By PHYTRI SP"SMANSA"2007
GEJALA GELOMBANGStandar Kompetensi :Menerapkan konsep dan prinsip gejala gelombang dalam menyelesaikan masalah.
1.1. Mendiskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombangKompetensi Dasar :
By PHYTRI SP"SMANSA"2007By PHYTRI SP"SMANSA"2007
INDIKATORINDIKATOR
• Menformulasikan masalah perambatan gelombang melalui suatu medium
• Menformulasikan karakteristik gelombang transversal dan gelombang longitudinal
• Menformulasikan persamaan gelombang berjalan.
By PHYTRI SP"SMANSA"2007By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Materi PembelajaranMateri Pembelajaran
• Apa yang dimaksud gelombang ?
• Apa yang merambat dalam gelombang ?
Bentuk-bentuk Gelombang berdasarkan sifat Fisisnya
GELOMBANG
ARAH GETAR MEDIUM AMPLITUDO
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Besaran Fisis Gelombang
• Periode Gelombang (T)• Frekuensi Gelombang ( f )• Cepat rambat gelombang (v)• Panjang gelombang (λ )
HUBUNGAN ANTARA BESARAN FISIS GELOMBANG :
T = 1/ f atau f = 1/ T , v =λ f atau v = λ/T
By PHYTRI SP"SMANSA"2007By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Perhatikan Animasi berikutPerhatikan Animasi berikut
By PHYTRI SP"SMANSA"2007By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Persamaan Gelombang BerjalanPersamaan Gelombang Berjalany
.P
x
v
y = A sin ωt dengan ω = 2π/T atau ω = 2 π f
By PHYTRI SP"SMANSA"2007By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Persamaan Simpangan pada titik PPersamaan Simpangan pada titik P Gelombang merambat dalam arah sb x positif, sehingga titik P yang berjarak
x dari O akan ikut bergetar.
Jika gelombang tersebut merambat dengan kecepatan v, maka waktu yang
diperlukan oleh gelombang sampai titik P adalah : t OP = x/v, maka jika titik O telah bergetar t sekon, maka titik P telah
bergetar selama ( t – tP ), sehingga persamaan simpangan di titik P dapat
dituliskan :
yP = A sin ω(t – tP) = A sin ω(t – x/v) ,
yP = A sin 2π/T ( t – x/v) = A sin (ωt – k x) , k = 2π/ λ.Secara Umum persamaan gelombang berjalan dapat dituliskan :
y = + A sin (ωt + k x )
1. Sebutkan sifat-sifat umum gelombang ?2. Sebuah gelombang berjalan memenuhi persamaan
y = 0,02 sin π ( 8 t – 4 x ), dengan x dan y dalam meter dan t dalam sekon. Tentukanlah :
a). Arah rambat gelombang d). Periode gelombangb). Amplitudo gelombang e). Bilangan gelombangc). Frekuensi gelombang f). Panjang gelombang g). Cepat rambat
gelombang
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Persamaan simpangan gelombang berjalanY = A sin [ωt – kx] = A sin [2π (t/T – x/λ)]
Sudut yang berada dalam tanda kurung ([ ]) disebut sudut fase (diberi lambang θ). Jadi,
Sudut faseθ = ωt – kx = 2π (t/T – x/λ)
Sudut fase, θ, dapat ditulis sebagai,θ = 2π (t/T – x/λ) = 2πφ dengan φ disebut fase. Jadi,
φ = θ(rad)/2π = θ(derajat)/360° = t/T – x/λ
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Pada saat titik asal Q telah bergetar selama t sekon, fase partikel A, φ1 = t/T – x1/λ, dan fase partikel B, φ2 = t/T – x2/λ.Beda fase antara partikel B dan A adalah,∆φ = φ2 – φ1 = (t/T – x2/λ) – (t/T – x1/λ)∆φ = - (x2 – x1)/λ = -∆x/λTanda negatif menunjukkan bahwa gelombang merambat ke sumbu X positif dan partikel yang terletak di depan mengalami kelambatan fase terhadap partikel di belakangnya.
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
A
x1
Q
x2
B
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Stationary wave is the wave that occurs due to interference between the incidence wave and reflected wave. The incidence wave and reflected wave in this stationary wave owns similar wavelenght, amplitude, and phase, but in the opposite direction.
Stationary wave
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
B
x
P
v
o
l
Displacement of wave at point B:
yB = 2A sin 2 π ( x/λ ) cos 2 π ( t/T- l /λ )
or
yB=As cos 2 π ( t/T- l /λ )
Amplitude of sttionary wave is: As= 2A sin 2 π ( x/λ )
Gelombang Stasioner oleh Pemantulan pada Ujung TERIKAT
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Gelombang Stasioner oleh Pemantulan pada Ujung BEBAS
B
x
P
v
o
lSimpangan gelombang di titik B:
yB=2A cos 2 π ( x/λ ) sin 2 π ( t/T- l /λ )Atau
yB=As cos 2 π ( t/T- l /λ )Amplitudo di titik B: As= 2A cos 2 π
( x/λ )
Gelombang stasioner oleh pemantulan
Ujung terikat Ujung bebas
Simpangany = 2A sin kx cos ωt
Karena di ujung terikat (x = 0) harus terjadi simpul (y = 0)
tukar sin dengan cos dan cos dengan sin
y = 2A cos kx sin ωt
karena di ujung bebas (x=0) harus terjadi perut (y = maksimum)
Amplitudo gelombang stasioner
Ap = 2A sin kx
tukar sin dengan cos
Ap = 2A cos kx
Letak simpul dari ujung terikat= kelipatan genap dari λ/4
Xn+1 = (2n).λ/4 ;
n = 0, 1, 2, …
Letak simpul dari ujung bebas
= kelipatan ganjil dari λ/4
Xn+1 = (2n + 1).λ/4 ;
n = 0, 1, 2, …
Letak perut dari ujung terikat= kelipatan ganjil dari λ/4
Xn+1 = (2n + 1).λ/4 ;
n = 0, 1, 2, …
Letak perut dari ujung bebas= kelipatan genap dari λ/4
Xn+1 = (2n).λ/4 ;
n = 0, 1, 2, …
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
A piece of rope that one of the fastened ends is vibrated so that stationary wave is created. Stationary wave created in a piece of rope has 6 bellies, rope length from end to end is 1,2 m, amplitude is 1.2 cm, and frequency is 60 Hz. Calculate :
A. the velocity of wave B. displacement of point in 0.5 m distance
from the vibrating rope end.
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
1.2. Mendiskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang bunyi dan cahaya.
1.3. Menerapkan konsep d an prinsip gejala gelombang bunyi dan cahaya dalam teknologi
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Karakteristik : Termasuk gelombang mekanik Getarannya membentuk gelombang
longitudinal Dapat dipantulkan, dibiaskan, interferensi
dan difraksi Merambat pada medium gas, cair dan
padat
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Cepat rambat bunyi dalam medium padat, cair dan gas berbeda
Pada zat padat, kecepatannya paling besar
Pada zat cair tergantung pada modulus Bulk:
Pada gas tergantung pada jenis gas dan suhunya:
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
E
A
FFv
.
B
v
M
TRv
.
Dengan menggunakan peralatan sonomater diperoleh cepat rambat gelombang transversal dalam dawai, v, adalah sebanding akar dari gaya tegangan dawai F dan berbanding terbalik dengan akar dari massa linier dawai, (μ). Dengan demikian cepat rambat gelombang transversal dalam dawai dapat dinyatakan oleh:
v = √F/μ = √FL/m = √F/ρA μ = m/L dan ρ = m/v
denganv = cepat rambat gelombang dalam dawai ( m/s );F = gaya tegangan kawat (N); μ = massa linier dawai (kg/m);m = massa dawai (kg), L = panjang dawai (m);ρ = massa jenis bahan dawai (kg/m³);A = luas penampang dawai, untuk penampang dawai dianggap lingkaran, maka A = μR² = μD²/4, dengan R = jari-jari dan D = diameter dawai;v = volum dawai = AL
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Tinggi rendah nada ditentukan oleh frekuensi Pada senar frekeunsi ditentukan oleh
panjang senar, tegangan, luas penampang dan jenis kawat◦ Nada dasar 2 simpul-1 perut; L = ½ λ; f
= v/2L◦ Nada atas ke 1 3 simpul- 2 perut; L=λ; f
= v/L ; dst Pipa organa terbuka, frekuensi dipengaruhi
suhu udara dan panjang kolom udara:◦ Nada dasar 1 simpul-2 perut; L = ½ λ; f
= v/2L◦ Nada atas ke 1 2 simpul- 3 perut; L=λ; f
= v/L ; dst Pipa organa tertutup, frekuensi dipengaruhi
suhu udara dan panjang kolom udara:◦ Nada dasar 1 simpul-1perut; L = ¼ λ; f
= v/4L◦ Nada atas ke 12simpul-2perut; L=¾ λ; f
= 3v/4L ; dst
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
L = λ/2P
SS
Bentuk gelombang stasioner untuk nada dasar dawai yang kedua ujungnya dijepit.
Banyak simpul: ∑S = ∑P + 1
P
S
PP
L = λ/2
Bentuk pipa organa terbuka.
Banyak simpul: ∑P = ∑S + 1Bentuk pipa organa tertutup.
Banyak simpul: ∑P = ∑S
L = λ1/4
RESONANSIRESONANSITerjadi jika frekuensinya samaResonansi tabung udara terjadi pada ketinggian h = ¼
λ, ¾ λ dstCepat rambat bunyi pada kolom udara dihitung
dengan rumus: v = λ.f
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
h
Bunyi dapat didengar oleh manusia tergantung pada intensitasnya.
Intensitas berbanding lurus dengan f2, A2, v2 dan berbanding terbalik dengan r2
Taraf Intensitas dihitung dengan rumus TI = 10 log (I/I0)
Jika ada n sumber bunyi bersamaanTI2 = TI1 + 10 log n
Jika bergeser dari r1 ke r2◦ TI2 = TI1 + 20 log (r1/r2)
By PHYTRI SP"SMANSA"2007
Top Related