Materi Pert - 10 Getaran Dan Gelombang

23
GETARAN DAN GETARAN DAN GELOMBANG GELOMBANG

description

Getaran dan Gelombang

Transcript of Materi Pert - 10 Getaran Dan Gelombang

  • GETARAN DAN GELOMBANGhttp://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi

  • Kompetensi DasarMenentukan besaran-besaran frekuensi, amplituda, perioda, dan energi pada getaran harmonisMenentukan besaran-besaran frekuensi, amplitudo, perioda, panjang gelombang, kecepatan gelombang pada gelombang mekanik

  • Gerak KipasAyunanGetaran (Osilasi) : Gerakan berulang pada lintasan yang sama secara periodik

  • Gelombang dihasilkan oleh getaranGelombang bunyiGelombang airGelombang taliGelombang laut

  • GERAK HARMONIK SEDERHANAKetika massa diujung pegas ditarik dengan gaya F = kx (k = konstanta pegas)Akan ada gaya pulih (restoring force) yang besarnya:F = - k x

  • Simpangan (x) : posisi benda terhadap titik setimbang Amplitudo (A) : simpangan maksimum

    Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran penuh

    Frekuensi (f) : banyak getaran yang dilakukan tiap satuan waktuBeberapa Besaran dalam GHS

  • Energi GHSETotal = mv2 + kx2Padax = A ETotal = kA2x = O ETotal = mv2max Energi total benda pada gerak harmonik sederhana sebanding dengan amplitudo kuadrat

  • Contoh SoalSebuah balok bermassa 0,25 kg berada pada permukaan yang licin terhubungkan dengan pegas (k= 180 N/m). Jika pegas ditarik sejauh 15 cm dari posisi kestimbangan dan kemudian dilepaskan. a. tentukan energi total sistem.b. tentukan kecepatan balok ketika berada di titik kesetimbangan. Energi Total = kA2 = (180 N/m) (0,15 m)2 = 2,025 Jb. Di titik kesetimbangan energi kinetik maksimum sehingga JawabDik m= 0,25 kg: k = 180 N/m A= 15 cm = 0,15 mDit : a. Etotal ? B. Vmaks ?

  • Persamaan Gerak Harmonik Sederhana = kecepatan angular (rad/s)= 2f =

  • Getaran Teredam

    Amplitudo semua pegas atau pendulum yang berayun pada kenyataannya perlahan-lahan berkurang terhadap waktupistonSilinder oliOliBatangpiston

  • Getaran PaksaPada getaran yang dipaksakan, amplitudo getaran bergantung pada perbedaan frekuensi alami benda (fo) dan frekuensi eksternal (f) dan mencapai maksimum ketika f = fo. Efek ResonansiContoh resonansi

    Hancurnya kristal karena suara

  • Gelombang

    Gelombang : Getaran / gangguan / energi yang menjalar.

  • Beberapa karakteristik khusus gelombangJika melewati batas antara dua medium akan mengalami pemantulan dan pembiasanJika dua gelombang bertemu dia mengalami interferensiJika melewati suatu halangan (misalnya celah sempit) dia akan mengalami difraksi (lenturan)

  • A = Amplitudo k = 2 / ( k = bilangan gelombang) = Panjang gelombang = 2 f = Frekuensi angulerPersamaan penjalaran gelombangy = A sin (kx t)Kecepatan gelombang

  • Contoh1. Persamaan gelombang yang merambat pada tali dinyatakan sebagai : y (x,t) = 0,033 Sin (2,2 x 3,5 t). Jika y dan x dinyatakan di dalam satuan meter, maka hitunglah : Amplitudo sumber getar Panjang gelombang yang terjadi Frekuensi sumber penggetar Perioda gelombang yang merambat Kecepatan rambat gelombang Penyelesaian

  • Dari persamaan umum : y (x,t) = A Sin ( k x t ) = A Sin ( k x k t ) maka : a. Persamaan y (x,t) = 0,033 Sin (2,2 x 3,5 t) akan memberi Amplitudo A sebesar 0,033 m b. Dari persamaan y (x,t) = A Sin ( k x t) dan y (x,t) = 0,033 Sin (2,2 x 3,5 t) diperoleh nilai k = 2,2 m-1 sehingga atau

    c. Dari . Nilai diperoleh dari persamaan : y (x,t) = A Sin ( k x t ) dan y (x,t) = 0,033 Sin (2,2 x 3,5 t). maka frekuensi sumber penggetar sebesar 0,57 Hz. d. Perioda gelombang T = 1/f = 1/ 0,57 = 1,79 s e. Kecepatan rambat gelombang : v = f = (2,86 m)(0,57 s-1 ) = 1,63 m/s

  • Tipe Gelombang1. Gelombang transversal : arah gerak medium arah gerak gelombang. Contoh : gelombang taliGelombang longitudinal : Arah gerak medium // arah gerak gelombang. Contoh : gelombang bunyi, gelombang pada pegas.

  • BunyiSumber bunyi : Getaran /vibrasiInfrasonic : < 20 hertzAudiosonic : 20 20.000 hertzUltrasonic : > 20.000 hertzIntensitas yang dapat didengar : 10-12 1 W/m2

  • I = Intensitas Sumber (Wm-2) Io = Intensitas ambang (Wm-2) = 10-12 W/m2TI = taraf intensitas bunyi atau intensitas relatif (dB)Taraf Intensitas Bunyi logaritma perbandingan antara intensitas bunyi (I) dengan intensitas ambang pendengaran (Io):

  • TI pada jarak r dari sumber bunyi jika taraf intensitas bunyi pada jarak r1 dan r2 dari sumber berturut-turut TI1 dan TI2, maka persamaan menyatakan hubungannya:Contoh : Sebuah jet menimbulkan bunyi 140 dB, pada jarak 100 m. Berapakah taraf intensitasnya pada jarak 10 km? Jawab: Pada jarak r1 = 100 m = 102 m TI1 =140 dB Pada jarak r2 = 10 km = 104 m TI2 = ..?TI2 dapat dihitung dengan rumus:= 140+10 log 10-4 TI2 = 140 + 10 (-4) = 100 dB.

  • Efek DopplerFenomena Frekuensi (f) yang didengar berbeda dengan frekuensi sumber (f) ketika sumber dan atau pendengar bergerak Tanda atas ketika mendekat dan tanda bawah ketika menjauhvp = kecepatan pendengarvs = kecepatan sumberv = kecepatan bunyi (=340 m/s)suatu peristiwa yang disebabkan adanya relatif antara sumber bunyi dan pendengar. Frekuensi bunyi yang diterima pendengar bergantung pada jumlah getaran yang datang ke telinga tiap satuan waktu.

  • Contoh SoalSebuah sumber bunyi dengan frekuensi 720 Hz bergerak menjauhi seorang pendengar yang berada dalam keadaan diam di tempat. Bila kecepatan gelombang bunyi di udara 340 m/s dan sumber bergerak dengan kecepatan 20 m/s. Berapakah besar frekuensi yang didengar oleh pendengar tersebut?Dik : vs = +20 m/s ; v = 340 m/s ; fs = 720 Hz ; vp = 0Dit : fp ? Jawab

  • TERIMAKASIH