GELOMBANG MEKANIK Transversal Longitudinal

Pengertian Gelombang Getaran yang merambat. Rambatan energi. Getaran yang merambat tetapi partikel-partikel medium tidak ikut merambat.

MACAM-MACAM GELOMBANG

1. Berdasarkan arah rambatan Gelombang transversal : gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah getar gelombang Arah getar Arah rambat

Contoh gelombang transversal : Gelombang permukaan air Gelombang tali G. Permukaan air G. tali

Gelombang longitudinal : gelombang yang arah rambatan-nya berimpit dengan arah getar gelombang

Contoh gelombang longitudinal : Gelombang bunyi Gelombang pegas (slinki) Gelombang bunyi Gelombang slinki

2. Berdasarkan medium rambatan Gelombang mekanik : gelombang yang merambat memerlukan medium (zat perantara) Contoh : gelombang tali, gelombang bunyi

Gelombang elektromagnetik : gelombang yang merambat tidak mutlak memerlukan medium (zat perantara) akan dipelajari di Cawu III Contoh : gelombang cahaya, gelombang mikro, gelombang sinar-x dan lain-lain

3. Berdasarkan amplitudo : Gelombang berjalan : gelombang yang memiliki amplitudo tetap Contoh : Gelombang tali Gelombang tali

Gelombang stasioner : gelombang yang memiliki amplitudo berubah-ubah Contoh : Dawai gitar Pipa organa Dawai Gitar

Satu gelombang transversal   1 panjang gelombang 1 panjang gelombang   1 panjang gelombang 1 panjang gelombang

Satu gelombang longitudinal  ½ 1 panjang gelombang () ½ panjang gelombang ()

Besaran Dasar Gelombang Periode ( T )  satuan sekon ( s ) Frekuensi ( f )  satuan Hertz ( Hz ) Panjang gelombang (  )  satuan meter ( m ) Cepat rambat gelombang ( v ) satuan ( m/s )

Periode ( T ) & Frekuensi ( f ) Periode : Waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang (sekon) Frekuensi : Banyaknya gelombang yang terbentuk setiap sekon ( Hz) Hubungan antara frekuensi dengan periode 1 f = T

Cepat rambat gelombang (v) Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh satu gelombang (  ) dalam waktu satu periode ( T ).  v = atau v = .f T V=cepat rambat gelombang =panjang gelombang T=periode f=frekwensi

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

Perbedaan Fase Beda fase antara titik A dan titik B : AB = A - B = AB/

Persamaan Gelombang Berjalan x v  P S Fase titik P  p = t/T – x/ Persamaan gelompang di titik P yp = A sin 2 (t/T – x/) yp = A sin (2t/T – 2x/)  jika k = 2/ maka : yp = A sin (t – kx)

Memahami persamaan umum simpangan gelombang berjalan Titik asal ke atas merambat ke kiri yp =  A sin (t  kx) Titik asal ke bawah merambat ke kanan

Memahami persamaan simpangan gelombang berjalan Simpangan di titik P Amplitudo yp =  A sin (t  kx) Bilangan gelombang Frekuensi sudut

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

Gelombang Tali berujung bebas P L-x x 1. Gelombang pada tali berujung bebas a. Gelombang datang : Gelombang yamg merambat meninggalkan sumber yp1 = A sin { 2 ( f.t – ( L-x ) /  ) }

Gelombang Tali berujung bebas P L+x x b. Gelombang pantul : Gelombang yang merambat menuju sumber yp2 = A sin { 2 ( f.t – ( L+x ) /  ) }

Gelombang Tali berujung bebas P L+x x c. Gelombang Stasioner : Gelombang yang merupakan paduan antara gelombang datang dengan gelombang pantul(yp=yp1+yp2) yp = 2A sin { 2 ( f.t – L/ )}.cos 2x/

(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

Perut

Simpul

Gelombang Tali berujung terikat S P L-x x 2. Gelombang pada tali berujung terikat a. Gelombang datang : Gelombang yamg merambat meninggalkan sumber yp1 = A sin { 2 ( f.t – ( L-x ) /  ) }

Gelombang Tali berujung terikat S P L+x x b. Gelombang pantul : Gelombang yang merambat menuju sumber yp2 = – A sin { 2 ( f.t – ( L+x ) /  ) } Catatan : Di ujung terikat mengalami perubahan fase ½

A B

Perubahan fase Fungsi sinus y = sin 2(t/T) jika mengalami perubahan fase ½, maka : y = sin 2(t/T + ½) jadi y = sin (2t/T + )  y = -sin 2(t/T) Catatan : Sin  + sin  = 2 sin½(+ )cos ½(- ) Sin  - sin  = 2 cos½(+ )sin ½(- )

Gelombang Tali berujung terikat S P L+x x c. Gelombang Stasioner : Gelombang yang merupakan paduan antara gelombang datang dengan gelombang pantul yp = 2A cos { 2 ( f.t – L/ )}.sin 2x/

Amplitudo gelombang stasioner dan Posisi perut / simpul, untuk tali ujung terikat. S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P S A’ = 2A .sin 2x/ Posisi perut (P) : x = (2n – 1). ¼ Posisi simpul (S) : x = (n – 1). ½

A. Dawai (Percobaan Melde) Gelombang Stasioner A. Dawai (Percobaan Melde) L F

Massa tali mt = .V = .A.L V = A.L  = mt/L = .A

Panjang gelombang dawai ♫ Nada dasar o = 2L/1 L = 1/2 ♫ Nada atas 1 1 = 2L/2 L = 2/2 ♫ Nada atas 2  2 = 2L/3 Panjang gelombang dawai L = 3/2 ♫ Nada atas 3 3 = 2L/4 L = 4/2 ♫ Nada n  n = 2L/(n+1) n = bilangan cacah(0, 1, 2,…) L = (n+1).½

Nada dawai ♫ Nada dasar  fo = v/2L L = 1/2 ♫ Nada atas 1 f1 = 2v/2L ♫ Nada n fn = (n+1)v/2L n = bilangan cacah(0, 1, 2,…) L = (n+1).½

Rumus umum frekuensi nada dawai n+1 F.L Keterangan : fn = F : Gaya tegang 2L mt L : panjang tali Atau n+1 F A : luas penampang fn =  : massa jenis tali 2L A. n : bilangan cacah m : massa tali

Perbandingan nada dawai f1 : f2 = L2 :L1 f1 : f2 = F1 : F2 f1 : f2 = √A2 : √A1 f1 : f2 = √2 : √1

Perbandingan frekuensi nada-nada DAWAI f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 2 : 3 : 4 : …

Gelombang Stasioner B. Pipa Organa 2 jenis Pipa organa P.O. Tertutup 2 jenis Pipa organa Pipa Organa terbuka (POKA) Pipa Organa tertutup (POTUP)

Pipa Organa Terbuka Pipa organa terbuka ♫ Nada dasar  fo = v/2L ♫ Nada atas 1 f1 = 2v/2L L = 2/2 Pipa organa terbuka ♫ Nada atas 2 f2 = 3v/2L L = 3/2 ♫ Nada atas 3 f3 = 4v/2L L = 4/2 ♫ Nada n fn = (n+1)v/2L n = bilangan cacah(0, 1, 2,…) L = (n+1).½

Rumus Umum frekuensi pipa organa terbuka fn = (n+1)v/2L ♫ Keterangan : fn = nada-nada ( n = 0, 1, 2, 3, …) v = cepat rambat gelombang L = panjang pipa

Perbandingan frekuensi nada-nada Pipa organa terbuka f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 2 : 3 : 4 : …

Pipa Organa Tertutup Pipa organa tertutup ♫ Nada dasar  fo = v/4L ♫ Nada atas 1 f1 = 3v/4L L = 3/4 Pipa organa tertutup ♫ Nada atas 2 f2 = 5v/4L L = 5/4 ♫ Nada atas 3 f3 = 7v/4L L = 7/4 ♫ Nada n fn = (2n+1)v/4L n = bilangan cacah(0, 1, 2,…) L = (2n+1).¼

Rumus Umum frekuensi pipa organa tertutup fn = (2n+1)v/4L ♫ Keterangan : fn = nada-nada ( n = 0, 1, 2, 3, …) v = cepat rambat gelombang L = panjang pipa

Perbandingan frekuensi nada-nada Pipa organa tertutup f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 3 : 5 : 7 : …

Energi Gelombang Gelombang memindahkan energi Energi gelombang yang dipindahkan sebesar : E = ½ky² E = ½m.²y²   = 2f E = 2².f².m.y²

Intensitas Gelombang Intensitas gelombang adalah daya gelombang yang dipindahkan melalui bidang seluas satu satuan luas yang tegak lurus arah cepat rambat gelombang. I = Intensitas gelombang(W/m²) I = P/A P = Daya gelombang (watt) A = luas bidang yang ditembus gelombang (m²)

Perbandingan intensitas I1 r2² = I2 r1² I1 r1 I2 r2 sumber

Taraf Intesitas Bunyi Telinga manusia dapat mendengar bunyi mulai dari intensitas 10-12 W.m-2 sampai dengan 1 W.m-2 Intensitas ambang pendengaran 10-12 W.m-2 Taraf intensitas (TI) : TI = 10 log I/Io satuan deciBell (dB)

Logaritma Log a + log b = log a.b Log a - log b = log a/b Log an = nlog a

Pelayangan Pelayangan adalah gejala dua bunyi keras atau dua bunyi lemah secara bersamaan. Frekuensi pelayangan dirumuskan : fp = f1 – f2 fp f1 f2

Efek Doppler Gejala meninggi/merendahnya frekuensi sumber bunyi menurut pendengar karena gerakan sumber bunyi/pendengar. Rumus umum : v  vp fp = . fs v  vs

Perjanjian tanda ! Sumber mendekati pendengar (vs -) Sumber menjauhi pendengar (vs +) Pendengar mendekati sumber (vp +) Pendengar menjauhi sumber (vp -)

Keterangan Contoh memberi tanda vp dan vs : v + vp Keterangan : fp = . fs fp : frekuensi pendengar v - vs fs : frekuensi sumber v : cepat rambat bunyi Gerak saling vp: kecepatan pendengar mendekati vs: kecepatan sumber vs vp sumber pendengar v