y ASin   2 ft Modul 10 Fisika Dasar II I. GELOMBANG Tujuan Instruksional Khusus Mahasiswa diharapkan dapat menganalisis Karakteristik gelombang mekanik II. Materi : GELOMBANG 2.1 Persamaan Gelombang 2.2 Kecepatan Gelombang 2.3 Rapat Energi, daya dan Intensitas Gelombang 2.4 Superposisi Gelombang dan Efek Doppler III. Pembahasan Gelombang memiliki sifat dualisme, yaitu dapat bersifat sebagai partikel dan gelombang. Oleh karenanya kita dapat membahasnya secara mekanik terlebih dahulu, agar mudah memahami kondisi fisis dari gerakan gelombang. Karakteristik gerak osilasi atau gerak yang berulang-ulang tersebut merupakan gerak yang bersifat periodik. Gerak gelombang sangat erat kaitannya dengan gerak osilasi. Gerakan gelombang hanya dapat diamati dari kondisi fisis yang terjadi. Kondisi fisis yang diakibatkan pada suatu titik menjalar dalam ruang, dan kemudian dapat dirasakan pada bagian lain, merupakan proses gerakan gelombang. Sifat fisis dapat berupa medan Elektromagnet, deformasi pada pegas, tekanan dalam gas, regangan pada benda padat dan lainnya. Ditinjau dari arah rambatnya gelombang dibedakan menjadi dua jenis ; a. Gelombang Transversal : arah rambatnya tegak lurus arah getar. b. Gelombang Longitudinal : arah rambatnya sama dengan arah getarnya. Gelombang sering dinyatakan dalam bentuk fungsi sinusoida ( gambar 10.1 ), yaitu : y ASin  berubah dari 0 sampai 2 dalam waktu satu periode T. (10.1 )   2 ft dimana ө= ω t http://www.mercubuana.ac.id

20N  ( x , t ) A sin( t kx )  5 sin( 400 t 10 ,96 x ) cm Dari persamaan ( 8.3 ) dan ( 8.6 ) diperoleh fungsi gelombang ke kiri sebagai berikut :  ( x , t ) A sin( t kx ) ( 10.7 ) Dimana ω = kv 2.2 Kecepatan Gelombang Berdasarkan perlu tidaknya medium untuk merambatkan gelombang, maka dibedakan menjadi dua jenis gelombang, yaitu gelombang elastik ( gelombang mekanik ) dan gelombang medan. Gelombang mekanik hanya dapat merambat dalam medium sedangkan gelombang medan tidak perlu medium untuk merambat, tetapi dapat juga tanpa medium. Beberapa persamaan kecepatan gelombang pada beberapa medium adalah sebagai berikut : 2.2.1 Kecepatan gelombang pada tali V= F/ μ Dimana μ = m / L Contoh 1 : Gelombang dengan amplitude 5 cm merambat ke kanan sepanjang tali yang memiliki rapat massa linier 15 gram/m dan gaya tegangan 20 Newton. Jika frekuensi gelombang 200 Hz pada saat mulainya titik yang dipilih sebagai pusat koordinat dengan simpangan 4 cm dan bergerak naik. Tentukan kecepatan gelombang dan fungsi gelombang Penyelesaian : v F   20N 0,015  36,5m / det Fungsi gelombang  v 2f 36,5 2 (200Hz) 36,5m / det  Asin(t kx) , dimana k    10,96rad / m maka  5 sin( 400 t 10 ,96 x ) cm http://www.mercubuana.ac.id

 2 A 2 1 2   2 A 2 1 2  1 2 P V  2 A2 1 2 PV 2.3 Rapat Energi,Daya dan Intensitas Gelombang Rapat energi merupakan rapat energi linier (energi /satuan panjang ), rapat energi permukaan ( energi/satuan luas ), dan lainnya rapat energi volume ( energi/satuan volume ). Gelombang sering disebut sebagi getaran yang merambat dan energi gelombang adalah energi yang dimiliki getaran. Persamaan energi gelombang : Pada tali 1 2   2 A 2 ( 10.11 ) Pada bunyi 1 2   2 A 2 ( 10.12 ) Daya gelombang merupakan energi gelombang yang merambat tiap satuan waktu ( P ). Daya gelombang untuk satu dimensi 1 2 P V  2 A2 ( 10.13 ) Daya gelombang tiga dimensi 1 2 PV V 2 A 2 ( 10.14 ) Contoh : Gelombang dengan panjang gelombang 30 cm dan amplitudo 1,5 cm bergerak sepanjang tali 20 m yang memiliki massa 100 gram dengan tegangan 15 newton. ( a ) Berapa energi total pada tali ? ( b ) Hitung daya yang ditransmisikan melalui suatu titik tertentu pada tali. Penyelesaian : μ = m / L = 0,01 kg / 20 m = 5 x 10 -4 kg/m. V= F/ μ http://www.mercubuana.ac.id