengankecepalan12n/s,leiapakahpanjanggeIonlangnya`3. Apa yang leijadi pada cepal ianlal geIonlang jikafiekuensisunleinyadijadikanduakaIisenuIa`(AnggappanjanggeIonlangnyalelap).4. Seluahkavalyangpanjangnya5nleiikalpadakedua ujungnya. Massa kaval 4 kg dan nengaIanigayalegangan2OON.Kelikakavaldigelaikan,leilenluk8luahsinpuIgeIonlang.TenlukanIah:a. nassapeisaluanpanjangkaval,l. cepalianlalgeIonlangpadakaval,c. panjanggeIonlangpadakaval,dand. fiekuensigeIonlangnya.5. }enisgeIonlangapayangakanneianlalpadalalangIoganhoiizonlaIjikaujunglalangdipukuIsecaiaa. veilikaI,danl. hoiizonlaIsejajaipanjangnya`6. Dikelahui nassa jenis dan noduIus uIk aii nasing-nasing11O3kg/n3dan21O9N/n2.SeluahsunleigeIonlanglunyididaIanaiileigelaidenganfiekuensi1.5OOHz.TenlukanIah:a. cepalianlal,danl. panjanggeIonlanglunyidaIanaii.E3EGeIombangBunyi dan0ahayaE3B a b ESumber: www.soneonewhocares.orgA. GeIombang BunyiB. 0ahaya sebagaiGeIombangIelii adaIah fenonena aIan yang leijadi akilal adanya lunga api IisliikdiavandenganeneigiyangsangallesaisehingganeninluIkanpanas,ienlelan cahaya, dan lunyi yang sangal kual. Udaia yang sangal panas akilaleneigiyanglesaidapalnenlualudaialeiselulleicahaya,sedangkanudaiadisekilaisanlaiankiIaldapalleikenlangdengancepalsehingganeninluIkan lunyi pelii .Kelika Anda nenganali peiisliva leijadinya pelii di avan, ada dua nacanindia yang Anda Iilalkan, yailu pengIihalan unluk nenganali kiIalan cahayadanpendengaianunluknenganalilunyipelii.Selenainya,kiIalancahayadan lunyi pelii yang dilinluIkan oIeh pelii leijadi pada vaklu yang leisanaan.Akan lelapi, peinahkah Anda leipikii, nengapa kiIalan cahaya seIaIu lanpakIelihduIuleijadidaiipadalunyigeIedeknya`MengapaseIangvakluleidengainya lunyi pelii anlaia salu lenpal dan lenpal Iainnya seIaIu leileda`Unluk nenenukan javalannya, peIajaiiIah lal ini dengan saksana.Pada bab ini, Anda akan dia|ak untuk dapat nenerapkan konsep dan prinsip ge|ala gelonbangdalan nenyelesaikan nasalah dengan oara nendeskripsikan ge|ala dan oiri-oiri gelonbangbunyi dan oahaya serta nenerapkan konsep gelonbang bunyi dan oahaya dalan teknologi.Praktis Eela|ar Fisika untuk Kelas XllE4A GeIombang Bunyiunyi leikailan eial dengan indeia pendengaian. ayangkan jika lunyilidakadaalaujikaindiaAndalidaknanpunendengailunyi,duniainilegilusenyap.Iada sullalini, Anda akan nenpeIajaiiaspek-aspekyangleikailandenganlunyi.3. Sifat-Sifat BunyiSepeilileIahdisinggungpadaal1,lunyineiupakansaIahsaluconlohgeIonlang IongiludinaI sehingga neniIiki sifal-sifal geIonlang, sepeili iesonansi,inleifeiensi, difiaksi, iefIeksi, dan iefiaksi. CeIonlang lunyi seIaIu nenluluhkannediun peianlaia daIan peianlalannya. Ieihalikan Gambar 2.1Gambar E.3taI Erun yang ditabuh.tbI Oetaran sunber bunyinenyebabkan terbentuknyarapatan dan rengganganpartikel-partikel yangneranbat.Kelika diun dilaluh, sepeili leiIihal pada Gambar 2.1(a), eneigi gelaiandaiidiunnenyelalkanpailikeI-pailikeIudaiadisekilainyaleigelainengikuligelaiandiun.Kenudian,eneigiinidipindahkansehinggaleilenlukIahiapalandan ienggangandi udaia.}ikageIonlanginisanpaikeindiapendengaiannanusia,leidengaiIahlunyigelaiandiunladi.Gambar 2.1(b) nengiIusliasikan lagainana geIonlang lunyi yang leiasaIdaiidiunneianlaldiudaia.unyi neianlal dengan kecepalan leileda, leiganlung pada nediunyang diIaIuinya. Iada lal seleIunnya, leIah Anda peIajaii lahva kecepalanianlal lunyi pada nediun zal padal dan zal caii leiganlung pada inleiaksianlaia noIekuI dan sifal ineisia nediun. Inleiaksi anlaia noIekuI-noIekuIzalpadaldinyalakandengannoduIusYoung(|),sedangkanzalcaiidinyalakan dengan noduIus uIk (8). Sifal ineisia nediun dinyalakan oIehnassajenisnediunnya( p ).Pcrsamaan(1-4)dan(1-5)padaal1nenunjukan lahva kecepalan ianlal lunyi leiganlung pada noduIus Young(padazalpadal)alaunoduIusuIk(padazalcaii)dannassajenisnediunnya.IeisanaanleiseluldiluIiskanselagaileiikul.

p

Evdanp

BvKecepalanlunyijugaleiganlungpadalenpeialui,leiulanapadagas.Selagai conloh, kecepalan lunyi di udaia naik selesai O,6 n/s seliap kenaikansuhu udaia selesai 1C.Di iuang hanpa, lunyi lidak dapal neianlal.Dilinjaudaiifiekuensinya,lunyidikeIonpokkanselagaiinfiasonik(kuiangdaii2OHz),audiosonik(2OHzsanpaidengan2OkHz),danuIliasonik(Ielihdaii2OkHz).Manusiahanyadapalnendengailunyiaudiosonik.eleiapahevandapalnendengailunyidiIuaiaudiosonik.MisaInya, anjing dapal nendengai lunyi dengan fiekuensi selinggi 5O.OOO Hzdan keIeIavai dapal nendengai lunyi sanpai 1O.OOO Hz.1. Apakah yang dinaksuddengan gelonbanglongitudinal dan gelonbangelektronagnetik?P. Apakah yang Anda ketahuitentang pan|ang gelonbang,frekuensi, dan oepatranbat gelonbang padagelonbanglongitudinal?S. henurut pendapat Anda,bagainanakahsifat-sifatoahaya itu?SoaIPrana|criienggangan iapalanseIapuldiunAnda dapat nenbuktikanperanbatan gelonbang bunyidaridrunsekaligusnelatihkreatifitas Anda dengan oaranenbuat drun sederhana. Alatdan bahan yang Anda butuhkanoukup sederhana, di antaranyakaleng bekas biskuit, balon, lenuntuk karet, kertas warna,seutas tali, dan gunting. Eenganproses yang oukup sederhana,Anda dapat berkarya sekaliguslebihnenahanikonsepperanbatan gelonbang bunyiseoara langsung. Selanatnenooba.Sumber: O Great ScienceExperinents,199BDrum SederhanaJ e I a j a hF i s i k aaSumber: Physics, 199EbSumber: www.dsokids.conOelonbang Eunyi dan CahayaE5KecepalanianlallunyidiudaiapadasuhuOCadaIah331n/s.eiapakahkecepalanlunyikelikasuhuudaia2OC`JawabDikelahui:padasuhuOC,v=331n/s.Seliapkenaikansuhu1C,kecepalanlunyinaikO,6n/s.Unlukkenaikansuhu2OC,kecepalanlunyinaikselesaiv = (2O n/s)(O,6 n/s) = 12 n/s.Dengandenikian,kelikasuhuudaia2OC,kecepalanlunyiadaIahv = 331 n/s + 12 n/s = 343 n/s.E. Dawai sebagai Sumber BunyiSeulasdavaialausenaiyangkeduaujungnyaleiikaljikadigelaikanakan nenlenluk geIonlang slasionei. Celaian ini akan nenghasiIkan lunyidengan nada leilenlu, leiganlung pada junIah geIonlang yang leilenlukpadadavaileiselul.IoIageIonlangslasioneikelikaleijadinadadasai(hainonikpeilana),nadaalaspeilana(hainonikkedua),dannadaalaskedua (hainonik keliga) adaIah sepeili yang dilunjukkan pada Gambar 2.2.}ikapanjangdavailidakleiulah,poIageIonlangleiikulnyaneiupakanpenanlahan selengah geIonlang daii poIa seleIunnya.IiekuensinadayangdihasiIkanleiganlungpadapoIageIonlangyangleilenluk pada davai. Sepeili dapal diIihal pada Gambar 2.2, panjang geIonlangnadadasai,nadaalaspeilana,dannadaalaskedualeiluiul-luiul2|,|,dan23 |. Secaia unun, keliga panjang geIonlang leiselul dapal dinyalakan denganpeisanaan 21nLn

(2-1)Dengandenikian,fiekuensinadayangdihasiIkandavainenenuhipeisanaan ( 1)2nnv vf nL(2-2)dengan:fn = fiekuensi nada ke-n(Hz),v= cepal ianlal geIonlang daIan davai, dan|= panjang davai.NiIain=O,1,2,...,yailuliIanganyangnenyalakannadadasai,nadaalaspeilana,nadaalaskedua,danseleiusnya.TeIahAndakelahuipadalalseleIunnyalahvakecepalanianlalgeIonlang pada laIi (davai) nenenuhi peisanaan

TFv

(2-3)O12| 1| 232| SISSISSISSI IS SIContohE.3Gambar E.EPola gelonbang pada dawaisaat ter|aditaI nada dasar,tbI nada atas pertana, dantoI nada atas kedua.a b cPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas XllE8dengan: |T=gayalegangandavai(N),dan = nassa jenis davai (kg/n).}ikaPcrsamaan (2-3)disulslilusikankePcrsamaan (2-2),dipeioIeh

1( 1)2TnFf nL (2-4)SeIanjulnya,jikadilandingkanfiekuensiseliapnada,akandipeioIehfO : f1 : f2 : ... = 1 : 2 : 3 : .... (2-5)Pcrsamaan (2-5) nenunjukkan lahva fiekuensi nada alas yang dihasiIkandavaineiupakankeIipalanliIanganluIaldaiifiekuensinadadasainya.Selagaiconloh,jikafiekuensinadadasainya1OOHz,fiekuensinadaalaspeilana,nadaalaskedua,nadaalaskeliga,danseleiusnyaleiluiul-luiuladaIah 2OO Hz, 3OO Hz, 4OO Hz, dan seleiusnya. Ieihalikan puIa lahva seIisihfiekuensi anlaia dua nada leiuiulan sana dengan fiekuensi nada dasainya.KuantumLoncatanAlat-alatnusikbeker|adengan nenbuatgelonbang bunyi. Eentuk,ukuran, dan bahan alatnusiknenengaruhibunyiyangditinbulkan.Eeberapa alat nusikneniliki kotak suara yangbergetar. Artinya, getarankotak suara padafrekuensi yang sanadengan getaran udarayang ditinbulkan olehbunyiasli,neninbulkanbunyi yang lebih penuh danlebihkaya.|usical instrunents workby naking sound waves.1he shape and size ofwhich it is nade affect thesound. Sone instrunenthave a soundbox thatresonates. 1his neansthat it vibrates at thesane frequency as the airvibrations created by theoriginal sound, naking thesound fuller and richer.0uantumLeapSumber: www.nandoweb.con.Sumber: Science Encyclopedia,PDDD.Seulaskavaldenganpanjang1ndannassajenisIineaiO,2kg/nleiikalpadakeduaujungnya.}ikafiekuensinadadasaiyangdihasiIkan25OHz,leiapakahlesaigayalegangankaval`JawabDikelahui: | = 1 n,= O,2 kg/n, dan fO = 25O Hz.CunakanPcrsamaan(2-4)unlukn=O(nadadasai)nakaO12|f|

.KuadialkankeduaiuaspeisanaanleiseluldansusunkenlaIisehinggaakhiinyadipeioIeh F f L2 2 2 2 504 (4)(0, 2kg/m)(250Hz) (1m) 5 10N.ContohE.4Davaigilaidenganpanjang6Ocndigelaikandanleidengainadadasaidenganfiekuensi3OOHz.eiapakahcepalianlalgeIonlangdaIandavai`JawabDikelahui: | = 6O cn = O,6 n danfO = 3OO Hz.DaiiPcrsamaan(2-2),unlukn=O(nadadasai)dipeioIeh

02vfL sehinggav= O2 (2)(O, 6n)(3OOHz) |f =36On/s.ContohE.ESenaiyangkeduaujungnyaleiikaldigelaikansehinggaleilenlukgeIonlangslasionei dengan 2 luah peiul. Ianjang davai 5O cn dan cepal ianlal geIonlangdaIandavai24On/s.TenlukanfiekuensinadayangdihasiIkannya.JawabDikelahui: | = 5O cn = O,5 n, v = 24O n/s, dan leilenluk 2 luah peiul geIonlang.IoIageIonlangdengan2luahpeiulleijadiunluknadaalaspeilana(n=1),ingalGambar 2.2 di haIanan 25. Cunakan Pcrsamaan (2-2) unluk n = 1 sehingga dipeioIeh

1240m/s480 Hz0, 5mvfL.ContohE.3Oelonbang Eunyi dan CahayaE73. Pipa 0rgana sebagai Sumber BunyiAda dua jenis pipa oigana, yailu pipa oigana leiluka (kedua ujungnyaleiluka) dan pipa oigana leilulup (saIah salu ujungnya leilulup).a. Pipa0rganaTerbukaIipaoigananenghasiIkanlunyidengannadaleilenlukelikadiliup.IoIa geIonlang slasionei yang leijadi pada nada dasai, nada alas peilana,dan nada alas kedua adaIah sepeili dilunjukkan pada Gambar 2.3. IoIa nadaleiikulnyaneiupakanpenanlahanselengahgeIonlangdaiipoIaseleIunnya dengan panjang pipa lelap. 012L 1L232L SI I I II I I I IS S S S SGambar E.3Pola gelonbang pada pipaorgana terbuka. Saat ter|aditaI nada dasar,tbI nada atas pertana, dantoI nada atas kedua.Sumber: www. chritlutheranchurch.nb.ca.Gambar E.4Salah satu oontoh sebuahpipa organa.DaiiGambar2.3,panjanggeIonlangnadadasai,nadaalaspeilana,dan nada alas kedua leiluiul-luiul 2|, |, dan 23 |. Sana dengan pada davai,keliga panjang geIonlang ini dapal dinyalakan dengan peisanaan

21nLn

(2-6)Dengan denikian, fiekuensi nada yang dihasiIkan pipa oigana leilukanenenuhi peisanaan ( 1)2nnv vf nL

(2-7)dengan:fn =fiekuensinadake-n (Hz),v = cepal ianlal lunyi daIan gas/udaia di daIan pipa (n/s), dan| = panjang pipa (n).NiIai n= O, 1, 2, ..., yailu liIangan yang nenyalakan nada dasai, nada alaspeilana,nadaalaskedua,danseleiusnya.SeIanjulnya, peilandingan fiekuensi seliap nada nenenuhi fO :f1 : f2... = 1 : 2 : 3 : .... (2-8) Eawai Oelonbangbunyi Oelonbanglongitudinal Pipa organaKata Kuncia b cPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas XllE8SeluahpipaoigananeniIikipanjang6Ocn.}ikacepalianlallunyidiudaiaselesai 33O n/s, lenlukan fiekuensi nada dasai dan dua nada alas leiikulnya jika:a. pipaleilukapadakeduaujungnya,danl. pipaleiluluppadasaIahsaluujungnya.JawabDikelahui: | = 6O cn = O,6 n dan v = 33O n/s.a. Unlukpipaoiganaleiluka,gunakanPcrsamaan(2-7)nakafiekuensinadadasainya(n=O)adaIah0330m/s2752 (2)(0, 6m)vfLHz.DuanadaalasleiikulnyaadaIahnadaalaspeilanadannadaalaskedua.DaiiPcrsamaan(2-8),dipeioIehnadaalaspeilanadannadaalaskeduanasing-nasingf1 = 2fO = (2)(275 Hz) = 55O Hz dan f2=3fO = (3)(275 Hz) = 825 Hz.b. Pipa0rganaTertutupeileda dengan pipa oigana leiluka, poIa geIonlang pada pipa oiganaleilulup adaIah sepeili dilunjukkan pada Gambar 2.5.Gambar E.5Pola gelonbang pada pipaorgana tertutup saat ter|aditaI nada dasar,tbI nada atas pertana, dantoI nada atas kedua.DaiiGambar2.5,panjanggeIonlangnadadasai,nadaalaspeilana,dannadaalaskedualeiluiul-luiul4|, 43 L,dan 45L.Secaiaunun,dipeioIeh

42 1nLn( 2 - 9 )sehingga fiekuensi nadanya nenenuhi peisanaan

(2 1)4nnv vf nL(2-1O)dengan:fn =fiekuensinadake-n(Hz),v = cepal ianlal lunyi daIan pipa (n/s), dan|= panjang pipa (n).NiIain=O,1,2,...,leiluiul-luiulliIanganyangnenyalakannadadasai,nadaalaspeilana,nadaalaskedua,danseleiusnya.Ieilandingan fiekuensi seliap nada nenenuhi fO :f1 : f2 : ... = 1 : 3 : 5 : ... (2-11)yang nenunjukkan lahva fiekuensi nada alas neiupakan keIipalan liIanganganjiIdaiifiekuensinadadasainya.ContohE.5II I I I ISS S SS SO14| 134| 254| Pada alat nusik tiup pipa pantbawahI,udaradidalansetiaptabung bergetar kuat pada satufrekuensi dasar sa|a. Frekuensidasar ini bergantung padapan|ang tabung yangbersangkutan. Senakin pan|angtabungnya, senakin rendahfrekuensi resonannya. PadaserulingtatasI,frekuensigetaran diubah-ubah dengannenutupi lubang-lubangseruling untuk nengubahpan|ang efektif tabungnya.Sumber: uendela |ptek, 1997AIat Musik TiupJ e I a j a hF i s i k aa b cOelonbang Eunyi dan CahayaE9SeluahpipaoiganadapalnenghasiIkanfiekuensihainonikleiluiul-luiul264Hz,44OHz,dan616Hz.a. Apakahpipaoiganaleiselulleilukaalauleilulup`l. eiapafiekuensinadadasainya`Jawaba. IipaoiganadapaldikenaIidaiipeilandinganfiekuensinya.DaIankasusini,peilandinganfiekuensipipaadaIah264Hz:44OHz:616Hz=3:5:7.IeilandinganleikeciIdipeioIehdengancaianenlagi264Hz,44OHz,dan616 Hz dengan fakloi peisekuluan leilesai (II) daii keliga fiekuensi leiselul,yailu88.Ieilandinganfiekuensi3:5:7nenunjukkanlahvapipaleiseluladaIahpipacrgana|cr|u|up.l. IiekuensinadadasaipipaoiganaleiselulsanadenganIIdaiikeligafiekuensinya,yailu88Hz.Gambar E.8Ter|adinya resonansi pertanapada tabung yang dioelupkanpada air.l. Unlukpipaoiganaleilulup,gunakanPcrsamaan(2-10)nakafiekuensinadadasainya0330m/s137, 54 (4)(0, 6m)vfL Hz.eidasaikanPcrsamaan(2-11),dipeioIehnadaalaspeilanadannadaalaskeduanasing-nasingf1 = 3fO = (3)(137,5Hz) = 412,5 Hzdan f2 = 5fO = (5)(137,5Hz) = 687,5Hz.4. Resonansi BunyiRcscnansiadaIahpeiislivaleigelainyasualulendaakilallendaIainyangleigelai.Resonansileijadijikafiekuensilendayangleigelaisanadengan fiekuensi aIaniah lenda di dekalnya. Selagai conloh, seulas davaileigelai sehingga nenghasiIkan lunyi dengan fiekuensi fD di dekal IulangseluahpipaoiganaleilukayangneniIikifiekuensiaIaniahfPnakaiesonansi leijadi jika fD =fP.Ieicolaan yang unun diIakukan unluk nenunjukkan peiisliva iesonansiadaIah dengan nenceIupkan lalung yang kedua ujungnya leiluka ke daIanaiisecaiaveilikaI,sepeilidilunjukkanpada Gambar2.6.DinuIullalunglagian alas digelaikan gaipulaIa dengan fiekuensi f alau panjang geIonlang.TalungdiangkalpeiIahan.ResonansileijadikelikapanjangkoIonlalungdi alas peinukaan aii nenenuhi peisanaan ~1(2 1)4nL n (2-12)dengan: |n=panjang koIon udaia ke-n, dann =1,2,3,...,leisesuaiandenganiesonansipeilana,kedua,keliga,danseleiusnya.Iada peiisliva iesonansi di sini, panjang geIonlangnya lelap sehinggapeilandingan panjang koIon udaia daIan lalung nenenuhi |O : |1 : |2 : ... = 1 : 3 : 5 : ... (2-13)ContohE.8Frekuensi nada pada pipa panbergantung pada pan|ang tabungyang bersangkutan. Untuknenbuktikannya, Anda dapatberkreasi nenbuat pipa pansederhana yang terbuat daribeberapa buah sedotan plastikyang pan|angnya berbeda-bedadengan salah satu u|ungnyatertutup. Jika Andanenenpelkan setiap sedotanplastik tersebut, seperti padaganbar,kenudianneniupdibagian tepi u|ung terbuka, Andaakan nendapatkan bunyi nadayang berbeda-beda dari setiapsedotan. Anda inginnenbuktikan?Silakannenooba.Sumber: O Great ScienceExperinents, 199BPipa Pan SederhanaJ e I a j a hF i s i k aaii 114LPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll30Seluah lalung geIas kedua ujungnya leiluka. Talung geIas leiselul dinasukkan kedaIan lejana leiisi aii.Di alas lalung digelaikan gaipulaIa dengan fiekuensi leilenlu.MuIa-nuIa,lalungpenuhleiisiaii,IaIudilaiikkealas.}ikalunyipaIingkeiaspeilanaleidengaipadasaalpanjanglalungyangdialasaii2Ocndankecepalanianlallunyisaalilu34On/s,lenlukan:a. panjanggeIonlanglunyileiseluldiudaia,danl. fiekuensilunyi.JawabDikelahui: |1 = 2O cn dan v = 34O n/s.a. CunakanPcrsamaan(2-12).Unlukn=1, 114| sehinggapanjanggeIonlangnya 14 42Ocn 8O | cn = O,8 n.l. Iiekuensilunyi

340 m/s425 Hz.0,8mvfNada alas peilana pipa oigana leiluka yang panjangnya 4O cn leiesonansi denganpipaoiganaleilulup.}ikapadasaalleiesonansijunIahsinpuIpadakeduapipasana,leiapakahpanjangpipaoiganaleilulupdaIancn`JawabDikelahui:panjangpipaoiganaleiluka,selulpipaA,yailu|=4Ocn.CunakanPcrsamaan(2-7).Unlukn=1(fiekuensinadaalaspeilana)140cmAv vfLGambar 2.3 di haIanan 27 nenpeiIihalkan lahva pada nada alas peilana leidapal2 sinpuI (S). Senenlaia ilu, daii Gambar 2.5 di haIanan 28, junIah sinpuI selanyak2 luah diniIiki oIeh poIa geIonlang pipa oigana leilulup pada nada alas peilanajuga.OIehkaienaleiesonansi,fiekuensinadaalaspeilanaunlukkeduapipasanaalau f1 = f1A = 40v.Dengan denikian, sesuai Pcrsamaan (2-5), unluk n = 1 (nada alas peilana), panjangpipaoiganaleilulupadaIah Bv vLf13 34 v4

[ | j\ )3040cmcn.5. lntensitas BunyiSepeili leIah dilahas pada al 1, in|cnsi|as didefinisikan selagai eneigiyangdipindahkanliapsaluanIuasliapsaluanvaklualaudayayangdipancaikan liap saluan Iuas. Secaia nalenalis dinyalakan dengan lntensitas anbang lntensitas bunyi Resonansi bunyi Taraf intensitas bunyiKata KunciContohE.7ContohE.8Resonansi ter|adi akibat energidialihkan pada benda yangbergetar, kenudian getarantersebut nenunpuk dannenanbahanplitudoataubesarnya getaran. Pada situasitertentu, energi yang dialihkandapat nerusak. Oelas kristaldapat peoah oleh suatugelonbang bunyi |ikafrekuensinya sana denganfrekuensialanigelas.Sumber: uendela |ptek, 1997ResonansiBunyiJ e I a j a hF i s i k aOelonbang Eunyi dan Cahaya33

PIA(2-14)dengan: | = inlensilas lunyi (W/n2),P= daya sunlei lunyi (W), danA = Iuas (n2).}ikasunleilunyinenancaikanlunyisecaiaisoliopik(nenyelaikesegaIaaiahsanaiala),IuasyangdinaksudsanadenganIuaspeinukaanloIa,yailu A R24(2-15)denganR = jaii-jaii loIa = jaiak lilik ke sunlei lunyi (n). }ika Pcrsamaan(2-15)dinasukkankePcrsamaan (2-14),dipeioIeh

PIR24 (2-16)IeisanaanleiselulnenunjukkanlahvainlensilaslunyidisualulilikleilandingleilaIikdengankuadialjaiaklilikleiselulkesunleilunyi.Selagai conloh, jika jaiaknya nenjadi 2 kaIi senuIa, kuadial jaiaknya adaIah22 = 4 kaIi senuIa sehingga inlensilasnya nenjadi 14kaIi senuIa.InlensilaslunyiyangdapaldidengaioIehleIingananusiaununnyaleikisai daii 1O-12 W/n2 sanpai dengan 1 W/n2. }angkauan inlensilas ini sangalIelai sehingga apa yang Anda peisepsikan selagai kual lunyi, leikailan denganlunyikualalauIenah,lidaksecaiaIangsungselandingdenganinlensilaslunyi.HulungananlaiakuallunyidaninlensilaslunyidileiikanoIehA!cxandcr Graham Bc!! dengan nendefinisikan |araf in|cnsi|as ounqi.TaiafinlensilaslunyiadaIahIogaiilnapeilandinganinlensilaslunyileihadapinlensilasanlang.|n|cnsi|asanoangadaIahinlensilaslunyinininun yang nasih dapal didengai oIeh nanusia, yakni 1O-12 W/n2. TaiafinlensilaslunyidinyalakandaIansaluandesileI(d).Secaianalenalis,laiafinlensilaslunyidiluIiskandenganpeisanaan.

[

| j\ ) O1O Iog|T||(2-17)dengan:T| =laiafinlensilas(d),| = inlensilas lunyi (W/n2), dan|O= inlensilas anlang = 1O-12 W/n2.CeIonlanglunyidipancaikandaiiseluahsunleidengandaya3,6nW.Tenlukan:a. inlensilaslunyi,danl. laiafinlensilaslunyipadajaiak3ndaiisunlei.JawabDikelahui: P = 3,6 nW = 3,61O-3 W dan R = 3 n.a. DengannenggunakanPcrsamaan(2-14)nakainlensilaslunyipadajaiak3ndaiisunleiadaIah ~~

342 23, 6 1O W1O4 (4)( )(3n)P P|A RW/n2.ContohE.9AlexanderOrahanEelllahirpada S haret 1B47 di Edinburh,Skotlandia.Eelldikaruniaibakatintelektual dan rasa ingin tahuyang kuat. Faktor tersebutlahyang nendorong Eell untukterus tiada henti nelakukanberbagai naoan peroobaan yangdidasarkan pada ide-ide orisinalyangdinilikinya.Salahsatupenenuannya yang terkenaladalah pada saat berusia P9tahun,Eellberhasilnenenukantelepon bersana asistennya,Thonas A. Watson.Sumber: www.sekolah indonesia.conAIexander Graham BeIII3847 - 39EEJ e I a j a hF i s i k aLogaritnanerupakankebalikan dari hitunganpangkat. Jika ab ~ c, dengana > D dan a = 1, nakaalog c ~ b. Ealan hal ini,a disebut basis atau bilanganpokok logaritna dan cdisebut nilai yang di-logaritnakan. Jika basislogaritna adalah 1D,ununnya basis tersebuttidakditulis,nisalnya1Dlog E oukup ditulis log E.Perlu AndaKetahuiPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll3Ea. }ikajunIahsunleilunyidijadikan1OkaIisenuIa,leiapapeiulahanlaiafinlensilasnyapadajaiakyanglelap`l. }ika junIah sunlei lunyi lelap, lelapi jaiaknya dijadikan 1O kaIi senuIa, leiapapeiulahanlaiafinlensilasnya`Jawaba. MisaInya,inlensilasnuIa-nuIa|1.Kenudian,inlensilasnyanenjadi1OkaIisenuIa,|2=1O|1.Dengandenikian,laiafinlensilasnya2 1 12 1O O O1O1OIog 1OIog 1OIog 1OIog1O 1O d| | |T| T|| | | sehinggapeiulahannya(seIisihnya)adaIah2 11O T| T| T| A~d.HasiI leiselul nenunjukkan lahvaji|ajun|ansunocrounqinqaocr|ipa|10|a|i,|arafin|cnsi|asnqaocr|anoan10d8.l. MisaInya, kelika jaiak ke sunlei lunyi sana dengan R1, inlensilas lunyinya |1,sedangkankelikajaiaknyaR2=1OR1,inlensilasnya|2.DaiiPcrsamaan(2-16)dikelahui lahva inlensilas leilanding leilaIik dengan kuadial jaiak sehinggapeilandinganinlensilasnyadapaldiluIis2 22 2 1 11 2 11O1O| R R| R R~[ [

| j | j\ ) \ ) alau~

22 110 I I .Dengandenikian,laiafinlensilasnyapadajaiakR2 ~~~~22 2 1 12 1 1O O O1O1OIog 1OIog 1OIog 1OIog1O 1O 2 2O| | |T| T| T|| | |dsehinggadipeioIehpeiledaannya2 12O T| T| T| A~~ d.HasiI ini nenunjukkan lahva jika jaiak lilik ke sunlei lunyi leiIipal 1O kaIi,laiafinlensilasnyaleikuiang2Od.Taiaf inlensilas lunyi di sualu lilik yang leijaiak 3 n daii seluah sunlei adaIah 5O d.a. eiapakahlaiafinlensilaslunyidililikleiseluljikajunIahsunleinya1OOluah(sunleilunyiidenlik)`l. eiapakah laiaf inlensilas lunyi oIeh 1O luah sunlei leiselul pada jaiak 3O n`Jawaba. DikelahuilaiafinlensilasoIehseluahsunleipadajaiak3nadaIah5Od.Cnntnh2.10(a)nenunjukkanlahvaji|ajun|ansunocrnqaocr|ipa|10|a|i,|arafin|cnsi|asnqaocr|anoan10d8.Inileiaili,jikajunIahsunleinyaleiIipal1OOkaIi(1O 1OkaIi),laiafinlensilasnyaleilanlah2Od(21Od).}adi,laiafinlensilaspadajaiak3nyangdihasiIkanoIeh1OOluahsunleilunyiadaIah5Od+2Od=7Od.l. TaiafinlensilasnyaadaIah 4 2812 2O1O W/n1OIog 1OIog 1OIog1O 1O8 8O1OW/n|T||~~ d.alog 1 ~Dalog a ~1alog ~11

alog ab ~balog bc ~alog b alog calog

~alog b alog caa log b ~ balog b ~loglog

alog b ~1log

ac log bd ~

alog bPerlu AndaKetahuiContohE.30ContohE.33Oelonbang Eunyi dan Cahaya338. lnterferensi BunyiKelikaduageIonlangsecaialeisanaanliladidaeiahyangsana,kedua geIonlang leiselul dapal leiinleifeiensi. Kenyalaan ini dapal leijadipada senua jenis geIonlang. HasiI inleifeiensi lunyi dapal naksinun (kual)dan nininun (Ienah).InleifeiensiduageIonlangakannenghasiIkannaksinundannininunjikakeduageIonlangnya|cncrcn,yaknineniIikianpIiludo,panjang geIonlang, alau fiekuensi yang sana. Inleifeiensi naksinun leijadijikaduageIonlangyangleiinleifeiensileiledaIinlasanO, ,2 ,3 ,danseleiusnya.Secaianalenalis,dapaldinyalakandenganpeisanaan x m A(2-18)dengan n=O,1,2,3,danseleiusnya.DiIainpihak,inleifeiensinininunleijadijikaseIisihIinlasangeIonlangnya 1 3 5, , ,2 2 2danseleiusnya.Secaianalenalis,

12x m [ A ~| j\ )(2-19)dengann=1,2,3,....danAx adaIahseIisihIinlasangeIonlangsepeilidilunjukkan pada Gambar 2.7.Inleifeiensi juga dapal leijadi anlaia dua geIonlang yang fiekuensinyahanpii sana (peiledaannya keciI). CeIonlang lunyi yang dalang daii dualuah sunlei leiinleifeiensi dan nenghasiIkan lunyi keias dan Ienah secaialeiganlian.Ienonenasepeiliinidiselulpc|aqanganounqi.IiekuensipeIayanganlunyisanadenganseIisihkeduafiekuensilunyiyangleiinleifeiensi,yailuA ~1 2f f f (2-2O)dengan: f= fiekuensi peIayangan (Hz),f1 = fiekuensi lunyi peilana (Hz), danf2 = fiekuensi lunyi kedua (Hz).l. DaiisoaI(a)dipeioIehlaiafinlensilasoIeh1OOluahsunleipadajaiak3nadaIah 7O d. Iada jaiak 3O n alau 10 |a|i jara| scnu|a (3 n), |araf in|cnsi|asnqaocr|urang20d8(IihalkenlaIiCnntnh2.10(b)).Dengandenikian,laiafinlensilaslunyipadajaiak3Onnenjadi7O d - 2O d = 5O d.A!atdanBahan1. AIalpeicolaanQuinckealaudualalungpipaU2. CaipulaIaPrnscdur1. SiapkanaIaldanlahan.2. }ikaaIalpeicolaanQuinckelidakada,AndadapalnenlualnyadengancaianenyusundualalungpipaUsepeiliganlaidisanping.Pcrcnbaan QuInckcACDAx AGambar E.7HasilinterferensidititikCbergantung pada selisihlintasanA. Mahir MeneIiti E.3CgaipulaIaaIalpeicolaanQuinckePraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll347. Efek DoppIer|fc|Dcpp|cradaIahpeiislivaleiulahnyafiekuensilunyiyangdileiinaoIehpendengaikaienaadanyapeiulahanjaiak(geiakieIalif)anlaiasunleilunyidanpendengai.IiekuensilunyiyangdileiinapendengaiIelihlesaidaiipada fiekuensi sunleinya jika jaiak anlaia sunlei dan pendengai senakindekal. SelaIiknya, fiekuensi lunyi yang dileiina pendengai Ielih keciI daiipadafiekuensi sunleinya jika jaiak anlaia sunlei dan pendengai senakin jauh.DualuahdavaiidenliknenghasiIkannadadasaidenganfiekuensi4OOHz.}ikaleganganpadasaIahsaludavaidilanlah2,leiapakahfiekuensipeIayanganyangleijadi`JawabTegangandavaidilanlah2leiaililegangannyanenjadi1OO+2=1O2alau1,O2kaIisenuIa.DaiiPcrsamaan(2-7),frc|ucnsidauaiscoandingdcngana|argaqa|cgangandauai.Dengandenikian,fiekuensinyanenjadi1, O2 1, O1=1,O1kaIisenuIaalau1,O1 4OO=4O4Hz.OIehkaienafiekuensidavaiIainlelap4OOHz,leijadiIahpeIayangandenganfiekuensi4O4Hz-4OOHz=4Hz.3. DianeleilalungpipaAIelihkeciIdaiipadalalungpipasehinggaujungpipaAdapaldinasukkankedaIanpipa.4. Iada lalung pipa leidapal lalung C yang diIengkapi nenlian yang nudahleigelaidanIulangDselagailenpalsunleilunyidaiigaipulaIa.5. CelaikanIahgaipulaIapadaIulangDsecaialeiusneneius.6. eisanaandenganilu,laiikIahlalungpipaAsecaiapeiIahansehinggapadakondisileilenlunenlianakanleigelaikualdanIenahsecaialeiganlian.7. DiskusikanIahhasiIpeicolaanyangAndaIakukan,kenudianlualIahkesinpuIandaiipeicolaanleiselul.Dualuahpengeiassuaiadilenpalkanpadajaiak7nsalusanaIain.KeduapengeiassuaiailunenghasiIkanlunyidenganfiekuensi17OHz.MadesenuIaleiada di lilik lengah pada gaiis hulung anlaia kedua pengeias suaia. Kenudian,MadeleigeseinendekalisaIahsalupengeiassuaiasehinggaMadenendengailunyi yang senakin Ienah dan akhiinya nininun kelika ia leiada pada jaiak 3 ndaiisaIahsalupengeiassuaia.eiapakahcepalianlallunyidiudaiasaalilu`JawabKelika Made leiada di lengah-lengah,Ax= O, Made akan nendengai lunyi keias(naksinun).KelikaMadeleiadapadajaiak3ndaiisaIahsalupengeiassuaia(alau4ndaiipengeiassuaiaIainnya),Madenendapalinininunpeilanaalaun = 1 dan pada lilik ilu seIisih Iinlasannyax = 4 n - 3 n = 1 n. Dengan denikian,daiiPcrsamaan(2-19),unlukn=1,dipeioIeh 12x AsehinggapanjanggeIonlangnyaadaIah2 (2)(4m 3m) 2 x A~n.Dengandenikian,cepalianlallunyinyaadaIah(2m)(170Hz) 340 v f n/s.Kelelawar dapat 'nelihat' ditenpat gelap dengannenggunakan ultrasonik.Kelelawarnengeluarkan pulsagelonbang bunyi pendekberfrekuensi tinggi. Oelonbangtersebut dipantulkan olehserangga yang sedang terbangsehingga ter|adilah gena yangdapat didengar oleh kelelawar.Senakin pendek waktu antarapulsa dan gena, senakin dekatpula serangga yang akandisanbarnya. Ketika nendekatisasaran, kelelawar nengeluarkanpulsa lebih sering sehingga dapatnengetahui posisi seranggadengan ketepatan yang lebihtinggi.Sumber: uendela |ptek, 1997KeIeIawarSumber: www.insightnagazine. con Efek doppler lnterferensi bunyi Pelayangan bunyiKata KunciContohE.3EContohE.33J e I a j a hF i s i k aOelonbang Eunyi dan Cahaya35SvSffpfpv vGambar E.8llustrasi efek doppler.Secaianalenalis,fiekuensiyangdileiinapendengainenenuhipeisanaan

PP SSv vf fv v

(2-21)dengan: fI= fiekuensilunyiyangdileiinapendengai(Hz),fS= fiekuensilunyiyangdipancaikansunlei(Hz),v = cepal ianlal lunyi (n/s),vI= kecepalanpendengai(n/s),danvS= kecepalan sunlei lunyi (n/s).Daii peisanaan leiselul, vI dan vS dapal leiniIai posilif alau negalif dengankelenluanselagaileiikul.a. NiIai vI pcsi|if jika penganal nendekali sunlei. SelaIiknya, vI leiniIaincga|if jika penganal nenjauhi sunlei.l. NiIaivSpcsi|ifjikasunleinenjauhipenganal.SelaIiknya,vI leiniIaincga|if jika sunlei nendekali penganal.Dua luah noliI nasing-nasing leigeiak saIing nendekali dengan keIajuan 3O n/sdan1On/s.MoliIpeilananenlunyikansiienedenganfiekuensi62OHz.}ikacepalianlallunyidiudaia34On/s,leiapakahfiekuensilunyisiieneyangleidengaioIehsopiinoliIkedua`JawabDikelahui: cepal ianlal lunyi v = 34O n/s. Sunlei (noliI peilana) dan pendengai(noliIkedua)saIingnendekalinakavs=-3On/sdanvp=1On/s.IiekuensilunyiyangdileiinapendengaiadaIahP sS340m/s 10m/s(620Hz) 700340m/s 30m/sPv vf fv v[

| j ~\ )Hz.ContohE.34SediakanIahseluah|apcrcccrdcryanglei-hulungdenganspca|cr.NyaIakan|apcrcccrdcr, kenudian IelakkanIah spca|cr padajaiakleilenludaiiposisiAnda.eijaIanIahnendekalispca|cr.ApayangdapalAndaanali`SeleIahilu,IakukanIahhaIyangsana,lelapidenganaiahnenjauhispca|cr.ApayangdapalAndaanali`eiiIahke-sinpuIan Anda daii kegialan ini, kenudiandiskusikandenganlenan-lenandanguiuIisikaAnda.Ker]akan|ahPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll38SeluahkeielaleigeiaknenjauhislasiundengankeIajuan72kn/jansanliInenlunyikanpeIuildenganfiekuensi72OHz.Dikelahuicepalianlallunyidiudaia34On/s.Tenlukanfiekuensiyangdileiinapenganaljikapenganalilua. sedangdudukdislasiun,l. leigeiaknengejaikeieladengankeIajuan36kn/jan,danc. leigeiakleiIavanandenganaiahkeieladengankeIajuan36kn/jan(saIingnenjauhi).JawabDikelahui:cepalianlallunyiv=34On/s.a. Keiela(sunleilunyi)nenjauhipenganaldengankeIajuan72kn/jannakavS= 72 kn/jan = 2O n/s (posilif). OIeh kaiena penganal dian, vI = O, nakaPP SS340m/s 0m/s(720Hz) 680340m/s 20m/sv vf fv v[

| j \ )Hz.l. Ienganal leigeiak nengejai keiela (nendekali sunlei),vp = 36 kn/jan = 1O n/s (posilif), nakaPP SS340m/s 10m/s(720Hz) 700340m/s 20m/sv vf fv v[

| j \ )Hz.c. Ienganal nenjauhi keiela, vI =1O n/s, nakaPP SS340m/s 10m/s(720Hz) 660340m/s 20m/sv vf fv v[ ~

| j \ )Hz.8. GeIombang KejutIeinahkah Anda neIihal peiahu yang leigeiak dengan kecepalan linggidialaspeinukaanaii`Kelikapeiahuleigeiak,geIonlangaiileilenluk.SaalkecepalanpeiahuIelihlesaidaiipadakecepalangeIonlangaiiIaul,akan leiIihal nuka geIonlang sepeili dilunjukkan pada Gambar 2.9. Ieiislivaini neiupakan anaIogi daii pioses leijadinya gc|cnoang |cju|.Gambar E.9Perahu yang bergerak oepatakan nenghasilkan gelonbangke|ut pada air.CeIonlang kejul pada lunyi leijadi kelika kecepalan sunlei lunyi Ielihlesaidaiipadakecepalanlunyi(diselulkecepalansupeisonik).Unluknenahani leijadinya geIonlang kejul pada lunyi, peihalikanIah Gambar2.10. }ika sunlei lunyi dian, nuka geIonlang nenlenluk Iingkaian dengansunlei lunyi selagai pusal sepeili Gambar 2.10(a). Kelika sunlei leigeiakdengankecepalanIelihiendahdaiipadakecepalanlunyi,sunleilunyi Oelonbang ke|ut UltrasonikKata KunciContohE.35Sumber:www.istockphoto.conSoIusi0erdasSiregarnenaounotornyadengan kela|uan v1 karena dike|arnobil patroli yang bergerakdengan kela|uanvP, sanbilnenbunyikan sirene denganfrekuensi fP. Jika kela|uan bunyidi udara adalah v, frekuensibunyi yang didengar olehSiregaradalah....a.v vv v

11 PP b.v vv v

~11 PP o.v vv v~

11 PP d.v vv v~

~11 PP e.v vv v~

~P1 P1 PenyeIesaianv v ~s Pv v ~P 1Kela|uantangensial: PP 1v v~tkarena penganatnen|adisunberIS 2v v~tkarena sunbernendekatipenganatInakaPP SSf fv vv v

v vv v~

~11 PP Jawab : dUANE004/E005S POelonbang Eunyi dan Cahaya37leigesei daii pusal nuka geIonlang lunyi yang dihasiIkannya nendekalinuka geIonlangnya, sepeili Gambar 2.10(b). }ika kecepalan sunlei lunyiIelih lesai daiipada kecepalan lunyi, sunlei lunyi akan leiada di Iuai (didepan) nuka geIonlang lunyi yang dihasiIkan seleIunnya sepeili (Gambar2.9(c)). Iada kasus ini, sejunIah nuka geIonlang leiinleifeiensidan hasiIinleifeiensinaksinunnyadiselulgeIonlangkejul.Gambar E.30Oelonbang ke|ut pada bunyi ketika:taI sunberbunyidian,tbI keoepatan sunber bunyilebih rendah daripadakeoepatan bunyi, dantoI keoepatan sunber bunyilebih besar daripadakeoepatan bunyi.(a) (l) (c)geIonlangkejulgeIonlangkejulsunleilunyisunleilunyiKelikageIonlangkejulyangdihasiIkansunleilunyineIevalipenganal,geIonlanginileidengaiselagaidenlunansuaia(scnicoccn).Scnic occn neniIiki eneigi yang cukup lesai sehingga dapal nenecahkangeIas kaca dan kaca jendeIa iunah Anda.9. Pemanfaatan UItrasonikSaIahsalunanfaalgeIonlanguIliasonikadaIahunluknengukuikedaIananaiiIaul.AIalukuinyadiselulpa|ncnc|cr.Kelikapalhoneleidigunakan, geIonlang uIliasonik dipancaikan dan panluIannya daii dasaiIaul dileiina kenlaIi sepeili dilunjukkan pada Gambar 2.11. }ika kecepalangeIonlang daIan aii v dan vaklu yang dipeiIukan uIliasonik unluk loIak-laIik |, kedaIanan Iaul dapal dihilung dengan peisanaan 2vtd(2-22)SeIainilu,uIliasonikjugadinanfaalkandaIanlidangkedokleian.MisaInya,unlukneIihallayidaIankandunganseoiangiludigunakannelode uIliasonogiafi alau disingkal USC. Gambar 2.12 nenunjukkan polielseoianglayidaIankandunganhasiIuIliasonogiafi.Sumber: www.cs.colunbia.eduGambar E.33hengukur kedalanan laut.Gambar E.3EHasilultrasonografi.Sumber: Oxford Ensiklopedi Pelajar,1997geIonlangdalanggeIonlangpanluIdPraktis Eela|ar Fisika untuk Kelas Xll381. Iakloi-fakloi apa sajakah yang nenengaiuhi kecepalanianlallunyipadazalcaiidanzalpadal`2. Davaigilaidenganpanjang3Ocndigelaikansehingga nenlenluk enpal luah sinpuI. Iiekuensinada yang dihasiIkannya adaIah 15O Hz. Massa jenisIineaidavai2g/cn.Tenlukan:a. panjanggeIonlangyangdihasiIkan,l. cepalianlalgeIonlangdaIandavai,danc. gayalegangandavai.3. TaiafinlensilasyangdihasiIkanseekoiIelahpadajaiak1nadaIah1Od.Tenlukan:a. inlensilaslunyipadajaiakleiselul,danl