BAHAN AJAR FISIKA KELAS XII SEMESTER I

OLEH

BAHAN AJAR FISIKA KELAS XII SEMESTER I

anhari72@gmail.com

fisikaanhariaqso.wordpress.com

Standar kompetensi dan kompetensi dasar

Indikator Pencapaian

Materi

Latihan

Evaluasi

Keluar

• Standar Kompetensi.Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah

• Kompetensi Dasar.

Mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang secara umum

Indikator Pencapaian

• Mengidentifikasi karakteristik gelombang transfersal dan longitudinal

• Mengidentifikasi karakteristik gelombang mekanik dan elektromagnetik

• Menyelidiki sifat-sifat gelombang (pemantulan/pembiasan, superposisi, interferensi, dispersi, difraksi, danpolarisasi) serta penerapnnya dalam kehidupan sehari-hari

• Mengidentifikasi persamaan gelombang berjalan dan gelombang stasioner

GELOMBANG

I. Pengertian Gelombang Gelombang adalah perambatan getaran

II. Pembagian Gelombang1. Pembagian Gelombang karena Arah getarnya

- Gelombang transversal- Gelombang Longitudinal

2. Pembagian Gelombang karena Amplitudo dan fasenya- Gelombang Berjalan - Gelombang Diam ( Stasioner)

3. Pembagian gelombang karena mediumnya - Gelombang Mekanik - Gelombang Elektromagnetik

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

P

A

I

II

X

V

Y

λ

x

T

t

T

t

T

tatau

v

xtt p

vx

pp

GELOMBANG BERJALAN TRANSVERSAL

Maka Simpangan Gelombang berjalan :

k2

2π xY = A Sin (t - )

T v

t xY = A Sin (2π - 2π )

T λ

Y = A Sin (2πft - kx)

xY = A Sin (2πft - 2π )

λ

pωtSinY T

2πω

Secara umum persamaan Gelombang berjalan :

x

ftAyP 22sin

kxftAyP 2sin

Dimana :Yp = Simpangan gelombang di titik P ( m,cm )A = Amplitudo gelombang ( m,cm )X = Jarak titik P dari titik pusat O ( m, cm )V = Kecepatan rambat gelombang ( m/s, cm/s )k = Bilangan gelombangλ = Panjang gelombang ( m,cm )f = Frekuensi Gelombang ( Hz )T = Periode gelombang ( s )ω = Kecepatan sudut ( rad/s ) t = Lamanya titik asal telah bergetar ( s )ωt = Sudut fase gelombang ( rad)

Gelombang Stasioner ( Gelombang Diam )

a. Pemantulan Pada Ujung Bebas

P

y1

Untuk Gelombang Datang di titik P:

L

x

11

PP

tl x t l xt t

v T T

22

PP

tl x t l xt t

v T T

Untuk Gelombang pantul di titik P:

-

xl

T

tAy 2sin1

xl

T

tAy 2sin2

y2

Untuk gelombang Stasioner

)(2cos2sin2

xl

T

tAyP

YP = y1 + y2

l

T

txAyP 2sin)(2cos2

2 .cos 2 ( ) .x

A amplitudo gel stasioner

2 .cos 2 ( ) P

xA A

l

T

tAy PP 2sin

Maka Simpangan Gelombang Stasioner di titik P :

sin 2 sin 2p

t l x t l xy A A

T T

Untuk gelombang Stasioner

Letak Simpul dan Perut :

Letak simpul dan perut dihitung dari ujung pantul ke titik yang bersangkutan .

1. Letak simpul.Simpul terjadi jika Ap= 0 dan dan secara umum teletak pada:

Sn=( 2n +1).¼λ

Tempat-tempat yang mempunyai amplitudo terbesar disebut perut dan secara umum teletak pada:

2. Letak Perut.

Pn= n ( ½ λ )

b. Pemantulan pada ujung tetap

P

·

y1

y2

x

Gel. datangGel. pantul

Gel. stasioner

Untuk Gelombang Datang di titik P:

xl

T

tAy 2sin1

Untuk Gelombang pantul di titik P:

-

xl

T

tAy 2sin2

Terjadi loncatan fase

11

PP

tl x t l xt t

v T T

22

PP

tl x t l xt t

v T T

Y=y1+y2

)(2cos)(2sin2

l

T

txAY

tasioneorgelamplitudoA

Ax

A

p

P

.

)(2sin2

)(2cos

l

T

tAY P

sin 2 sin 2t l x t l x

Y A AT T

Letak simpul dan perut :

Letak simpul dan perut merupakan kebalikan gel.stasioner pada pemantulan ujung bebas.

Letak simpul ke n : Sn= n ( ½ λ )

Pn=( 2n +1).¼λLetak perut ke n:

Soal Latihan

1. Tentukan sudut fase gelombang di titik P, jika titik O telah bergetar selama 1 sekon. Jarak titik P ke O 2 m cepat rambat gelombang 4 m/s dan periode gelombang adalah 1 sekon

2. Sebuah gelombang berjalanm dengan persamaan simpangan y = 0,02 sin ( 8πt – 4 x ), dimana y dan x dalam m dan t dalam s, Tentukan :

a. arah rambatan b. Frekuensi c. Panjang gelombangd. Kecepatan rambat gelombange. Amplitudo gelombang f. bilangan gelombang

3. Seutas tali yang panjangnya 2,5 m direntangkan yang ujungnya diikat pada sebuah tiang,kemudian ujung lain digetarkan harmonis dengan frekuensi 2 Hz dan amplitudo 10 cm. Jika cepat rambat gelombang dalam tali 40 cm/s. Tentukan :a. Amplitudo gelombang stasioner disebuah titik

yang berjarak 132,5 cm dari titik awalb. Simpangan gelombang pada titik tersebut setelah tali digetarkan selama 12 sekon

c. Letak simpul ke enam tidak termasuk S0

d. Banyaknya pola gelombang stasioner yang terjadi pada tali

Pembahasan

1. Diketahui :

t = 1 sekon; x = 2 m

V = 4 m/s; T = 1 sekon

Ditanyakan :

θ = ... rad

Penyelesaian :

v

xtf 2

radianf

)

2

1(12

4

212

Pembahasan

2. Diketahui :y = 0,02 sin ( 8πt – 4 x )

Ditanyakan :a. Arah rambat gelombangb. A = ..... ?; e. λ = ..... ?c. f = ..... ?; f . V = ..... ?d. k = ..... ?

Penyelesaian :a. Karena tanda didepan x negatif (-) dan didepan t positif ( + )

maka arah rambatan gelombang ke kananb. A = 0,02 m = 2 cm diambil dari persamaan simpangan c. 2π ft = 8πt 2π f = 8 f = 4 Hzd. k = 4/me. k =2Π / λ λ = 2Π/k = 1,57 mf. V = f.λ = 4 x 1,57 = 6,28 m/s

3. Diketahui :L = 2,5 m = 250 cm ; A = 10 cm f = 2 Hz ; T = ½ sekon ; V = 40 cm/s t = 12 sekonX = 250 – 132,5 = 117,5 cm

Ditanyakan : a. As = ..........? b. Y = ..........? c. S6 = .......... ? d. banyaknya pola gelombang = ……..?Penyelesaian :λ = V/f = 40/2 = 20 cm

)(2sin2.

x

AAa p

)20

5,117(2sin10.2 pA

0315sin.20pA

cmAp 21022

120

20

250122cos

21

PP Ay

l

T

tAyb PP 2cos.

5,12242cos210 Py

22cos210Py

23cos210Py

cos210Py

cmyP 210)1.(210

c. cmSnSn 6020.2

16

2

16

d. Banyaknya pola = L / λ

=250/20 =12½ pola gel.

Referensi

• Fisika SMA, Bob Foster, Erlangga• www.praweda.com• www.physics2000.com