1 / 87

Gejala Gelombang

Gejala Gelombang. Oleh Physic’s Teaching Team. PETA KONSEP. Glb. Mekanik. Glb. EM. medium. Glb. berjalan. Glb. Transversal. amplitudo. Arah getar. Gejala gelombang. Glb. berdiri. Glb. Longitudinal. Mengalami gejala. Superposisi. Polarisasi. Pemantulan. Pembiasan. Difraksi.

helki
Download Presentation

Gejala Gelombang

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gejala Gelombang Oleh Physic’s Teaching Team

  2. PETA KONSEP Glb. Mekanik Glb. EM medium Glb. berjalan Glb. Transversal amplitudo Arah getar Gejala gelombang Glb. berdiri Glb. Longitudinal Mengalami gejala Superposisi Polarisasi Pemantulan Pembiasan Difraksi Interferensi

  3. Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal • Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus terhadap arah rambatannya. puncak dasar

  4. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya searah dengan arah perambatannya. rapatan renggangan

  5. Dirumuskan : Dengan : v = cepat rambat gelombang (m/s) = panjang gelombang (m) T = periode (s) = 1/f f = frekuensi (Hz) Persamaan yang berlaku pada gelombang

  6. Puncak gelombang adalah titik-titik tertinggi pada gelombang (b dan f) Dasar gelombang adalah titik-titik terendah pada gelombang (d dan h) Bukit gelombang adalah lengkungan obc atau efg Lembah gelombang adalah cekungan cde atau ghi Amplitudo (A) adalah nilai mutlak simpangan terbesar yang dapat dicapai partikel bb1 dan dd1. Panjang gelombang  adalah jarak antara puncak berurutan bf atau jarak antara dua dasar berurutan dh. Periode ( T ) adalah selang waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu panjang gelombang  Beberapa istilah pada gelombang :  b f c d1 e i simpangan o b1 g h d 

  7. Titik-titik yang mempunyai jarak 1, 2 , 3 …….n  adalah sefase (pq, ws). Titik-titik yang mempunyai jarak ½ , 3/2 , 5/2 …. (2n – 1)1/2  memiliki fase yang berlawanan (pu, wv, uq). Dengan n = 1, 2, 3, … Fase Gelombang  p q w v s u ½ 

  8. Contoh soal : • Gelombang mendekati pemecah gelombang dengan cepat rambat 9 m/s. Jarak antara dua dasar gelombang yang berdekatan adalah 6 m. Tentukan frekuensi dan periode gelombang.

  9. Jawab : Diket : v = 9 m/s  = 6 m Ditanya : f dan T

  10. Periode

  11. Di laut, seorang nelayan mengamati dalam waktu 15 sekon terdapat 5 gelombang yang melintas. Jika jarak antara puncak dan dasar gelombang yang berdekatan adalah 3 m, tentukan cepat rambat gelombang tersebut.

  12. Diket : t = 15 s n = 5 gelombang ½  = 3 m,  = 6 m Ditanya : v

  13. Jawab :

  14. Pada permukaan sebuah kolam terdapat dua daun kering terapung. Kedua daun tersebut terpisah satu sama lain sejauh 75 cm. Daun-daun itu turun-naik bersama permukaan air dengan frekuensi 2 Hz. Salah satu daun berada di puncak bukit gelombang, sedangkan daun lainnya berada di dasar gelombang. Jika diantara kedua daun terdapat satu bukit gelombang, tentukan cepat rambat gelombang di permukaan kolam.

  15. Diket : f = 2 Hz 1,5 = 75 cm  = 50 cm = 0,5 m Ditanya : v Jawab : v = f = 0,5.2 = 1 m/s

  16. Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak antara renggangan dan rapatan yang berdekatan adalah 2,5 cm. Jika frekuensi gelombang 65 Hz, berapakah cepat rambat gelombang longitudinal tersebut ?

  17. Diket : 0,5 = 2,5 cm  = 5 cm f = 65 Hz Ditanya : v Jawab : v = f = 5.65 = 325 cm/s = 3,25 m/s

  18. GELOMBANG BERJALAN • Adalah : gelombang mekanik yang memiliki amplitudo konstan di setiap titik yang di lalui gelombang. x P O Arah gerak partikel pada tali Gelombang berjalan pada tali

  19. Persamaan Umum Gelombang Berjalan • Seperti halnya gerak harmonik sederhana, maka persamaan simpangan getar untuk O pada gambar di atas adalah: yo = A sin t • Gelombang kemudian merambat dari O ke arah sumbu x positif, karena titik P berada di sebelah kanan O sejauh x maka titik P akan ikut berjalan setelah gelombang dari titik O mencapai titik P.

  20. Sedangkan waktu yang diperlukan gelombang dari titik O ke titik P adalah • Oleh karena itu, pada saat titik O sudah bergetar selama t sekon, maka titik P baru bergetar selama

  21. Sehingga persamaan simpangan gelombang berjalan di titik P di rumuskan : • Jika  = 2f, v = f dan  = 2/k maka : yp = A sin (t – kx)

  22. Jika gelombang merambat ke arah sumbu x negatif ( kiri ), di rumuskan : • Dengan : k = bilangan gelombang (m-1) = 2/ A = amplitudo (m)  = kecepatan sudut (rad/s) = 2f yp = simpangan di titik P ( m )

  23. Arah Getaran dan Arah Rambatan Gelombang • Secara umum penentuan arah getar pertama dan arah rambat gelombang adalah: • Persamaa gelombang berjalan dinyatakan dalam bentuk : yp =  A sin ( t  kx ) • Arah getar pertama ke atas (sb y positif) jika amplitudo A bertanda positif dan sebaliknya. • Arah rambat gelombang ke kanan (sb.x positif) jika bilangan gelombang k bertanda negatif dan sebaliknya.

  24. Kecepatan Getaran dan Kecepatan Rambat Gelombang Kecepatan getaran di titik P :

  25. Kecepatan rambat gelombang diperoleh dari hubungan v = f dan k = 2/, sehingga:

  26. Percepatan Getaran • Percepatan getaran partikel di titik P adalah turunan pertama kecepatan di titik P terhadap waktu, yaitu :

  27. Soal • Persamaan gelombang berjalan pada seutas tali yang panjangnya 2,5 m dengan massa 250 gram yang dinyatakan : y = 6 sin (0,02x + 4t ) x dan y dalam cm, t dalam sekon, hitung : • Amplitudo • Panjang gelombang • Frekuensi • Periode • Cepat rambat • Arah rambatan

  28. Diket : l = 2,5 m = 250 cm m = 250 gr y = 6 sin (0,02x + 4t ) = 6 sin (4t + 0,02x) = A sin (t + kx)

  29. Penyelesaian • A = 6 cm • kx = 0,02x 2/ = 0,02  = 2/0,02 = 100 cm • 2ft = 4t f = 2 Hz • T = 1/f = ½ = 0,5 s • v = f = 2.100 = 200 cm/s = 2 m/s • Arah rambatan ke kiri, krn nilai k positif.

  30. Sudut Fase, Fase dan Beda Fase Dari persamaan : yp = A sin (t – kx) Jika  = 2/T dan k = 2/ diperoleh:

  31. Sehingga sudut fase gelombang dirumuskan : • Fase gelombang dirumuskan:

  32. Untuk titik A yang berjarak xA dari titik asal getaran O dan titik B yang berjarak xB dari titik getaran O, maka beda fase antara titik A dan B adalah:

  33. Contoh soal: • Sebuah gelombang berjalan sepanjang tali yang sangat panjang memenuhi persamaan y = 6 sin (0,02x + 4t), dengan x dan y dalam cm dan t dalam sekon. Hitung : • Kecepatan getaran maksimum • Percepatan geteran maksimum

  34. Jawab :  = 4 A = 6 cm Kecepatan maks:

  35. Percepatan maksimum: cm/s2

  36. Gelombang Stasioner(gelombang tegak/berdiri/diam) Adalah : gelombang yang terbentuk dari hasil perpaduan atau interferensi dua buah gelombang yang memiliki amplitudo dan frekuensi sama, tetapi arah rambatnya berlawanan. Perut : titik-titik yang bergetar dengan amplitudo maksimum. Simpul : titik-titik yang bergetar dengan amplitudo nol.

  37. Gelombang stasioner pada Dawai Ujung Bebas Persamaan glb.datang dititik P , xp = (l – x) adalah : y1 = A sin (t – kxp) = A sin [t – k(l – x)] x O P l

  38. Persamaan glb. Pantul di titik P, xp = (l + x) adalah : y2 = A sin [t - kxp] = A sin [t – k(l + x)] Perpaduan antara y1 dan y2 diperoleh : yp = y1 + y2 = A sin [t – k(l – x)] + A sin [t – k(l + x)] dari aturan penjumlahan fungsi sinus : sin  + sin  = 2 sin ½ ( + ) cos ½ ( - ) diperoleh pers. Gelombang stasioner pada ujung bebas, yaitu : yp = 2A cos kx sin (t – kl) = Ap sin (t – kl) Ap = 2A cos kx

  39. Dengan : yp : simpangan gelombang stasioner pada ujung bebas di titik P A : amplitudo gelombang datang atau gelombang pantul Ap : amplitudo gelombang stasioner pada ujung bebas x : jarak titik P dari ujung bebas

  40. Letak simpul dan perut untuk gelombang stasioner pada ujung bebas • Letak simpul : “letak simpul dari ujung bebas merupakan kelipatan ganjil dari seperempat panjang gelombang”

  41. Letak perut “letak perut dari ujung bebas merupakan kelipatan genap dari seperempat panjang gelombang”

  42. Gelombang Stasioner pada Dawai Ujung Tetap persamaan gelombang datang di titik P: y1 = A sin [t – k(l – x)] persamaan gelombang pantul di titik P dengan beda sudut fase θ =  radian adalah : y2 = A sin [t – k(l + x) + ] = - A sin [t – k(l – x)] y2 y1 x P O l

  43. Sehingga : yp = y1 + y2 = A sin [t – k(l-x)] - A sin[t –k(l + x)] Berdasarkan aturan pengurangan fungsi sinus, yaitu : sin  - sin  = 2 cos ½ ( + ) sin ½ ( - ) Maka diperoleh persamaan gelombang stasioner pada ujung tetap, yaitu : yp = 2A sin kx cos (t – kl) yp = Ap cos (t – kl) Ap = 2A sin kx

  44. Letak simpul dan perut untuk gelombang stasioner pada ujung tetap • Letak simpul • Letak perut

  45. Soal • Seutas kawat yang panjangnya 100 cm direntangkan horizontal. Salah satu ujungnya digetarkan harmonik naik-turun dengan frekuensi 1/8 Hz dan amplitudo 16 cm, sedang ujung yang lain terikat. Getaran harmonik tersebut merambat ke kanan sepanjang kawat dengan cepat rambat 4,5 cm/s. Tentukan : • Amplitudo gelombang hasil interferensi di titik yang berjarak 61 cm dari titik asal getaran. • Letak simpul ke-5 dan perut ke-4 dari titik asal getaran.

  46. Diket : l = 100 cm f = 1/8 Hz A= 16 cm v= 4,5 cm/s • Ditanya : • Ap dengan xp = 100 – 61 = 39 cm • Simpul ke 5 dan perut ke 4 dari titik asal getar.

  47. Penyelesaian • Amplitudo glb.Stasioner

  48. Letak simpul ke-5 (n = 4) maka letak simpul ke-5 dari titik asal getaran adalah 100 – 72 = 28 cm

  49. letak perut ke-4 (n = 3) Maka letak perut ke-4 dari titik asal getaran adalah: 100 – 63 = 37 cm

  50. Energi Gelombang • Energi kinetik (Ek) Ek = ½ mv2 = ½ m [A cos (t – kx)]2 = ½ m2A2cos2 (t – kx) karena m2 = k, maka : Ek = ½ k2A2cos2 (t – kx) • Energi Potensial (Ep) Ep = ½ ky2

More Related