GEJALA GELOMBANG

5/27/2018 GEJALA GELOMBANG

1/10

Bahan Ajar Fisika Kelas XII IPA

________________________________________________________________________

www.fisika12.blogspot.com unggul prasetya 1

GEJALA GELOMBANG

A. Definisi

Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambatkan energi dari satu tempat

ketempat yang lain, baik melalui medium ataupun tidak. Gelombang air, gelombang tali,

gelombang suara , gelombang elektromagnetik adalah contoh dari bebeapa gelombang.

Jenis jenis gelombang dapat dibedakan:

a. Berdasar Arah getar terhadap arah rambatnya:

Gelombang Transversal:gelombang yang arah getarnya tegak lurus denganrambatnya. Contohnya antara lain: gelombang tali, gelombang elektromagnetik

cahaya. Gelombang Longitudinal:Gelombang lyang arah getanya searah dengan arah

rambatnya. Contohnya adalah gelombang suara.

b. Berdasar Medium perambatan:

Gelombang mekanik:gelombang yang merambatnya membutuhkan medium.Contohnya: gelombang tali, gelombang suara, gelombang air

.

Gelombang Elektromagnetik:gelombang yang merambatanya tidak

membutuhkan medium/zat antar. Contohya: gelombang cahaya, gelombangpartikel alha, beta dan gama.

c. Berdasar Amplitudonya:

Gelombang berjalan,yaitu gelombang dengan amplitude yang berubah di setiap

titiknya. Gelombang cahaya, gelombangtali dll.


2/10


________________________________________________________________________


Gelombang Diam/stasioner:gelombang yang amplitudonya disetiap titik adalah

tetap. Gelombang stasioner aadalah gelombang hasil perpaduan dua buah

geloambang berjalan.

B. Besaran Besaran Gelombang:

Dalam konsep gelombang ada beaaran, besaran fisika , yaitu:

1. Simpangan(y) : adalah jarak titik/posisi pada gelombang dihitung dari titik

keseimbangan pada saat tertentu.(satuan SI meter)

2. Amplitudo (A):yaitu simpangan maksimum getaran yang dihitung dari titik

kesetimbangan( satuan SI meter)

3. Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk menempuh untuk satu gelombang

penuh. (satuan SI sekon)

4. Frekwensi (f): jumlah gelombang yang melewati suatu titik tiap detik.(satuan SIadalah persekon atau Hertz). Hubungan T dan f

adalah:5. Panjang gelombang (l): jarak yang ditempuh untuk satu gelombang.(satuan SI

meter)

6. Cepat rambat gelombang (v): jarak yang ditempuh gelombangper satuan waktu.

Hubungan cepat rambat (v), frekwensi (f) dan panjang gelombang (l) adalah :


3/10


________________________________________________________________________


C. Energi gelombangGelombang pada saat merambat juga membawa energi yang besarnya tergantung dari

kuadrat Amplitudonya.

Dengan:

E :energi gelombang (joule)k : konstanta gaya (Ns2/m.)

m :massa kgf :frekwnsi(Hz)

A : Amplitudo (m)

D. Sifat-sifat Umum Gelombang

Gelombang secara umum mengalami:

a. Pemantulan (Refleksi)

Contohnya gelombang cahaya dipantulkan oleh cermin. Pada pemantulan berlaku hokum

Snelius tentang pemantulan:

Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang Sudut datang sama dengan sudut pantul.

b. Pembiasan(Refraksi),

Contohnya pembiasan pada air, lensa. Pembiasan adalah peristiwa gelombang yang

mengalami pembelokan arah karena melewati dua medium yang berbeda. Pada

pembiasan berlaku hukum snelius tentang pembiasan.

Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang

Sudut datang sama dengan sudut pantul memiliki hubungan

Dengan :i : sudut dating

r : sudut bias

v1 : cepat rambat gelombang di medium 1

v2 : cepat rambat gelombang di medium 2

1 : panjang gelombang di medium 1

2 : panjang gelombang di medium 2


4/10


________________________________________________________________________


c. Mengalami Penggabungan (Interferensi).

Peristiwa interferensi dapat diamati pada terlihatnya warna-warni pada permukaan airsabun, warna warninya permukaan CD. Peristiwa interferensi terjadi karena perpaduan

dua buah gelombang yang memiliki frekwensi dan beda fase yang sama, saling bertemu.

d. Mengalami Lenturan (defraksi)

Peristiwa defraksi dapat dialami ketika kita mendengar suara yang berasal dari baliktembok, atau bukit. Meskipun tidak ada benda yang memantulkan suara itu disekitar kita.

Peristiwa defraksi terjadi karena gelombang melenturkan energinya . Perhatikan contohdefraksi pada gelombang air yang melewati celah sempit. Sebagi berikut.

e. Dispersi (penguraian)

Peristiwa disperse dapat diamati pada terurainya gelombang cahaya polikromatik menjadi

komponen gelombang cahaya yang monokromatik ketika melewati prisma.Peristiwa disperse terjadi karena gelombang mengalami perubahan bentuk ketika

melewati suatu medium yang dispersif (medium yang dapat merubah kecepatan yang

tergantung frekwnsinya)

f. Mengalami Polarisasi.

Peristiwa polarisasi dapat dirasakan pada saat menggunkan kacamata Polaroid kita tidakmengalami silau saat berjemur di terik matahari. Peristiwa Polarisasi terjadi karena

gelombang trasversal mengalami penyerapan arah getarnya. Peristiwa Polarisasi hanyaterjadi trasversal saja. Perhatikan gambar berikut. Gelombang utuh yang tidak

terpolarisasi melalui filter yang akan meneruskan arah getas sesui orientasi filter tersebut.


5/10


________________________________________________________________________


Polarisasi dapat terjadi karena:

a. Pemantulanb. Pembiasan

c. Absorpsi selektif

d. Bias kembar oleh kristal

e. Hamburan

g. Effek Dopler:

Peristiwa ini dapat diamati ketika kita mendengarkan suara ambulan yang mendekati

atau menjauhi kita., yang terdengar makin keras saat mendekati kita dan makin lemahsaat menjauhi kita.

Peristiwa Effek Dopler adalah peristiwa berubahnya frekwensi gelombang akibat gerak

relative antara sumber gelombang dengan pengamat.

E. Gelombang Berjalan.

1. Persamaan gelombang berjalan

Seutas tali OB . Titik O digetarkan terus menerus, sehingga gelombang merambat menuju

B dengan Amplitudo A , frekwensi f , panjang gelombang dan cepat rambat v.

Titik P berjarak x dari asal getaran O, maka waktu yang digunakan untuk merambat dari

titik O ke titik P adalah jarak dibagi kecepatan atau ( ).

Bila O telah bergetar t sekon maka titik p akan bergetar selama

Persamaan gelombangnya menjadi

Dalam bentuk yang lain persamaan gelombang tersebut menjadi:


6/10


________________________________________________________________________


Tanda pada amplitudo A menunjukan:

-: gel. Merambat ke kiri+: gel. Merambat ke kanan

Tanda pada konstanta x menunjukan:

+ : titik asal getaran keatas

- : titik asal etaran ke bawah

2. Kecepatan dan percepatan simpangan

Kecepatan v adalah turunan dari simpangan atau dengan nilai

kecepatan maksimum adalah

Percepatan a adalah atau dengan nilai percepatan

maksimum

3. Sudut Fase, Fase dan beda fase

Persamaan dapat diubh menjadi

Sudut fase adalah nilai sudut darisin;

Fase

Beda fase

Contoh soal:

1. Seutas tali OB panjangnya 4 meter. O digetarkan terus menerus dengan frekwensi 16

Hz. Gelombang yang terjadi beramplitudo 6 cm dan cepat rambat 12 m/s. Hitungsimpangan di titik Q yang berada 2,4 m dari O setelah O digetarkan 2,5 detik.

2. Sebuah gelombang berjalan dengan persamaan Dengan y dan x dalam neter t dalamdetik. Titik O menjadi acuan dan titik P berjarak 2 m dari O.

Tentukan :

a. Frekwensi

b. Cepat rambat gelombang

c. Persamaan simpangan titik P

d. Besar simpangan titik P pada saat t = 4 sekon

e. Besar kecepatan simpangan titik P pada saat t = 4 sekon

f. Besar percepatan simpangan titik P pada saat t = 4 sekon

-----00000------


7/10


________________________________________________________________________


F. Gelombang Stasioner

Gelombang stasioner adalah gelombang hasil perpaduan atau interferensi dua gelombang

yang berlawananarah, yaitu gelombang datang dan gelombang pantul yang memiliki

amplitudo dan frekwensi sama. Pada gelombang stasioner ada titik-titik yang selalubersimpangan maksimum ( titik Perut) dan ada titik-titik yang simpanganya selalu nol

( titik simpul).

Yang di bahas disini adalah gelombang pada tali .

1. Persamaan gelombang stasioner ujung terikata. Persamaan gelombang stasioner ujung terikat

Seuatas tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B diikat.

Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang datang dan gelombang

Pantul adalah gelombag stasioner dan membentuk simpul dan perut.

Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P

Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan

Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan Berubah fase

180 derajat maka sudut ditambah phi :

Perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul adalah:

Ap adalah amplitudo maksimum dengan persamaan variabel sinus, sehingga ada nilaimaksimum dan nilai minimum nol. Dengan demikian dapat ditentukan titik simpul dan


8/10


________________________________________________________________________


titik perut, sbb:

b. Titik Simpul dan Titik Perut

Dari persamaan didapat

Titik Perut

Titik Perut adalah titik yang aplitudonya selalu maksimum

Titik Simpul

Titik Simpul adalah titik yang aplitudonya selalu nol

cek gambar


9/10


________________________________________________________________________


2.Persamaan Gelombang Stasioner Ujung Bebasa. Persamaan gelombang stasioner ujung bebas

Seuatas tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B diikat.

Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang datang dan gelombang

Pantul adalah gelombag stasioner dan membentuk simpul dan perut

Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P

Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan

Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan

Berubah fase 180 derajat maka sudut ditambah

Super posisinya menjadi

(coba anda turunkan sendiri yp=y1 +y2)

Ap adalah amplitudo dengan persamaan variabel cosinus

b.Titik Perut dan Titik Simpul

Dari persamaan didapat

Titik Perut adalah titik yang aplitudonya selalu maksimum:

Titik simpul adalah titik yang amplitudonya selalu nol:


10/10


________________________________________________________________________


Silahkan Cek Gambar dimana titik perut dan titik simpulnya:

Contoh soal

1. Seutas tali panjngnya 5 m direntangkan mendatar. Salah satu ujungya digetarkan naikturun sedang ujung yang lain bebas begerak. Berapakah panjang gelombang yang

merambat pada tali jika simpul ke-8 berjarak 2 m dari titik asal getaran. Dimanakah letak

simpul ke-5?

2. Seutas kawat panjngnya 255 cm direntangkan mendatar. Salah satu ujungya digetarkan

naik turun dengan frekwensi 1/4 Hz dan amplitudo 10 cm,sedang ujung yang lain bebas

bergerak. Gelombang menjalaar dengan kecepatan 9 cm/s.Tentukan

a. Amplitudo gelombang hasil perpaduan dititik yang berjarak 225 cm dari asal getaran.

b. Letak simpul ke-5 dan perut ke-7 dari asal getaran3. Seutas tali panjngnya 2 m direntangkan mendatar. Salah satu ujungya digetarkan naik

turun sedang ujung yang lain bebas bergerak berapakah panjang gelomabang merambatjika perut ke-3 berjarak 15 cm dari titik asal getaran. Dimanakah letak simpul ke-2 diukur

dari asal getaran?

Bentuk Print Materi ini dowload disini

Bentuk Power Point dowload disini

Documents

GEJALA GELOMBANG