2871129 Fisika Diktat Fisika Kelas XII1 SMA

download 2871129 Fisika Diktat Fisika Kelas XII1 SMA

of 79

  • date post

    23-Jun-2015
  • Category

    Documents

  • view

    4.584
  • download

    15

Embed Size (px)

Transcript of 2871129 Fisika Diktat Fisika Kelas XII1 SMA

Diktat Fisika XII-1Damriani

Dra. DamrianiSMAN 3 Bandar Lampung 2008

2

Diktat Fisika XII-1Damriani

SURAT KETERANGANNomor: 421.3/403/08/III.3/08

Yang bertanda tangan di bawah ini Kepala SMAN 3 Bandar Lampung menerangkan bahwa buku Diktat Fisika XII-1 adalah benar ditulis oleh: Nama NIP Guru Mata Pelajaran : Dra. Damriani : 131658096 : Fisika

dan telah digunakan sebagai material pembelajaran di SMAN 3 Bandar Lampung. Demikian surat keterangan ini dibuat untuk digunakan seperlunya.

Bandar Lampung, 5 Mei 2008 Kepala SMAN 3 Bandar Lampung

Drs. H E R N A D I NIP. 131870646

3

Diktat Fisika XII-1Damriani

KATA PENGANTARBuku Diktat Fisika XII-1 ini ditulis dengan maksud untuk digunakan oleh para siswa agar mudah mengerti pokok-pokok fisika dengan penjelasan yang ringkas dan sederhana dalam konsep, asas, dan prinsip fisika merupakan hal pertama yang harus dimengerti oleh para siswa. Dalam memecahkan soal-soal fisika, buku ini dapat digunakan untuk memberi gambaran global dari konsep-konsep fisika dan soal latihan yang terdapat di setiap bagian belakang bab dapat digunakan sebagai sarana melatih kemampuan memecahkan soal-soal fisika. Dengan selesai penulisan buku ini penulis mengucapkan terima kasih kepada Drs. Hernadi sebagai Kepala SMAN 3 Bandar Lampung, atas semua dukungannya, masukan dan saran dari para kolega diucapkan terima kasih. Mereka adalah guru-guru fisika SMAN 3 Bandar Lampung, yaitu Zainal Abidin, S.Pd, Arif Santoso, S.Pd, Euis Waliah, S.Pd, Dra. Sartinem dan Fera Nofrizawati, S.Pd. Buku ini tentu jauh dari sempurna, masukan, kritik dan saran yang membangun dapat disampaikan melalui email: mbak_annie@yahoo.co.id. Semoga kehadiran buku ini dapat memenuhi tujuan penulisan dan bermanfaat bagi penggunanya.

Bandar Lampung, 30 April 2008

Damriani

4

Diktat Fisika XII-1Damriani

DAFTAR ISI

Surat Keterangan Kata Pengantar Daftar Isi 20. Gelombang Mekanis 21. Gelombang Bunyi 22. Listrik Statik 23. Induksi Magnet 24. Imbas Elektromagnetik

1 2 3 4 16 26 41 57

5

Diktat Fisika XII-1Damriani

GELOMBANG MEKANIS

6

Diktat Fisika XII-1Damriani

P E N G E RT I A N G E LO M B A N G Gejala mengenai gerak gelombang banyak kita jumpai sehari-hari. Kita tentu mengenal gelombang yang dihasilkan oleh sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam air, sebab hal itu mudah kita amati. Di dalam perambatannya ada gelombang yang memerlukan medium perantara, misalnya gelombang air, gelombang bunyi. Tetapi ada juga yang tidak memerlukan medium perantara, misalnya gelombang cahaya dan gelombang elektromagnet. Di dalam bab ini dibahas hanyalah gelombang di dalam medium yang lenting yang disebut : Gelombang Mekanis. Karena sifat kelentingan dari medium maka gangguan keseimbangan ini dirambatkan ketitik lainnya. Jadi gelombang adalah usikan yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energi (tenaga). Sifat umum gelombang , antara lain : a. dapat dipantulkan (refleksi) b. dapat dibiaskan (refraksi) c. dapat dipadukan (interferensi) d. dapat dilenturkan (defraksi) e. dapat dipolarisasikan (diserap arah getarnya) Berdasarkan arah getaran partikel terhadap arah perambatan gelombang dapat dibedakan menjadi Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal. Gelombang Transversal ialah gelombang yang arah perambatannya tegak lurus pada arah getaran partikel. misalnya : gelombang pada tali, gelombang permukaan air, gelombang elektromagnetik. Gelombang Longitudinal ialah gelombang yang arah perambatannya searah dengan arah getaran partikel. misalnya : gelombang pada pegas, gelombang bunyi.

PA N J A N G G E LO M B A N G Bila sebuah partikel yang bergetar menggetarkan partikel-partikel lain yang berada disekitarnya, berarti getaran itu merambat. Getaran yang merambat disebut Gelombang Berjalan. Jarak yang ditempuh getaran dalam satu periode disebut Panjang Gelombang ( ). Untuk lebih jelasnya lihat animasi di WWW.Stevanus_fisika.homestead.com Bila cepat rambat gelombang V dan periode getarannya T maka :

= v. T atau =

V f

P E R S A M A A N G E LO M B A N G B E R J A L A N

7

Diktat Fisika XII-1Damriani

Dari titik P merambat getaran yang amplitudonya A, periodenya T dan cepat rambat getarannya v. Bila titik P telah bergetar t detik, simpangannya :

y p = A sin t = A sin x v detik,

2 t T

Dari P ke Q yang jaraknya x getaran memerlukan

jadi ketika P telah bergetar t detik, titik Q

(t baru bergetar

x ) v detik. Simpangan Q saat itu : y Q = A sin 2 x ( t ) T v t x ) T v

Jadi persamaan gelombang berjalan adalah :

y = A sin 2 (Perbedaan phase antara titik P dan Q adalah :

t = T

x (t ) v T

= t x + ) T

x

Bila getaran itu merambat dari kanan ke kiri dan P telah bergetar t detik, maka simpangan titik Q :

y = A sin 2 (

P E M A N T U L A N G E LO M B A N G B E R J A L A N Titik P digerakkan ke atas dan kembali ke titik seimbang. karenanya dari P merambat gunung gelombang menuju Q. Bila Q ujung terikat, ternyata yang dipantulkan adalah lembah gelombang. Jadi oleh ujung terikat gunung gelombang dipantulkan sebagai lembah gelombang, phase gelombang terpantul berupa setengah. Tetapi bila Q ujung yang bebas, yang dipantulkan adalah gunung gelombang.1 2

Kesimpulan : Pada ujung terikat phase gelombang terpantul berubah diujung bebas phase gelombang terpantul tidak berubah.

, sedangkan pada pemantulan

8

Diktat Fisika XII-1Damriani

P E R S A M A A N G E LO M B A N G S TA S I O N E R Pada proses pantulan gelombang, terjadi gelombang pantul yang mempunyai amplitudo dan frekwensi yang sama dengan gelombang datangnya, hanya saja arah rambatannya yang berlawanan. hasil interferensi (perpaduan) dari kedua gelombang tersebut disebut Gelombang Stasioner Atau Gelombang Diam.

PA D A U J U N G B EB A S

Selisih phase gelombang datang dan gelombang pantul di ujung bebas adalah 0, jadi

= 0

Ini berarti bahwa phase gelombang datang sama dengan phase gelombang pantul. Jika L adalah panjang tali dan x adalah jarak titik C yang teramati terhadap titik pantul pada ujung bebas, yaitu titik B. Jika A digetarkan, maka persamaan simpangan di A adalah

y A = A sin

2 tA T

Titik C yang berjarak x dari ujung bebas B, mengalami getaran gelombang dari : Gelombang datang : yaitu apabila A telah bergetar t detik, maka tentulah C menggetar kurang dari t

detik, selisih waktu tersebut adalah sebesar dan persamaan di C menjadi :

Lx Lx tc1 = t v , sehingga v

y C1= A sin

2 Lx ( t ) T v t Lx ) T v.T t Lx ) T sebab v . T =

y C1= A sin 2 ( y C1= A sin 2 (

Gelombang pantul : Rambatan gelombang telah menempuh jarak L + x, sehingga beda waktunya

menjadi

L+x v

detik, maka

tC 2 = ( t

L+x ) v detik.

Maka persamaan simpangan di C menjadi :

9

Diktat Fisika XII-1Damriani

y C 2 = A sin

2 L+x ( t ) T v t L+ x ) T v.T t L+ x ) T C =y C1 +y C2 jadi :

y C 2 = A sin 2 ( y C 2 = A sin 2 (

Hasil superposisi kedua gelombang adalah : y

y C = A sin y C = A {sin

2 Lx 2 L+x ( t ) + A sin ( t ) T v T v 2 Lx 2 L+x ( t ) + sin ( t )} T v T v 2 t 2L 2x ) cos 2 . 1 ( ) 2 T

y C = A . 2 sin 2 . 1 ( 2 y C = 2 A cos 2 (Persamaan di

x t L ) sin 2 ( ) T amplitudo

atas dapat dianggap sebagai persamaan getaran selaras dengan

2 A cos 2 (

dan tergantung dari tempat titik yang diamati. Dari ungkapan sebagai amplitudo tidak tergantung dari pada waktu. Oleh karena pada simpul nilai amplitudo adalah nol dan lagi tidak merupakan fungsi dari pada waktu (t), maka :

x )

2 A cos 2 (

x )

2 A cos 2 ( 2 (

x )

= 0 sehingga :

x ) = (2n + 1) 1 2 2 x = (2n + 1) 1 2 x = (2n + 1) 1 4Dengan ungkapan ini terbuktilah , bahwa jarak simpul ke titik pantul bebas adalah : Jarak antara dua simpul berturutan adalah :

(2n + 1) 1 4

(2(n + 1) + 1) 1 (2n + 1) 1 = 4 4 (2n + 3) 1 (2n + 1) 1 = 2. 1 = 1 4 4 4 2Tempat-tempat yang menyatakan perut mempunyai harga amplitudo yang maksimal,

10

Diktat Fisika XII-1Damriani

jadi :

2 A cos 2 cos 2 2

x = maksimal

x = / 1/

x = n 2 x = n x = 1 n 2 x = 2n( 1 ) 2

Jadi terbukti pula, bahwa jarak perut ke titik pantul bebas adalah bilangan genap kali gelombang atau

1 2

panjang

2n 1 4

.

UJUNG TERIKAT (UJUNG TETAP) Dititik pantul yang tetap gelombang datang dan gelombang pantul berselisih phase gelombang pantul berlawanan dengan phase gelombang datang1 2

(

=

1 2

) . datang Jadi A digetarkan

, atau

transversal maka Jika titik C yang kita amati, maka bagi gelombang yang datang dari kiri (gelombang datang) waktu

y A = A sin 2

t T

menggetarnya C, yaitu tC terhadap waktu menggetarnya A, yaitu t A = t detik berbeda

Lx v

detik,

sehingga

tC = t

Lx v

. Jadi :

y C1= A sin

2 Lx ( t ) T v t Lx ) T v.T t Lx ) T

y C1= A sin 2 ( y C1= A sin 2 (

11

Diktat Fisika XII-1Damriani

Bagi gelombang pantul yang datang dari kanan waktu getar C berselisih berselisih sehingga :1 2

L+x v

detik dan fasenya

, atau ,

y C 2 = A sin 2 ( t y C 2 = A sin 2 (

L+x + )

t L+x ) T

Maka hasil superposisi gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung terikat adalah : y =y +y C C1 C2 Jadi :

y C = A sin 2 ( t

Lx L+x ) A sin 2 ( t ) Lx L+x ) sin 2 ( t )}

y C = A {sin