97880291 Gelombang Transversal
-
Upload
teuku-nuzul-yosha -
Category
Documents
-
view
182 -
download
6
Transcript of 97880291 Gelombang Transversal
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Masalah
Sebuah batu yang dijatuhkan pada permukaan air akan menyebabkan
pola berbentuk lingkaran, yaitu membentuk gelombang permukaan air
(gelombang transversal). Jika diamati secara sepintas, Nampak bahwa
permukaan air bergerak bersama gelombang tersebut. Akan tetapi, jika diamati
dengan seksama permukaan air tidak bergerak bersama gelombang.
Uraian tersebut merupakan salah satu gejala gelombang yang sangat
mudah diamati. Gelombang dapat terjadi jika suatu sistem diganggu dari
posisi keseimbangannya dan gangguan itu dapat berjalan dan merambat dari
satu tempat ke tempat lain pada sistem itu.
Gelombang transversal banyak kita temui di kehidupan sehari-hari.
Misalnya gelombang tali, gelombang permukaan air, gelombang cahaya dan
sebagainya. Diantara contoh gelombang tersebut ternyata gelombang-
gelombang tersebut memiliki karakteristik masing-masing dan banyak istilah-
istilah yang perlu diketahui.
Maka dalam makalah ini, kami akan menjabarkan secara terperinci
mengenai “Gelombang Transversal”.
B. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam pembahasan “Gelombang Transversal”
adalah sebagai berikut :
1. Apa yang dimaksud dengan gelombang transversal ?
2. Apa saja contoh gelombang transversal ?
3. Bagaimana sifat gelombang transversal ?
4. Bagaimana laju gelombang transversal ?
5. Apa saja istilah-istilah dalam gelombang transversal ?
1
6. Bagaimana penurunan rumus dalam gelombang transversal ?
7. Bagaimana contoh soal dan pembahasan dalam gelombang transversal ?
C. Tujuan Pembahasan
Adapun tujuan pembahasan “Gelombang Transversal” adalah sebagai
berikut :
1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan gelombang transversal.
2. Untuk mengetahui contoh dari gelombang transversal.
3. Untuk mengetahu sifat dari gelombang transversal.
4. Untuk mengetahui laju gelombang transversal.
5. Untuk mengetahui istilah-istilah apa saja yang digunakan dalam
gelombang transversal.
6. Untuk mengetahui perumusan dalam gelombang transversal.
7. Agar para pembaca bisa menyelesaikan soal-soal dalam gelombang
transversal.
BAB II
PEMBAHASAN
2
A. Pengertian Gelombang Transversal
Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu
medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat
medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan
menghitung jarak antara lembah dan bukit yang bias disebut gelombang
tranversal.
Gelombang transversal dapat didefenisikan sebagai gelombang yang
memiliki arah rambat tegak lurus dengan arah getarnya. Satu gelombang
terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya seperti riak gelombang air,
benang yang digetarkan, gelombang cahaya, gelombang radio, gelombang
radar dan lain-lain. Contoh gelombang transversal adalah gelombang pada tali.
Arah getar gelombang adalah vertikal, sedangkan arah rambatnva horizontal
sehingga arah getar dan arah rambatnva satins.
Gelombang transversal merambat pada medium padat karena gelombang
ini membutuhkan medium yang relatif kaku untuk merambatkan energi
getarnya. Jika medium tempat merambat tidak kaku, partikel medium akan
saling meluncur. Dengan demikian, gelombang transversal tidak dapat
merambat dalam medium fluida (zat cair dan gas).
B. Contoh Gelombang Transversal
1. Gelombang tali
Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali
bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang.
Bentuk gelombang transversal tampak seperti gambar di bawah :
3
Berdasarkan gambar di atas, tampak bahwa gelombang merambat
ke kanan pada bidang horisontal, sedangkan arah getaran naik-turun pada
bidang vertikal. Garis putus-putus yang digambarkan di tengah sepanjang
arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium (misalnya
tali atau air). Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik
terendah disebut lembah. Amplitudo adalah ketinggian maksimum puncak
atau kedalaman maksimum lembah, diukur dari posisi setimbang. Jarak
dari dua titik yang sama dan berurutan pada gelombang disebut panjang
gelombang (disebut lambda – huruf yunani).Panjang gelombang juga bisa
juga dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari lembah
ke lembah.
2. Gelombang Permukaan Air
4
3. Gelombang Suara
Perhatikan gambar dibawah ini. Grafik menunjukkan gelombang bergerak
sepanjang jalan dari kiri ke kanan, tapi kenyataannya perjalanan
gelombang suara bergerak ke segala arah menjauhi sumber. Kira-kira
sama seperti riak air yang terjadi ketika kita menjatuhkan sebuah batu ke
dalam kolam. Namun grafik ini, cukup dapat menjelaskan tentang
bagaimana suara bergerak dari satu tempat ke tempat lain.
a. Panjang gelombang: Jarak antara titik manapun pada gelombang (pada
gambar ditunjukkan sebagai titik tertinggi) dan titik setara pada fase
berikutnya. Secara harfiah, panjang gelombang adalah jarak yang
digambarkan dgn huruf “T”.
b. Amplitudo: atau kekuatan sinyal gelombang (intensity). Titik tertinggi dari
gelombang bila dilihat pada grafik. Amplitudo tinggi biasa disebut sebagai
volume yang lebih tinggi,
c. Frequency: Frekuensi waktu yang dibutuhkan oleh gelombang
bergerak dari satu pase ke pase berikutnya dalam satu detik. Diukur
dalam hetz atau cycles per second. Semakin cepat sumber suara
bergetar, semakin tinggi frekuensi.Frekuensi yang lebih tinggi
ditafsirkan sebagai pitch yang lebih tinggi. Sebagai contoh, ketika Kita
menyanyi dengan suara bernada tinggi Kita memaksa pita suara Kita
bergetar lebih cepat.
5
4. Gelombang Cahaya
Karakteristik gelombang cahaya adalah sebagai berikut :
a. Wavelength (gelombang cahaya)
b. Periode
c. Phase
d. Amplitudo
5. Gelombang Radio
6
Dengan berbagai frekuensi, phase atau amplitudo, dapat
menggunakan gelombang radio untuk membawa informasi. Cahaya
nampak memiliki wavelength (panjang gelombang antara 400 nanometer
untuk lampu merah dan 700 nanometer untuk lampu violet. Jumlah siklus
per detik menjalarnya gelombang disebut dengan frekwensi. Karena
gelombang elektromagnetik bergerak pada kecepatan cahaya, ada
hubungan antara gelombang frekuensi dan panjang gelombang, dengan
formula sebagai berikut :
λ = c/ƒ
Dimana c adalah kecepatan cahaya ( 3 X 108 meter per detik) dan ƒ
adalah frekuensi dari gelombang dalam siklus per detik. Sebab frekuensi
dari sautu gelombang memiliki ukuran yang sangat tinggi, frekuensi
diekpresikan dalam juta siklus per detik /Mega Hertz (MHz) atau milyar
putaran per detik/Giga Hertz (GHz).
Sebagai contoh, jika sebuah stasiun radio favorit memancarkan
gelombang pada 98.8 MHz (98.8 X 106 Hz), dapat dihitung wavelength
dari gelombang radio tersebut, sebagai berikut :
λ = c/ƒ
λ = 3.0 X 108/98.8 X 106
λ = 300000000/98800000 = 3.04 meter
C. Sifat-sifat Gelombang Transversal
Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang transversal
memiliki sifat sebagai berikut :
1. Dipantulkan (reflection)
Pemantulan gelombang terjadi jika gelombang mengenai penghalang,
misalnya gelombang pada tali.
a. Bukit gelombang dipantulkan sebagai bukit untuk ujung bebas
b. Pada ujung tetap, bukit gelombang dipantulkan sebagai lembah
gelombang
7
Pada pemantulan gelombang berlaku hukum pemantulan, yaitu : sudut
pantul sama dengan sudut datang.
2. Dibiaskan (refraction)
Pembiasan gelombang adalah peristiwa pembelokan gelombang, ketika
gelombang merambat dari satu medium (misalnya udara) menuju medium
lain (misalnya air). Pada peristiwa ini frekuensi dalam kedua medium tetap
sama, tetapi cepat rambat dan panjang gelombangnya tidak sama.
3. Dilenturkan (difraction)
Peristiwa difraksi dapat didapatkan melalui gelombang cahaya yang
termasuk kedalam gelombang transversal.
4. Dipadukan (interference)
Peristiwa interference juga dapat didapatkan melalui gelombang cahaya
yang termasuk kedalam gelombang transversal.
5. Diserap arah getarnya (polaritation)
Peristiwa polarisasi juga dapat didapatkan melalui gelombang cahaya yang
termasuk kedalam gelombang transversal.
Kelima sifat gelombang di atas dimiliki oleh gelombang transversal,
sedangkan gelombang longitudinal hanya memiliki empat sifat gelombang
kecuali sifat polarisasi.
D. Laju Gelombang Transversal
Dalam membahas laju gelombang, kita contohkan di dalam tali yang
diregangkan. Laju gelombang untuk sebuah medium bergantung pada
elastisitas medium pada inersia dari medium tersebut. Untuk sebuah tali yang
meregang elastisitas tersebut diukur oleh tegangan F di dalam tali dimana
semakin besar tegangan maka semakin besar pula gaya pemulih elastis pada
elemen tali yang ditarik ke samping. Ciri inersia di ukur oleh µ, yakni massa
8
per satuan panjang tali. Maka dengan menganggap, bahwa laju gelombang v
hanya bergantung pada F dan µ, maka kita dapat menggunakan analisis
dimensional untuk mencari bagaimana v bergantung pada kuantitas-kuantitas
ini. Dan hasil akhirnya laju gelombang transversal sebagai berikut :
v=√ Fµ
Laju gelombang juga dapat di contohkan pada dawai. Besaran fisika
yang menentukan laju gelombang transversal pada dawai adalah tegangan
dawai F dan massa persatuan panjang (sering disebut juga kerapatan massa
linier) dawai, gaya pemulih yang cenderung meluruskan dawai bila deberi
gangguan juga akan bertambah sehingga menyebabkan laju gelombang
bertambah. Sebaliknya, dengan menambah massa maka gelombangnya
menjadi lambat dan lajunya menjadi berkurang. Secara matematis laju
gelombang transversal dinyatakan dengan persamaan yang sama seperti pada
tali.
E. Istilah – Istilah dalam Gelombang Transversal
Istilah-istilah dalam gelombang transversal :
a. Puncak gelombang adalah titik tertinggi pada gelombang (misal b dan f)
b. Dasar gelombang adalah titik-titik terendah pada gelombang
(misal d dan h)
c. Bukit gelombang adalah lengkungan obc atau efg
9
d. Lembah gelombang adalah cekungan cde atau ghi
e. Amplitudo (A) adalah nilai mutlak simpangan terbesar yang dapat dicapai
oleh partikel (misal b b1 atau d d1)
f. Panjang Gelombang (λ) adalah jarak antara dua puncak berurutan atau
(misal bf ) atau jarak antara dua dasar berurutan (misal dh)
g. Periode (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu
gelombang, atau selang waktu yang diperlukan untuk dua puncak yang
berurutan atau dua dasar yang berurutan.
F. Penurunan Rumus dalam Gelombang Transversal
Besarannya yang digunakan dalam gelombang transversal adalah
sebagai berikut ini:
1. Periode (T) adalah banyaknya waktu yang diperlukan untuk satu
gelombang.
2. Frekuensi (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu 1
sekon.
3. Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum suatu gelombang.
4. Cepat rambat (v) adalah besarnya jarak yang ditempuh gelombang tiap
satuan waktu.
5. Panjang gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam 1
periode. Atau besarnya jarak satu bukit satu lembah.
Persamaan yang digunakan dalam gelombang adalah sebagai berikut :
T = t/n f = n/t
T = 1/f f = 1/T
dimana :
10
T adalah periode (s)
t adalah waktu (s)
n adalah banyaknya gelombang (kali)
f adalah frekuensi (Hz)
Untuk menentukan cepat rambat gelombang digunakan persamaan:
v = λ.f atau v = λ/T
Dimana: λ adalah panjang gelombang (m)
v adalah cepat rambat gelombang (m/s)
G. Contoh Soal dalam Gelombang Transversal
1. Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang
frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang
berturutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!
Penyelesaian :
Diketahui :
f = 30 Hz
½ λ = 50 cm
λ = 100 cm
= 1 m
Ditanya :
v = ..?
Jawab :
11
v = λ.f
= 1.30
= 30 m/s
2. Sebuah pemancar radio bekerja pada gelombang 1,5 m. Jika cepat rambat
gelombang radio 3x108 m/s, pada frekuensi berapakah stasion radio
tersebut bekerja!
Penyelesaian :
Diketahui :
λ = 1,5 m
v = 3x108 m/s
Ditanya :
f = ..?
Jawab :
f = vλ=3 x108
1,5=2 x108 Hz
3. Jarak antara puncak dan lembah terdekat adalah 80 cm. Bila dalam 10
detik terdapat 60 gelombang yang melewati suatu titik, berapakah cepat
rambat gelombang tersebut?
12
Pembahasan:
Gelombang yang memiliki puncak dan lembah adalah gelombang
transversal.Dari gambar dibawah ini terlihat bahwa ½ λ = 80 cm , sehingga
λ = 160 cn. Dalam 10 s terjadi 60 gelombang.
f = 60/(10 ) gelombang / s
f = 6 Hz
V = λ f
= 160 X 6 = 960 cm/s
= 9,6 m/s
Jadi cepat rambat gelombang tersebut adalah 9,6 m/s
4. Salah satu ujung tali diikatkan pada sebuah penopang di puncak
terowongan pertambangan yang kedalamannya 80 meter. Tali itu
diregangkan oleh suatu bahan tambang dengan massa 20 kg yang
diikatkan pada ujung bawah tali, massa tali itu adalah 2 kg. ahli geologi
yang berada di dasar terowongan itu member isyarat kepada koleganya
yang berada dipuncak terowongan dengan cara menyentakkan tali ke
samping. Tentukan :
a. laju gelombang transversal yang merambat pada tali ?
b. jika sebuah titik pada tali digetarkan transversal secara harmonic
sederhana dengan frekuensi 2 Hz, berapa panjang gelombang dari
gelombang transversal itu ?
Pembahasan :
a. kita akan mengabaikan perubahan tegangan tali diantara ujung-ujung
tali yang disebabkan oleh berat tali itu sendiri. jadi tegangan tali sama
dengan berat tali yang massanya 20 kg, yaitu :
F = W = mg = (20) (9,8) = 196 N
13
Selanjutnya, kita dapat menentukan massa persatuan panjang tali,
yaitu:
µ=ml=20
80=0,25 kg /m
laju gelombang transversal dapat dihitung dengan menggunakan
persamaan :
v=√ Fµ
=√ 1960,25
=√784=28 m /s
b. λ= vf=28
2=14 Hz
BAB III
14
PENUTUP
A. Kesimpulan
Adapun kesimpulan mengenai pembahasan kami mengenai
“Gelombang Transversal” adalah sebagai berikut :
1. Gelombang transversal dapat didefenisikan sebagai gelombang yang
memiliki arah rambat tegak lurus dengan arah getarnya.
2. Gelombang transversal contohnya gelombang pada tali, gelombang pada
permukaan air, gelombang cahaya, gelombang suara dan gelombang radio.
3. Gelombang transversal memiliki sifat : dipantulkan (reflection), dibiaskan
(refraction), dilenturkan (diffraction), dipadukan (interference) dan diserap
arah getarnya (polaritation)
4. Laju gelombang transversal adalah akar dari pada tegangan F persatuan
panjang atau kerapatan massa liniernya.
5. Dalam gelombang transversal ada istilah-istilah yang perlu kita ketahui
yaitu : puncak gelombang, dasar gelombang, bukit gelombang, lembah
gelombang, amplitudo, panjang gelombang dan periode.
B. Saran
Dengan adanya makalah ini, kiranya dapat menambah wawasan para
pembaca dan kami menyarankan agar para pembaca dapat mempelajari lebih
mendalam mengenai gejala-gejala gelombang transversal dalam kehidupan
sehari-hari.
Demikian makalah ini, jika ada kekurangan kami menerima kritik dan
saran demi penyempurnaan makalah ini. Terima kasih.
DAFTAR PUSTAKA
15
David Halliday dan Robert Resnick. 1985. Fisika. Jakarta: Erlangga.
Douglas C, Gianocoli. 2001. Fisika. Jakarta: Erlangga.
http://akhanggit.wordpress.com/2010/06/29/gelombang-transversal/
http://pusdiklattvri.wordpress.com/2010/06/02/teori-dasar-audio/
http://tyuttytytanium.blogspot.com/2011/08/artikel-gelombang-transversal.html
Ruwanto, Bambang. 2005. Asas-asas Fisika. Yogyakarta: Yudhistira.
Umar, Efrizon. 2007. Fisika dan Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca Exact.
16