MODUL VISUPERPOSISI GELOMBANGI. TUJUAN PERCOBAAN

1. Menggambarkan bentuk gelombang 1, gelombang 2 dan gelombang hasil superposisi.

2. Menghitung frekuensi sudut (), dan bilangan gelombang (k) .3. Menuliskan bentuk fungsi gelombang 1, gelombang 2 dan gelombang hasil superposisi.4. Menuliskan hubungan antara amplitudo (A), frekuensi (f) dan cepat rambat gelombang (v).II. METODOLOGI

II.1 Waktu

Hari / tanggal: Sabtu, 2 Juni 2007 Jam: 13.00 selesai

Tempat: Laboratorium Jurusan Fisika MIPA

II.2 Alat Alat

Komputer untuk simulasi

Alat tulis menulis

III. DASAR TEORI

Pada materi atau benda pertemuan akan menyebabkan terjadinya tumbukan, materi yang satu akan terpantul dari materi yang lain. Tumbukan seperti itu tidak pernah terjadi pada gelombang. Dua gelombang yang saling bertemu akan saling lewat begitu saja seakan-akan merambat sendiri-sendiri tanpa halangan.Dari kenyataan eksperimental, diperoleh bahwa untuk berbagai macam gelombang maka dua atau lebih dapat melintasi ruang yang sama, tanpa ketergantungan di antara gelombang-gelombang tersebut terhadap satu sama lain. Kenyataan bahwa gelombang-gelombang bereaksi secara tak bergantungan terhadap satu sama lain berarti bahwa pergeseran sesuatu partikel pada satu waktu yang diberikan adalah sama dengan jumlah pergeseran-pergeseran yang akan diberikan oleh masing-masing gelombang. Proses penjumlahan vektor dari pergeseran-pergeseran sebuah partikel dinamakan superposisi (superposition). Misalnya gelombang radio dari banyak frekuensi melalui sebuah antena radio, arus listrik yang ditimbulkan di dalam antena tersebut oleh aksi superposisi dari semua gelombang ini adalah sangat kompleks.

Pentingnya superposisi secara fisis adalah bahwa ditempat dimana prinsip superposisi tersebut berlaku, maka kita mungkin menganalisa sebuah gerak gelombang yang rumit sebagai gabungan gelombang-gelombang sederhana. Ternyata seperti yang diperlihatkan oleh ahli matematikan Prancis J. Fourier (1768-1830), apa yang kita perlukan untuk membangun bentuk yang paling umum dari gelombang periodik dari sebuah partikel dapat dinyatakan sebagai sebuah gabungan gerak-gerak harmonik sederhana. Misalnya, jika Y(t) menyatakan gerak sebuah sumber gelombang yang mempunyai periode T, maka kita dapat menganalisa Y(t) sebagai berikut:

Dimana . Pernyataan ini dinamakan deret Fourier (Fourier series). Koefisien-koefisien A dan b adalah konstanta yang mempunyai nilai-nilai tertentu untuk setiap gerak periodik khas Y(t).

Gelombang adalah getaran yang merambat. Sebuah benda dapat melakukan dua getaran sekaligus. Dua getaran yang dilakukan sebuah benda sekaligus dapat segaris atau membentuk sudut.Misalkan suatu benda melakukan dua getaran sekaligus (getaran B dan C). Bentuk gelombang getaran C memiliki amplitudo AC = AB dan periode TC = AB. Bentuk gelombang benda yang dihasilkan oleh dua getaran dapat diperoleh dengan menjumlahkan masing-masing simpangan. Kemudian membuat grafik berdasarkan simpangan-simpangan hasil penjumlahan itu. Kegiatan menjumlahkan simpangan-simpangan gelombang dinamakan Superposisi Gelombang

Superposisi gelombang ini, dapat dibagi berdasarkan bidang getarnya yaitu:

1. Bidang getar berimpit, seperti gelombang berdiri dan pelayangan.

2. Bidang getar tegak lurus, seperti polarisasi.

Prinsip superposisi ini dapat ditulis sebagai berikut:

Dalam vektor, dapat ditulis:

Dari persamaan diatas, kita dapat melihat bahwa, superposisi merupakan penjumlahan beberapa simpangan. Fungsi gelombang superposisi untuk gelombang sinusoida dapat ditulis sebagai berikut:

Jika kita meninjau sebuah titik pada x = 0 maka, persamaan diatas menjadi:

Jika, kedua fungsi di atas kita uraikan maka fungsi tersebut akan menjadi sebagai berikut:

Karena, superposisi merupakan penjumlahan simpangan-simpangan gelombang maka,

atau

Jadi, fungsi gelombang superposisi dapat ditulis sebagai:

IV. PROSEDUR KERJA

1. Menentukan masukan gelombang berupa amplitudo, panjang gelombang dan kecepatan gelombang.

2. Menekan tombol jalan yang ada pada komputer.

3. Memperhatikan bentuk gelombang yang diperoleh dari masukan tersebut.

4. Mengulangi langkah 1 sampai 3 dengan mengubah-ubah besarnya masukan.

Amplitudo sama, frekuensi sama.

Amplitudo beda, frekuensi sama.

Amplitudo sama, frekuensi beda.

5. Menggambarkan bentuk gelombang hasil polarisasi.

6. Menghitung nilai bilangan gelombang (k), dan percepatan sudut () 7. Menuliskan fungsi gelombang berdasarkan hasil yang diperoleh dari perhitungan.

V. HASIL PENGAMATANA. Amplitudo sama, frekuensi sama

NO.GELOMBANG 1GELOMBANG 2

AmplitudoFrekuensiAmplitudoFrekuensi

1.40,2040,20

2.60,4060,40

3.80,6080,60

B. Amplitudo beda, frekuensi samaNO.GELOMBANG 1GELOMBANG 2

AmplitudoFrekuensiAmplitudoFrekuensi

1.70,8080,80

2.50,4070,40

3.40,4050,40

C. Amplitudo sama, frekuensi beda

NO.GELOMBANG 1GELOMBANG 2

AmplitudoFrekuensiAmplitudoFrekuensi

1.60,6760,40

2.61,4060,40

3.60,6060,56

GAMBAR GELOMBANG

A. Amplitudo sama, frekuensi sama

3.

B. Amplitudo beda, frekuensi sama.

1.

2.

3.

C. Amplitudo sama, frekuensi beda1.

2.

3.

VI. PEMBAHASAN

Superposisi merupakan penjumlahan dua atau lebih gerak yang berlangsung pada satu garis. Jika terdapat dua buah gelombang yang menjalar dalam suatu medium maka gangguan total pada medium adalah jumlah gangguan oleh masing-masing gelombang, sifat ini dikenal sebagai prinsip superposisi. Prisnsip ini berlaku untuk semua jenis gelombang selama gangguan yang disebabkan oleh gelombang tidak terlalu besar.Dalam percobaan ini, kami memberikan masukan yang berbeda-beda pada setiap pengulangan. Adapun masukan tersebut adalah sebagai berikut:

Amplitudo sama, frekuensi sama. Amplitudo beda, frekuensi sama.

Amplitudo sama, frekuensi beda.

Akan tetapi, pada percobaan ini nilai frekuensi yang ada diperoleh ketika kita memberikan masukan berupa panjang gelombang dan laju gelombang tersebut. Jadi, besar kecilnya atau sama tidaknya frekuensi yang kita inginkan bergantung pada nilai panjang gelombang dan laju yang kita masukkan saat melakukan percobaan.Pada percobaan ini, kita dapat melihat bentuk gelombang 1, bentuk gelombang 2 dan gelombang superposisi pada masing-masing pengulangan. Pada amplitudo sama, frekuensi sama, bentuk gelombang 1 dan gelombang 2 yang diperoleh, bentuknya hampir sama. Hal ini disebabkan karena besarnya amplitudo dan frekuensinya sama, perbedaannya terletak pada besarnya panjang gelombang dan lajunya.

Sedangkan pada amplitudo beda, frekuensi sama dan amplitudo sama, frekuensi beda, bentuk gelombang yang diperoleh sangat berbeda. Selain itu, bentuk gelombang polarisasi yang diperoleh pada setiap pengulangan juga berbeda-beda bergantung pada besarnya masukan yang kita berikan saat percobaan.

Pada analisa data, kita dapat melihat bahwa pada amplitudo sama, frekuensi sama nilai frekuensi sudut yang diperoleh adalah sama untuk dua gelombang dan besarnya bilangan gelombang juga sama untuk setiap gelombang. Hal ini disebabkan karena pada saat nilai frekuensinya sama, maka nilai panjang gelombangnya juga sama.

Selain itu, pada perhitungan ralat kita dapat melihat bahwa pada amplitudo sama, frekuensi sama, data yang kita peroleh dianggap berulang. Hal ini disebabkan karena pada masukan tersebut nilai panjang gelombangnya sama untuk setiap gelombang. Sehingga dapat dianggap, bahwa pada satu kali pengukuran panjang gelombang, diperoleh beberapa nilai frekuensi. Peristiwa ini tidak terjadi pada ampliudo beda, frekuensi sama dan amplitudo sama, frekuensi beda sehingga perhitungan ralat pada kedua pengulangan tersebut dilakukan secara tunggal.Dari analisa data kita juga dapat melihat bahwa ketelitian yang diperoleh dari perhitungan cukup besar, hal ini disebabkan karena percobaan ini tidak dilakukan secara langsung melainkan hanya melalui simulasi pada komputer sehingga faktor kesalahan (Human Error) yang terjadi sangat kecil. Sehingga dapat diambil sebuah kesimpulan bahwa, data yang kami peroleh dalam percobaan ini sudah mendekati keakuratan. Adapun beberapa kesalahan yang terjadi, kemungkinan disebabkan pada kesalahan dalam pembulatan.

VI. PENUTUP

a. Kesimpulan

1. Superposisi gelombang merupakan penjumlahan dua gelombang atau lebih.

2. Fungsi gelombang yang diperoleh dari percobaan ini adalah sebagai berikut:

Gelombang 1

Amplitudo sama, frekuensi sama

Amplitudo beda, frekuensi sama

Amplitudo sama, frekuensi beda

Gelombang 2

Amplitudo sama, frekuensi sama

Amplitudo beda, frekuensi sama

Amplitudo sama, frekuensi beda

Gelombang Superposisi

Amplitudo sama, frekuensi sama

Amplitudo beda, frekuensi sama

Amplitudo sama, frekuensi beda

b. Saran

Agar praktikan dapat melihat dan melakukan percobaan ini secara langsung, sebaiknya percobaan ini dilakukan secara manual (tidak dengan simulasi). EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

EMBED Equation.3

_1301130269.unknown

_1301130271.unknown

_1301130273.unknown

_1301130274.unknown

_1301130275.unknown

_1301130272.unknown

_1301130270.unknown

_1301130267.unknown

_1301130268.unknown

_1301130266.unknown