GELOMBANG http://bima.ipb.ac.id/~tpb-ipb/materi

Tujuan Instruksional Menentukan besaran-besaran frekuensi, amplituda, perioda, dan energi pada getaran harmonis Menentukan besaran-besaran frekuensi, amplituda, perioda, panjang gelombang, kecepatan gelombang pada gelombang mekanik

Gelombang adalah getaran yang merambat Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombangakan mengikuti gerak sinusoide.

Berdasarkan arah rambat dan arah getar gelombang transversal yaitu gelombang yang arah rambat tegak lurus pada arah getarnya. Contohnya gelombang air, tali dan cahaya. 

gelombang longitudinal yaitu gelombang yang arah rambat dan arah getarnya sejajar. Contohnya gelombang pegas dan bunyi

Sifat – sifat Gelombang Gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik sama-sama merambatkan energi. Gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik dapat dipantulkan. Gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik dapat bersuperposisi. Gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik dapat mengalami pembiasan. Sifat-sifat gelombang mekanik maupun gelombang elektromagnetik

Refleksi adalah ketika gelombang, baik fisik maupun elektromagnetik, memantul dari permukaan dan kembali ke sumbernya. Refraksi adalah peristiwa pembelokan arah perambatan suatu gelombang, baik fisik maupun elektromagnetik.

Interferensi merupakan gejala superposisi gelombang Interferensi merupakan gejala superposisi gelombang. Interferensi adalah kerja sama antara dua gelombang cahaya atau lebih pada suatu titik atau daerah tertentu pada suatu waktu tertentu pula.

Difraksi adalah ketika gelombang yang berjalan melalui lubang kecil dan menyebar keluar

Dispersi adalah peristiwa penguraian cahaya polikromatik (putih) menjadi cahaya-cahaya monokromatik (me, ji, ku, hi, bi, ni, u) pada prisma lewat pembiasan atau pembelokan.

Polarisasi adalah suatu peristiwa perubahan arah getar gelombang pada cahaya yang acak menjadi satu arah getar; dari sumber lain mengatakan bahwa Polarisasi adalah peristiwa penyerapan arah bidang getar dari gelombang.

Gelombang mekanik memerlukan medium untuk merambat. Sifat khusus gelombang mekanik: Gelombang mekanik memerlukan medium untuk merambat. Gelombang mekanik memiliki frekuensi yang terbatas. Gelombang mekanik dapat didengar/sensitif terhadap pendengaran pada frekuensi tertentu (20-20.000 Hz). Sifat khusus gelombang elektromagnetik: Gelombang elektromagnetik dapat merambat di ruang hampa maupun dalam medium. Frekuensi gelombang elektromagnetik antara 103 Hz sampai 1020 Hz dan dapat membentuk spektrum gelombang. Gelombang elektromagnetik tidak sensitif terhadap pendengaran tetapi ada yang sensitif terhadap mata, contohnya adalah cahaya tampak.

Getaran (Osilasi) : Gerakan berulang pada lintasan yang sama Ayunan Gerak Kipas

Gelombang dihasilkan oleh getaran Gelombang bunyi Gelombang air Gelombang tali Gelombang laut

Gelombang Gelombang : Getaran / gangguan / energi yang menjalar.

Beberapa karakteristik khusus gelombang Jika melewati batas antara dua medium akan mengalami pemantulan dan pembiasan Jika dua gelombang bertemu dia mengalami interferensi Jika melewati suatu halangan (misalnya celah sempit) dia akan mengalami difraksi (lenturan)

Contoh Soal Suara orang yang sedang mengobrol di suatu ruang dapat terdengar oleh orang yang berada di luar ruangan manakala ruang tersebut tidak tertutup rapat (betul) SEBAB Bunyi merupakan suatu gelombang. Jika bunyi melewati suatu celah maka dia akan mengalami difraksi Pernyataan betul dan alasan betul dan berhubungan sebab akibat JAWAB : A

Persamaan penjalaran gelombang y = A sin (kx ± t) Kecepatan gelombang A = Amplitudo k = 2 /  ( k = bilangan gelombang)  = Panjang gelombang = 2  f = Frekuensi anguler      

Frekuensi sudut & Bilangan gelombang  = 2f atau  = 2/T Bilangan gelombang : k = 2/  

Memahami persamaan simpangan gelombang berjalan Simpangan di titik P Amplitudo yp =  A sin (t  kx) Bilangan gelombang Frekuensi sudut Panjang gelombang memenuhi Jarak satu gelombang Jarak dua puncak berdekatan Jarak dua lembah berdekatan Jarak dua titik yang sefase 20

(x) Posisi simpul pertama Amplitudo gelombang stasioner dan Posisi perut / simpul, untuk tali berujung bebas (x) Posisi perut kedua S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P (x) Posisi simpul pertama A’ = 2A .cos 2x/ Posisi perut (P) : x = (n – 1). ½ Posisi simpul (S) : x = (2n – 1). ¼ 21

Gelombang berjalan v S P Waktu getar P S = Sumber gelombang ts = t tsp = sp/v tp = ts – tsp tp = t – sp/v S = Sumber gelombang P = titik di dalam gelombang v = cepat rambat gelombang ts = waktu getar sumber tsp = waktu tempuh gelombang dari S ke P 22

Contoh Soal Sebuah gelombang transversal memiliki periode 4 detik. Jika jarak antara dua buah titik yang berurutan dan sama fasenya adalah 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah ; A. 1 cm/s B. 2 cm/s C. 3 cm/s D. 4 cm/s E. 5 cm/s

Tipe Gelombang 1.Gelombang transversal : arah gerak medium  arah gerak gelombang. Contoh : gelombang tali

Gelombang longitudinal : Arah gerak medium // arah gerak gelombang. Contoh : gelombang bunyi, gelombang pada pegas.

Bunyi Sumber bunyi : Getaran /vibrasi Infrasonic : < 20 hertz Audiosonic : 20 – 20.000 hertz Ultrasonic : > 20.000 hertz Intensitas yang dapat didengar : 10-12  1 W/m2

I = Intensitas Sumber Io = Intensitas ambang = 10-12 W/m2 Tingkat Intensitas bunyi I = Intensitas Sumber Io = Intensitas ambang = 10-12 W/m2

I = 10 –10 W/m2   = 10 log 100 = 20 dB Di udara terbuka, pengurangan intensitas I  1/r2  I1r12 = I2r22 (r jarak dengan sumber) Tingkat intensitas sebuah pesawat jet pada jarak 30 m adalah 140 dB. Berapakah tingkat intensitasnya pada jarak 300 m ?

Efek Doppler Efek Doppler merupakan suatu kejadian di mana frekuensi gelombang dari suatu sumber yang diterima oleh detektor mengalami perubahan akibat perubahan posisi atau pergerakan relatif detektor terhadap sumber gelombang atau sebaliknya. Fenomena Frekuensi (f’) yang didengar berbeda dengan frekuensi sumber (f) ketika sumber dan atau pendengar bergerak Tanda atas ketika mendekat dan tanda bawah ketika menjauh vo = kecepatan pendengar vs = kecepatan sumber v = kecepatan bunyi (=340 m/s)

Tanda + digunakan untuk pendengar bergerak mendekati sumber bunyi Digunakan untuk sumber bunyi menjauhi pendengar Tanda - digunakan untuk pendengar menjauhi sumber bunyi Digunakan untuk sumber bunyi mendekati pendengar dimana νa adalah kelajuan angin dengan perjanjian tanda sebagai berikut: + νa jika angin mengarah dari sumber bunyi menuju pendengar − νa jika angin mengarah dari pendengar ke sumber bunyi

Contoh Soal Cepat rambat bunyi di udara pada suhu tertentu 300 m/s. Jika pendengar diam, sedangkan sumber bunyi bergerak menjauhi pendengar dengan kecepatan 60 m/s, frekuensi bunyi 108 hertz, maka frekuensi yang didengar pendengar, A. 90 hertz B. 91 hertz C. 92 hertz D. 93 hertz E. 94 hertz JAWAB : A. Yaitu 90 Hz

Latihan 1. Diketahui persamaan gelombang berjalan dengan persamaan y = 27 sin (22 #t - 4/7 #x) tentukan, frekuensi, amplitudo, periode, cepat rambat. Seorang penonton pada lomba balap mobil mendengar bunyi (deru mobil) yang berbeda, ketika mobil mendekat dan menjauh. Rata-rata mobil balap mengeluarkan bunyi 800 Hz. Jika kecepatan bunyi di udara 340 m.s−1 dan kecepatan mobil 20 m.s−1, maka frekuensi yang di dengar saat mobil mendekat adalah  Kereta api menuju stasiun Solo Balapan dengan kelajuan 20 m/s sambil membunyikan peluit dengan frekuensi 660 Hz. Tentukan frekuensi yang didengar oleh para penumpang yang sedang duduk menunggu di stasiun jika saat itu angin bertiup dengan kelajuan 10 m/s searah dengan gerak kereta