Materi 1 Gelombang Mekanik - BLOG BELAJAR FISIKA sma · PDF fileBELAJAR FISIKA sma | FISIKA...

of 9 /9
BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma online SEMESTER 1 KELAS XII IPA T T e e m m p p a a t t n n y y a a B B e e l l a a j j a a r r F F i i s s i i k k a a S S M M A A O O n n l l i i n n e e http://fisika-sma.us Halaman 1 PENDAHULUAN Hai ... Apa khabar para Peselancar Fisika yang berbahagia... Mudah-mudahan fine-fine aja ya. Ok kawan.... sukses ya, Anda kini telah sampai pada bahasan tentang gelombang Mekanik. Bahasan yang sangat mudah dipahami bila Anda tekun mengkaji dan rajin belajar ataupun berlatih menyelesaikan soal- soal latihan. Mudah-mudahan Belajar Fisika SMA di www.fisika-sma.us , dapat membantu Anda memahami tentang Gelombang Mekanik, semoga ya... Ok kawan... kita mulai aja yuk kajiannya. Gelombang adalah gangguan yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selain radiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasional, yang bisa berjalan lewat vakum, gelombang juga dapat merambat pada medium (yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya memulihkan yang lentur). Gelombang berjalan dapat memindahkan energi dari satu tempat kepada lain tanpa mengakibatkan partikel dari mediumnya berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara masal. Bahkan, setiap titik khusus, hanya berosilasi di sekitar satu posisi tertentu. (http://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang) Materi 1 Gelombang Mekanik By Rachmat A syukur STANDAR KOMPETENSI 1. Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah KOMPETENSI DASAR 1.1 Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang secara umum

Embed Size (px)

Transcript of Materi 1 Gelombang Mekanik - BLOG BELAJAR FISIKA sma · PDF fileBELAJAR FISIKA sma | FISIKA...

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 1

    PPEENNDDAAHHUULLUUAANN

    Hai ... Apa khabar para Peselancar Fisika yang berbahagia...

    Mudah-mudahan fine-fine aja ya. Ok kawan.... sukses ya, Anda kini telah sampaipada bahasan tentang gelombang Mekanik. Bahasan yang sangat mudah dipahamibila Anda tekun mengkaji dan rajin belajar ataupun berlatih menyelesaikan soal-soal latihan. Mudah-mudahan Belajar Fisika SMA di www.fisika-sma.us, dapatmembantu Anda memahami tentang Gelombang Mekanik, semoga ya...

    Ok kawan... kita mulai aja yuk kajiannya.

    Gelombang adalah gangguan yang merambat. Bentuk idealdari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selainradiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasional,yang bisa berjalan lewat vakum, gelombang juga dapatmerambat pada medium (yang karena perubahan bentuk dapatmenghasilkan gaya memulihkan yang lentur). Gelombang

    berjalan dapat memindahkan energi dari satu tempat kepada lain tanpamengakibatkan partikel dari mediumnya berpindah secara permanen; yaitu tidakada perpindahan secara masal. Bahkan, setiap titik khusus, hanya berosilasi disekitar satu posisi tertentu.

    (http://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang)

    Materi 1Gelombang Mekanik

    By Rachmat A syukur

    STANDAR KOMPETENSI1. Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam

    menyelesaikan masalah

    KOMPETENSI DASAR

    1.1 Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang secara umum

    http://fisika-sma.uswww.fisika-sma.ushttp://id.wikipedia.org/wiki/Gelombang

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 2

    Panjang Gelombang

    Satu gelombang () didefinisikan sebagai jarak antara dua titik puncak (AE) ataudua titik lembah (GK). Panjang gelombang terdiri satu puncak (0AB) dan satulembah (BCD). Lihat gambar 1. di bawah.

    v

    Gambar 1. Deskripsi grafis panjang, puncak dan lembah gelombang

    Frekuensi dan Periode Gelombang

    Frekuensi gelombang (f) adalah banyaknya gelombang yang melewati suatu titikdalam waktu satu detik. Sedangkan periode (T) adalah waktu yang diperlukanuntuk menempuh satu gelombang.

    1f

    T atau

    1 T

    f

    dengan f = frekuensi (Hz)

    T = periode (s)

    Cepat Rambat Gelombang

    Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh satu gelombang dalamsatu periode.

    vT

    atau f v

    dengan v = cepat rambat gelombang (m/s)

    = panjang gelombang (m)

    C G

    A E I M

    B

    D

    F

    H

    J

    L

    N

    Q

    K P

    0

    http://fisika-sma.us

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 3

    AA.. PPeerrssaammaaaann GGeelloommbbaanngg BBeerrjjaallaann

    Setelah O bergetar selama t detik maka titik P telah bergetar selama:

    -ttp vx

    Persamaan Umum Gelombang Berjalan :

    yp = A sin tp

    yp = A sin (t vx

    ) =T2

    atau = 2 f

    yp = A sin (t vx

    ) yp = A sin 2 ( Tt

    x

    )

    yp = A sin (t kx) k =2

    dengan yp = simpangan gelombang di titik P (m, cm)

    A = amplitudo gelombang (m, cm)

    x = jarak titik P dari titik pusat O (m, cm)

    k = bilangan gelombang

    = panjang gelombang (m,cm)

    = kecepatan sudut (rad/s)

    t = lamanya titik asal telah bergetar (s)

    t = sudut fase gelombang (rad)

    = arah rambat gelombang ke kanan

    = arah rambat gelombang ke kiri

    http://fisika-sma.us

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 4

    Kecepatan getaran partikel di titik P :

    vp = dtdyp = A cos (t kx)

    dengan vp = kecepatan getaran di titik P (m/s)

    Percepatan getaran partikel di titik P :

    ap = dtap = -2A sin (t kx) = -2yp

    dengan vp = percepatan getaran di titik P (m/s2)

    Sudut fase, Fase dan Beda fase

    2 (Tt

    x

    ) sudut fase = p

    (Tt

    x

    ) fase = p

    x

    beda fase =

    BB.. JJeenniiss GGeelloommbbaanngg

    Ditinjau dari arah getar (gangguan/usikan), gelombang dibedakan menjadigelombang transversal dan gelombang longitudinal. Sedangkan ditinjau darimedium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dangelombang elektromagnetik.

    Gambar 2a. Gelombang Transversal Gambar 2a. Gelombang Longitudinal

    CC.. GGeelloommbbaanngg SSttaassiioonneerr

    Gelombang stasioner adalah gelombang yang amplitudonya berubah terhadapposisi. Gelombang tersebut dapat terbentuk dari perpaduan atau superposisi duagelombang yang memiliki amplitudo, panjang gelombang dan frekuensi yang sama,tetapi arahnya berlawanan.

    http://fisika-sma.us

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 5

    Gambar 3. Grafis Gelombang Stasioner

    Pada ilustrasi grafis gelombang stasioner diatas, partikel-partikel yang dilaluigelombang bergetar naik turun dengan amplitudo berbeda, bergantung padaposisinya. Titik-titik yang mempunyai amplitudo maksimum disebut perut (P) dantitik-titik yang mempunyai amplitudo minimum (nol) disebut simpul (S).

    Pemantulan Ujung Bebas

    Waktu yang dibutuhkan gelombang datang untuk tiba di titik P,-

    -ttp vx

    dengan persamaan gelombang datang y1 = A sin 2 ( Ttp ) = A sin 2 (

    x)-

    -(

    Tt

    )

    y1 = A sin 2 (

    -Tt

    +x

    )

    Waktu yang dibutuhkan gelombang pantul untuk tiba di titik P, -ttp vx

    dengan persamaan gelombang pantul y2 = A sin 2 ( Ttp ) = A sin 2 (

    x)

    -(

    Tt

    )

    y2 = A sin 2 (

    -Tt

    -x

    )

    lgel. datang

    gel. pantul

    P

    x

    Ap

    http://fisika-sma.us

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 6

    Persamaan gelombang stasioner pada ujung bebas adalah:

    yp = y1 + y2

    y2 = 2A cos 2

    x

    sin 2

    -Tt

    coba buktikan ya !

    Ap = amplitudo gelombang stasioner

    Ap = 2A cos 2

    x

    sehingga persamaannya menjadi:

    Pemantulan Ujung Tetap

    Waktu yang dibutuhkan gelombang datang untuk tiba di titik P,-

    -ttp vx

    dengan persamaan gelombang datang y1 = A sin 2 ( Ttp ) = A sin 2 (

    x)-

    -(

    Tt

    )

    y1 = A sin 2 (

    -Tt

    +x

    )

    Waktu yang dibutuhkan gelombang pantul untuk tiba di titik P, -ttp vx

    dengan persamaan gelombang pantul y2 = -A sin 2 ( Ttp ) = -A sin 2 (

    x)

    -(

    Tt

    )

    Ap

    yp = Ap sin 2

    -Tt

    gel. datang

    gel. pantul

    P

    x

    Ap

    l

    http://fisika-sma.us

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 7

    y2 = -A sin 2 (

    -Tt

    +x

    )

    Persamaan gelombang stasioner pada ujung tetap adalah:

    yp = y1 + y2

    y2 = 2A sin 2

    x

    cos 2

    -Tt

    coba buktikan lagi ya !

    Ap = amplitudo gelombang stasioner

    Ap = 2A sin 2

    x

    sehingga persamaannya menjadi:

    DD.. GGeejjaallaa GGeelloommbbaanngg

    1. Pemantulan

    Pada peristiwa pemantulan gelombang akan berlaku hukum pemantulangelombang yaitu sudut pantul sama dengan sudut datang. Artinya, ketika berkasgelombang datang membentuk sudut terhadap garis normal (garis yang tegaklurus permukaan pantul), maka berkas yang dipantulkan akan membentuk sudut terhadap garis normal.

    Gambar 4. Pemantulan Gelombang

    Ap

    yp = Ap cos 2

    -Tt

    http://fisika-sma.us

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 8

    2. Pembiasan

    Pembiasan gelombang (refraksi) adalah pembelokan arah muka gelombangketika masuk dari satu medium ke medium lainnya. Adakalanya pembiasan danpemantulan terjadi secara bersamaan. Ketika gelombang datang mengenaimedium lain, sebagian gelombang akan dipantulkan dan sebagian lainnya akanditeruskan atau dibiaskan. Refraksi terjadi karena gelombang memiliki kelajuanberbeda pada medium yang berbeda.

    Gambar 5. Pembiasan Gelombang

    3. Interferensi

    Interferensi gelombang adalah perpaduan atau superposisi gelombang ketikadua gelombang atau lebih tiba di tempat yang sama pada saat yang sama.Interferensi dua gelombang dapat menghasilkan gelombang yang amplitudonyasaling menguatkan (interferensi maksimum) dan dapat juga menghasilkangelombang yang amplitudonya saling melemahkan (interferensi minimum).

    Gambar 6. Interferensi Gelombang

    http://fisika-sma.us

  • BELAJAR FISIKA sma | FISIKA sma onlineSEMESTER 1KELAS XII IPA

    TTeemmppaattnnyyaa BBeellaajjaarr FFiissiikkaa SSMMAA OOnnlliinnee

    http://fisika-sma.us Halaman 9

    4. Difraksi

    Difraksi gelombang adalah peristiwa pembelokan gelombang ketika melewaticelah sempit atau penghalang.

    Gambar 7. Difraksi Gelombang

    http://fisika-sma.us