SIFAT-SIFAT GELOMBANG Laju rambat gelombang, Daya dan intensitas gelombang,Superposisi, Interfensi,Resonansi

Diskusi

Untuk deret gelombang sinusoida : Y = Ym sin ( kx - ω t- Φ ) Ym = simpangan max/amplitudo k = bilangan gelombang ω = frekuensi sudut X = posisi t = waktu Φ = konstanta fase

Prinsip Superposisi Untuk banyak macam gelombang maka dua atau lebih gelombang dapat melintasi ruang yang sama, tanpa adanya ketergantungan diantara gelombang gelombang tersebut

Daya dan Intensitas Gelombang Daya yang dikerahkan oleh gaya tertentu di sepanjang arah jalar gelombang adalah besarnya tenaga yang diberikan persatuan waktu Daya rata-rata ( P) = 2 πYm2 f2 µ v dimana: Ym = amplitudo maksimum f = frekuensi gelombang v = kecepatan jalar gelombang µ = massa linier

Intensitas Gelombang Untuk gelombang berdimensi tiga(cahaya, bunyi) maka lebih penting berbicara mengenai intensitas gelombang Intensitas adalah daya yang ditransmisikan melalui satuan luas kepada arah penjalaran gelombang Intensitas ~ kuadrat amplitudo

Laju gelombang Transversal ( v) Secara dimensional: v ~ F ( gaya ) dan µ (massa/panjang) µ = ciri inersia Jika v = m/dt ; F = N= kg m/dt2 dan µ = kg/m maka : µ

Soal Sebuah gelombang sinusoida transversal dihasilkan di sebuah ujung tali panjang yang digerakkan oleh batang keatas dan kebawah melalui sebuah jarak sebesar 0,5 cm. Gerak tersebut kontinu dan diulangi secara teratur sebanyak 120 x perdetik a. Jika tali mempunyai massa jenis linier µ 0,25 kg/m dan dipegang oleh tegangan sebesar 90 N. tentukan laju, amplitudo, frekuensi dan panjang gelombang

b. Dengan menganggap gelombang bergerak di dalam arah + x dan pada t=0, x= 0 berada di dalam kedudukan kesetimbangan y = 0, maka tuliskan persamaan gelombang tsb c. Sewaktu gelombang lewat sepanjang tali, setiap partikel bergerak naik turun. Cari kecepatan dan percepatan yang terletak sejauh 62 cm pada waktu t = 4 dt

Interfensi Gelombang Interfensi menunjukkan efek-efek fisis yang timbul karena superposisi dua atau lebih gelombang Tinjau 2 gelombang yang berfrekuensi sama, amplitudo sama berjalan dengan laju sama dalam arah + x tetapi berbeda fase Φ Pers kedua gelombang Y = Ym sin ( kx - ω t- Φ ) Y = Ym sin ( kx - ω t )

Resultante kedua gelombang YT=Ym{sin ( kx - ω t- Φ) + sin ( kx - ω t )} =Ym{2sin ( kx - ω t- Φ/2) cos Φ/2} = 2Ym cos Φ/2 sin ( kx - ω t- Φ/2) Amplitudo total Jika Φ = 0o,AT = 2 Ym  Fase kedua gel sama  Interfensi konstruktif Jika Φ =180o,AT = 0 kedua gel berlawnanfasa  Interfensi Destruktif

RESONANSI Bila sebuah sistem yang mampu berosilasi dipengaruhi oleh sederet denyut periodik yang sama atau hampir sama dengan salah satu frekuensi alami dari sistem tsb, maka sistem tsb akan dibuat berosilasi dengan amplitudo yang relatif besar  Dikatakan sistem beresonansi dengan denyut yang dipakai

Untuk sebuah tali yang kedua ujungnya dibuat tetap maka osilasi/gelombang tegak dapat dihasilkan di dalam tali. Syarat yang harus dipenuhi : - Titik-titik ujung adalah simpul - Jarak diantara simpul yang berdekatan adalah λ/2 Jika di dalam tali yang panjangnya l terdapat n simpul ( n x λ/2 ). maka : n . λ/2 = l  λ = 2l /n; n = 1,2,3….

Frekuensi alami resonansi Dari hubungan : λ = v/f dan : maka frekuensi alami

Gelombang Tegak Gelombang yang berjalan pada tali tegang yang dipegang oleh 2 penjepit berjarak l, akan direfleksikan dari batas-batas benda/ penjepit Gelombang-gelombang yang direfleksikan saling menambah dengan gelombang gelombang yang masuk sesuai dengan prisnsip superposisi

Untuk 2 gelombang yang frekuensi,fase lajunya sama, berjalan dalam arah yang berlawanan Y1 = Ym sin ( kx - ω t) Y2 = Ym sin ( kx + ω t) YT = 2Ym sin kx cos ω t  Pers. Gel tegak 2Ym sin kx= Amplitudo gel tegak

2Ym sin kx= Amplitudo gel tegak Amax = 2Ym, , jika kx = π/2, 3π/2, 5π/2,…dst x = λ/4, 3λ/4, 5λ/4……dst x = titik-titik perut Amin = 0 Jika kx = π, 2π, 3π,…dst x = λ/2, λ, 3λ/2……dst x = titik-titik simpul

Soal Sebuah tali bergetar menurut persamaan : YT = 2Ym sin π/3 x cos 40 π t Dimana x, Y dalam cm dan t dalam detik Berapa amplitudo dan kecepatan gelombang2 komponen yang superposisi nya dapat menghasilkan getaran ini Berapa jarak diantara titik-titik simpul

Resume