Pembelajaran Materi Gelombang Tingkat SMU dengan Spreadsheet

42
Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 1 Pembelajaran Materi Gelombang Tingkat SMU dengan Spreadsheet Sparisoma Viridi Lab Fisika Granular dan Fluida, Prodi Fisika, FMIPA Institut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia *[email protected]

Transcript of Pembelajaran Materi Gelombang Tingkat SMU dengan Spreadsheet

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 1

Pembelajaran Materi Gelombang Tingkat SMU dengan Spreadsheet

Sparisoma Viridi

Lab Fisika Granular dan Fluida, Prodi Fisika, FMIPAInstitut Teknologi Bandung, Jalan Ganesha 10, Bandung 40132, Indonesia*[email protected]

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 2

Outline

• Pemanfaatan spreadsheet• Gelombang• Beberapa fenomena gelombang

Pemanfaatan spreadsheet

• Terdapat ketertarikan yang berarti dalam pe-manfaatan spreadsheet dalam permasalahan rekayasa, baik sederhana maupun kompleks

• Spreadshet telah membantu meningkatkan pemahaman periset, mahasiswa, dan dosen

• Terdapat kriteria seragam dalam mendefinisi-kan kemanfaatannya pada permasalahan

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 3

S. A. Oke, "Spreadsheet Applications in Engineering Education: A Review", International Journal of Engineering Education 20 (6), 893-901 (2004)

Pemanfaatan spreadsheet (cont.)

• Spreadsheet merupakan alat yang baik untuk mengajarkan simulasi deterministik

• Konsep spreadsheet terlihat sederhana tetapi menyimpan fitur yang banyak

• Dapat membantu simulasi sistem yang seder-hana sampai kompleks dalam fisika

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 4

J. Baker, S. J. Sugden, "Spreadsheets in Education –The First 25 Years", Spreadsheets in Education 1 (1), 2 (2007)

Gelombang

• Persamaan gelombang (1-d)

• Fungsi gelombang (1-d)

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 5

0,1, 2

2

22

2

txydtd

vtxy

dxd

tkxAtxy sin,

Gelombang (cont.)

• Gelombang adalah gejala rambatan dari suatu getaran / usikan

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 6

"Pengertian, Sifat, dan Macam Macam Gelombang", SoftIlmu, URL http://www.softilmu.com/2014/08/pengertian-dan-macam-macam-gelombang.html [20161201]

Gelombang: Arah rambat

• Arah rambat ke x+

• Arah rambat ke x-

• Bagaimana cara menggambarkannya?

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 7

tkxAtxy sin,

tkxAtxy sin,

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 0 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 8

Saat titik hijau kembali ke posisinya semula dengan arah kecepatan vibrasi yang sama, ia telah menempuh durasi waktu satu perioda

Gelombang merambat pada arah perpindahan bukit gelombang

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 1 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 9

Saat titik hijau kembali ke posisinya semula dengan arah kecepatan vibrasi yang sama, ia telah menempuh durasi waktu satu perioda

Gelombang merambat pada arah perpindahan bukit gelombang

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 2 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 10

Saat titik hijau kembali ke posisinya semula dengan arah kecepatan vibrasi yang sama, ia telah menempuh durasi waktu satu perioda

Gelombang merambat pada arah perpindahan bukit gelombang

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 3 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 11

Saat titik hijau kembali ke posisinya semula dengan arah kecepatan vibrasi yang sama, ia telah menempuh durasi waktu satu perioda

Gelombang merambat pada arah perpindahan bukit gelombang

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 4 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 12

Saat titik hijau kembali ke posisinya semula dengan arah kecepatan vibrasi yang sama, ia telah menempuh durasi waktu satu perioda

Gelombang merambat pada arah perpindahan bukit gelombang

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 5 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 13

Gelombang merambat pada arah perpindahan bukit gelombang

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 6 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 14

Gelombang merambat pada arah perpindahan bukit gelombang

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 7 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 15

Gelombang: Arah rambat (cont.)

• t = 8 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 16

Gelombang: Latihan

• Mari kita membuat sendiri contoh gelombang merambat ke kanan sebelumnya dengan menggunakan salah satu aplikasi spreadsheet, yaitu Excel

• Animasikan di Excel atau PowerPoint• Setelah itu, cobalah membuat gelombang

yang merambat ke kiri

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 17

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 18

Beberapa fenomena gelombang

• Gelombang stasioner• Pelayangan• Pembiasan• Pemantulan• Interferensi• Difraksi

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 19

Gelombang stasioner

• t = 0 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 20

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 0.5 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 21

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 1 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 22

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 1.5 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 23

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 2 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 24

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 2.5 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 25

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 3 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 26

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 3.5 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 27

Gelombang stasioner (cont.)

• t = 4 s

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 28

Gelombang stasioner: Latihan

• Marilah kita membuat animasi untuk gelombang stasioner dengan menggunakan spreadsheet yang Anda kenal– Microsoft Excel– OpenOffice Calc– ... (lihat

https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_spreadsheet_software)

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 29

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 30

Pelayangan

• f1 = 20 Hz, f2 = 21 Hz

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 31

Pelayangan (cont.)

• f1 = 20 Hz, f2 = 20.5 Hz

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 32

Pelayangan (cont.)

• f1 = 20 Hz, f2 = 22 Hz

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 33

Pelayangan: Tugas

• Mari kita membuat grafik simpangan y terhadap waktu t untuk berbagai pelayangan

• Ingat bahwa sumbu horisontal tidak lagi x

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 34

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 35

Pembiasan

• nf / ni = 1.5

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 36

Pembiasan (cont.)

• nf / ni = 3

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 37

Pembiasan: Latihan

• Mari kita membuatnya dan perhatikan bagaimana pengaruh nf / ni dalam membelokkan berkas cahaya

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 38

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 39

Interferensi dua celah

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 40

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 41

Pelatihan Pendalaman Materi Bidang Fisika dan Kimia

QITEP in Science, Bandung, Indonesia 29 November - 2 Desember 2016 42

Terima kasih