GEJALA GELOMBANG

By PHYTRI SP"SMANSA"2007

GEJALA GELOMBANGStandar Kompetensi :Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah.

1.1. Mendiskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombangKompetensi Dasar :

By PHYTRI SP"SMANSA"2007By PHYTRI SP"SMANSA"2007

INDIKATORINDIKATOR

• Menformulasikan masalah perambatan gelombang melalui suatu medium

• Menformulasikan karakteristik gelombang transversal dan gelombang longitudinal

• Menformulasikan persamaan gelombang berjalan.


Materi PembelajaranMateri Pembelajaran

• Apa yang dimaksud gelombang ?

• Apa yang merambat dalam gelombang ?

Bentuk-bentuk Gelombang berdasarkan sifat Fisisnya

GELOMBANG

ARAH GETAR MEDIUM AMPLITUDO


Karakteristik GelombangKarakteristik Gelombang


Besaran Fisis Gelombang

• Periode Gelombang (T)• Frekuensi Gelombang ( f )• Cepat rambat gelombang (v)• Panjang gelombang (λ )

HUBUNGAN ANTARA BESARAN FISIS GELOMBANG :

T = 1/ f atau f = 1/ T , v =λ f atau v = λ/T

Sifat-sifat Gelombang



Perhatikan Animasi berikutPerhatikan Animasi berikut


Persamaan Gelombang BerjalanPersamaan Gelombang Berjalany

.P

x

v

y = A sin ωt dengan ω = 2π/T atau ω = 2 π f


Persamaan Simpangan pada titik PPersamaan Simpangan pada titik P Gelombang merambat dalam arah sb x positif, sehingga titik P yang berjarak

x dari O akan ikut bergetar.

Jika gelombang tersebut merambat dengan kecepatan v, maka waktu yang

diperlukan oleh gelombang sampai titik P adalah : t OP = x/v, maka jika titik O telah bergetar t sekon, maka titik P telah

bergetar selama ( t – tP ), sehingga persamaan simpangan di titik P dapat

dituliskan :

yP = A sin ω(t – tP) = A sin ω(t – x/v) ,

yP = A sin 2π/T ( t – x/v) = A sin (ωt – k x) , k = 2π/ λ.Secara Umum persamaan gelombang berjalan dapat dituliskan :

y = + A sin (ωt + k x )

1. Sebutkan sifat-sifat umum gelombang ?2. Sebuah gelombang berjalan memenuhi persamaan

y = 0,02 sin π ( 8 t – 4 x ), dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Tentukanlah :

a). Arah rambat gelombang d). Periode gelombangb). Amplitudo gelombang e). Bilangan gelombangc). Frekuensi gelombang f). Panjang gelombang g). Cepat rambat

gelombang


Persamaan simpangan gelombang berjalanY = A sin [ωt – kx] = A sin [2π (t/T – x/λ)]

Sudut yang berada dalam tanda kurung ([ ]) disebut sudut fase (diberi lambang θ). Jadi,

Sudut faseθ = ωt – kx = 2π (t/T – x/λ)

Sudut fase, θ, dapat ditulis sebagai,θ = 2π (t/T – x/λ) = 2πφ dengan φ disebut fase. Jadi,

φ = θ(rad)/2π = θ(derajat)/360° = t/T – x/λ


Pada saat titik asal Q telah bergetar selama t sekon, fase partikel A, φ1 = t/T – x1/λ, dan fase partikel B, φ2 = t/T – x2/λ.Beda fase antara partikel B dan A adalah,∆φ = φ2 – φ1 = (t/T – x2/λ) – (t/T – x1/λ)∆φ = - (x2 – x1)/λ = -∆x/λTanda negatif menunjukkan bahwa gelombang merambat ke sumbu X positif dan partikel yang terletak di depan mengalami kelambatan fase terhadap partikel di belakangnya.


A

x1

Q

x2

B


Stationary wave is the wave that occurs due to interference between the incidence wave and reflected wave. The incidence wave and reflected wave in this stationary wave owns similar wavelenght, amplitude, and phase, but in the opposite direction.

Stationary wave


Fastened end

Free end


B

x

P

v

o

l

Displacement of wave at point B:

yB = 2A sin 2 π ( x/λ ) cos 2 π ( t/T- l /λ )

or

yB=As cos 2 π ( t/T- l /λ )

Amplitude of sttionary wave is: As= 2A sin 2 π ( x/λ )

Gelombang Stasioner oleh Pemantulan pada Ujung TERIKAT


Gelombang Stasioner oleh Pemantulan pada Ujung BEBAS

B

x

P

v

o

lSimpangan gelombang di titik B:

yB=2A cos 2 π ( x/λ ) sin 2 π ( t/T- l /λ )Atau

yB=As cos 2 π ( t/T- l /λ )Amplitudo di titik B: As= 2A cos 2 π

( x/λ )

Gelombang stasioner oleh pemantulan

Ujung terikat Ujung bebas

Simpangany = 2A sin kx cos ωt

Karena di ujung terikat (x = 0) harus terjadi simpul (y = 0)

tukar sin dengan cos dan cos dengan sin

y = 2A cos kx sin ωt

karena di ujung bebas (x=0) harus terjadi perut (y = maksimum)

Amplitudo gelombang stasioner

Ap = 2A sin kx

tukar sin dengan cos

Ap = 2A cos kx

Letak simpul dari ujung terikat= kelipatan genap dari λ/4

Xn+1 = (2n).λ/4 ;

n = 0, 1, 2, …

Letak simpul dari ujung bebas

= kelipatan ganjil dari λ/4

Xn+1 = (2n + 1).λ/4 ;

n = 0, 1, 2, …

Letak perut dari ujung terikat= kelipatan ganjil dari λ/4

Xn+1 = (2n + 1).λ/4 ;

n = 0, 1, 2, …

Letak perut dari ujung bebas= kelipatan genap dari λ/4

Xn+1 = (2n).λ/4 ;

n = 0, 1, 2, …


A piece of rope that one of the fastened ends is vibrated so that stationary wave is created. Stationary wave created in a piece of rope has 6 bellies, rope length from end to end is 1,2 m, amplitude is 1.2 cm, and frequency is 60 Hz. Calculate :

A. the velocity of wave B. displacement of point in 0.5 m distance

from the vibrating rope end.


1.2. Mendiskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyi dan cahaya.

1.3. Menerapkan konsep d an prinsip gejala gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi


Karakteristik : Termasuk gelombang mekanik Getarannya membentuk gelombang

longitudinal Dapat dipantulkan, dibiaskan, interferensi

dan difraksi Merambat pada medium gas, cair dan

padat


Cepat rambat bunyi dalam medium padat, cair dan gas berbeda

Pada zat padat, kecepatannya paling besar

Pada zat cair tergantung pada modulus Bulk:

Pada gas tergantung pada jenis gas dan suhunya:


E

A

FFv

.

B

v

M

TRv

.

Dengan menggunakan peralatan sonomater diperoleh cepat rambat gelombang transversal dalam dawai, v, adalah sebanding akar dari gaya tegangan dawai F dan berbanding terbalik dengan akar dari massa linier dawai, (μ). Dengan demikian cepat rambat gelombang transversal dalam dawai dapat dinyatakan oleh:

v = √F/μ = √FL/m = √F/ρA μ = m/L dan ρ = m/v

denganv = cepat rambat gelombang dalam dawai ( m/s );F = gaya tegangan kawat (N); μ = massa linier dawai (kg/m);m = massa dawai (kg), L = panjang dawai (m);ρ = massa jenis bahan dawai (kg/m³);A = luas penampang dawai, untuk penampang dawai dianggap lingkaran, maka A = μR² = μD²/4, dengan R = jari-jari dan D = diameter dawai;v = volum dawai = AL


Tinggi rendah nada ditentukan oleh frekuensi Pada senar frekeunsi ditentukan oleh

panjang senar, tegangan, luas penampang dan jenis kawat◦ Nada dasar 2 simpul-1 perut; L = ½ λ; f

= v/2L◦ Nada atas ke 1 3 simpul- 2 perut; L=λ; f

= v/L ; dst Pipa organa terbuka, frekuensi dipengaruhi

suhu udara dan panjang kolom udara:◦ Nada dasar 1 simpul-2 perut; L = ½ λ; f

= v/2L◦ Nada atas ke 1 2 simpul- 3 perut; L=λ; f

= v/L ; dst Pipa organa tertutup, frekuensi dipengaruhi

suhu udara dan panjang kolom udara:◦ Nada dasar 1 simpul-1perut; L = ¼ λ; f

= v/4L◦ Nada atas ke 12simpul-2perut; L=¾ λ; f

= 3v/4L ; dst


L = λ/2P

SS

Bentuk gelombang stasioner untuk nada dasar dawai yang kedua ujungnya dijepit.

Banyak simpul: ∑S = ∑P + 1

P

S

PP

L = λ/2

Bentuk pipa organa terbuka.

Banyak simpul: ∑P = ∑S + 1Bentuk pipa organa tertutup.

Banyak simpul: ∑P = ∑S

L = λ1/4

RESONANSIRESONANSITerjadi jika frekuensinya samaResonansi tabung udara terjadi pada ketinggian h = ¼

λ, ¾ λ dstCepat rambat bunyi pada kolom udara dihitung

dengan rumus: v = λ.f


h

Bunyi dapat didengar oleh manusia tergantung pada intensitasnya.

Intensitas berbanding lurus dengan f2, A2, v2 dan berbanding terbalik dengan r2

Taraf Intensitas dihitung dengan rumus TI = 10 log (I/I0)

Jika ada n sumber bunyi bersamaanTI2 = TI1 + 10 log n

Jika bergeser dari r1 ke r2◦ TI2 = TI1 + 20 log (r1/r2)


GEJALA GELOMBANG

Documents

Transcript of GEJALA GELOMBANG