GEJALA GELOMBANG.pdf

  • View
    295

  • Download
    47

Embed Size (px)

Transcript

  • 'ffiifrW.",,,,,.'irr.,,,,,,,,,,,,u,,!, ffir": . .":x::::::l iti::t:t:t:.:

    #'{ - -

    i;""! "ii ftg"; - -, -' ;' ffi

    GELOMBANG

    GelombangElektromdgnetik.

    i;.;",:GlolflbangTransversal

    Usikan yangmerambat

    Amplitudo GelombangLaju GelombangPanjang GelombangFrekuensi Gelombang

    GelombangSeismik

    GelombangRiak Air Gejala-Gejala

    Gelombang

    Refleksi(Pemantulan),

    lnterferensi(f;erpaduan)

    Difraksi(le4turan)

    Polarisasi(pengutupan)

    Refraksi(Pembiasan

    merupakan secaramatematis

    dideskrip'stkdhdalam bentuK

    ::'l r:: ;. I :

    berdasarkan orientasi (arah)getarnya terhadap arah rambatnyadikelorhpokkan menjadi

    :Y. \t\:. i 4

    Satu JLu Sau 7)ai Sou

  • permukaan aig kglarn yeng berombak menunjukkangelombang air bergerik kesatu arah, tetapi,air itu sendiritidak ikut berpindah bersama'gelombang yang merambatadalah.energinYa.

    t. Bedase*en Arah Osier : ,Gelombang dikelomPokkan menjadi :Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arahgetarnya tegak lurus terhadap arah perambatannya,misalnya gelombang pdda tali, gelombang Feflltuftaanair, dan cahaYa (gambar 1.1).

    Panjang gelombang (1.)

    :. ',:'11.]"

    ormb* t;* Gdombru:fensvsnll

    Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arahgetarnya sejajar dengan arah perambatannya'misalnya gelombang bunYi.

    RaPatan Renggangan RaPatanJJJi:

    lu

    Panjang gelombang0rrnbo 1.2 RqotaE drn runggengln padr gelornbang longiMinrf

    ?. Bsrdasod(anAmPllludoGelombang dikelomPokkan menjadi :

    r. Gelombang berialan, yaiiu gelombang yangamplitudonya tetap di setiap titik yang dilaluigelombang; misalnya gelombang yang merambatpada taliYang sangat Panjang.

    b. Gelombang stasioner(diam), yaitu gelombang yangamplitudonya berubah-ubah, misalnya gelombangpada senargitar.

    3. Bsdssa*an l,ledlun PemmbatenGelombang dikelomPokkan menjadi :

    a. Gelombang mekanik, yaitu gelombang yangmemerlukan medium perambatan, misalnya bunyidapat sampai di telinga kita karena ada udara sebagaimedium (zat Perantara).

    b. Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang

    5emandangan ombak di pantai tidak selaluEfl^enghasilkan keindahan yang menyejukkan

    =

    mata. Ketika gelombang air di lautan membawa

    energi yang sangat besar, ombak dengan ukuran besardapat mencapai daratan dan menimbulkan bencana'misalnya tsunami yang pernah melanda Aceh dansekitamya pada 2004 dan daerah wisata Pangandaranpada 2006. Sebenarnya, ombak di pantai'berawal darigelombang-gelombang air di lautan yang melebarmenjauhititik pusatnya menuju ketepi pantai'

    Ketika Anda berada di tepi pantai, perhatikanlahsebuah perahu yang sedang diam di tengah lautan'Sepintas,, Anda akan melihat perahu dalam keadaantenang, sepertitidak terganggu oleh energi apapun' Akantetapi, jika Anda menaiki perahu tersebut, apa yang Andalihat sebelumnya akan berbeda dengan apa yang Andarasakan.Ternyata,Andaakanmerasaselalubergeraknaikturun. MengaPa demikian ?

    Pertanyaan tersebut dapat dijawab jika Andamenguasaikonsepgelombangdenganbaik.PelajarilahbabinidenganseksamakarenadidalambabiniAndaakan mempelajari gelombang secara umum'

    @ GELOMBANG MEKANIKPada babyang lalu kitatelah mempelajari berbagai

    besaran dan persamaan matematis yang berkaitandengan getaran. Pada babgelombang mekanik inisemua

    besaran dan persamaan matematis tersebut akan kitagunakan dan kembangkan lagi karena gelombang tidaklain adalah getaran yang merambat' Pada gelombangpersoalannya menjadi lebih kompleks karena melibatkanbeberapa besaran tambahan seperti cepat rambat danpanjang gelombang. Sebelum mempelajari bab ini' adabaiknya kamu mengetahui pengertian gelombang'

    Telah Anda ketahui bahwa gelombang adalahgetaran yang merambat melalui medium' Sebagaiilustrasi, perhatikan gerakan naik-turunnya gabus diatas

    EtcDl-cl(!ltv

    -*Arah rambat

    S'tu ldr Sou Oiti S.tu P-kti

  • tidak memerlukan medium perambatan, misalnyacahaya matahari dapat sampai ke bumi walaupunantara matahari dan bumi ada ruang hampa (tanpamedium).

    Ada empat besaran dasar gelombang yang perludiketahui, yaitu frekuensi (f), periode (T), panjanggelombang (1"), dan kecepatan rambat gelobang (v).

    @ cmnr RAMBAT FREKUENST DAN eANJANGGELOMBANG

    Baik gelombang transversal maupun gelombanglongitudinal, keduanya dapat kita tunjukkan dalam gambar1.3.

    Oornber 1.3

    Titik-titik b, f dan j disebut puncak gelombang,sedangkan titik-titikd dan h disebut dasargelombang.a-b- c dan e -f - g disebut bukit gelombangsedangkan c- d - edan g - h - idisebutlembah gelombang. Tinggigelombang(b - d, atau d - d,) disebul amplitudo gelombang (diberinotasiA).

    Safu gelombang didefinisikan sebagai satu bukitgelombang dan satu lembah gelombang (a - c - e atau e - g- i).

    Jarak Satu gelombang disebut sebagai panjanggel o m bang (d iberi notasi l,).

    Panjang gelombang dapat didefinisikan sebagaijarak antara dua puncak yang berurutan (b - f atau f - j)ataudua dasaryang berurutan (d - h).

    Waktu yang diperlukan untuk menempuh satugelombang disebut periode atau waktu getar (diberi notasiT), sedangkan banyak gelombang yang terjadidalam satudetik disebut frekuensi (diberi notasi f). Bagaimanakahhubungan antara periode dengan frekuensi? Misalkandalam 1 detik terjadi 30 gelombang, berapakah frekuensidan periode gelombang?

    Frekuensi adalah banyak gelombang dalam 1 detik.Jadi: f - 30Periode adalah waktu untuk menempuh satu gelombang.Jadi:

    x 1 detik

    detik

    Hubungan antara frekuensi dan periode adalah :

    ...1 .1

    Dimana:T = periode (detik)f = frekuensi(Hz)

    Satuan frekuensi dalam sistem Sl adalah hertz(disingkat Hz). Dari persamaan 1.1 didapatkan hubUngansatuan:

    1Hz = 1 detik-1

    Gelombang menjalar dengan suatu kecepatantertentu. Bagaimanakah hubungan antara cepat rambatgelombang dengan panjang gelombang dan frekuensi?Dari rumus umum untukgerak lurus beraturan.

    x = v.t

    Bila x = panjang gelombang (1.), maka t = periode (T).Dengan demikian:

    ...1.2

    Dimana:X = panjang gelombang (m)T = periode (detik)t - frekuensi(Hz)v = cepatrambat(m/det)

    1

    301

    30

    detik

    atau u =i

    -x l,V -- tT

    1Karena + =f, maka: v = i. f

    I

    Dengan demikian hubungan cepat rambat dengan l, dan fadalah:

    -1 1f =-=atau T =TI

    b

    /sulz Farut ltLi', *a*-Xll Soto Jtoa Soto Z)i"t Soto P-k i

  • -Otf .t 30 detik ada 10 gelombang laut melintas' Bilajarak antara puncak dan dasar gelombang yangberurutan 6 m. Berapa cepat rambat gelombang laut

    tersebut?

    Ulasan:Penyelesaian soal dengancepat rambat gelombang :

    menggunakan rumus

    l.u =TDari soal di atas diketahui :

    (Jarak antara puncak dan dasar gelombang yangberurutan =Xt2)

    ! =6m

    2

    Ditanya : v (cepat rambat gelombang)

    Jawab:Daridefinisi Periode diPeroleh :

    T = waktulgelombang

    = 1x3Odetik = 3detik10

    Darijarak antara puncak dan dasar yang berurutandiperoleh:

    ! =6..n

    2

    l" = 2x6m= 12mDari persamaan cepat rambat diperoleh :

    t\V =T12

    = ? = 4m/det

    @ds is fastened to a Pole isvibrated. The length of rope is 4 m' lf in thepropagation there are 8 hills and valleys' determine

    the wavelength and wave velocity of the rope'Knowing that for reaching the pole, wave requires

    thetime at4 second.Sebuah tali yang salah satu uiungnya terikat padatiang digetarkan. Paniang tali itu 4 m' Jika dalamperambatannya terdapat B bukit dan lembah'tentukan paniang getombang dan cepat rambatgelombang tali. Diketahui iuga untuk mencapaitiang, gelombang memerlukanwaktu 4 sekon'

    Solution:Penvelesaian:

    ln a rope as long as 4 m, there are 8 wave hills

    and valleys, mean that the length of 4 waves is J\

    81"

    Pada tati sepaniang 4 m terdapat I bukit danlembah getombang, berarti Paniang

    gelombangmYa A = *,

    = 0,5 m'

    Time required to propagate is 4 second' ltmeans that the Period isW"K; i";g diperlukan untuk merambat adalah 4sekon.' Beiarti, perriodenya adalah

    -

    4 m=0,5m'8

    r =

    s',= 1, rn/sT 0.5

    ::i , :,;,i..

    t=!8

    =4.8

    1.v=-

    T

    seconds = 0.5 seconds. Thus,

    sekon = 0,5 sekon. Dengan demikian'

    =o'5 = 1 m/s0.5

    Gambar di bawah menunjukkan suatu bentukgelombang. Jika selang waktu gelombang untuk

    menempuh dariAke B adalah 0,5 detik' Berapa :

    Sot-' 4;ti Sa'tu'Oiii Sau Pulesi Firrr" Bel-4't +ltfuXn

  • A. Kecepatan rambatgelombangB. FrekuensiC. Panjang gelombangD. Amplitudo

    Simpangan

    Dua buah gabus berjarak 12 m satu sama lain diatas permukaan laut. Dua gabus tersebutturun naiksebanyak 30 kali dalam waktu 10 detik. Sebuahgabus berada di bukit gelombang sedangkan yanglain di lembah gelombang. Antara kedua gabusterdapat satu bukit gelombang dan satu lembah

    1.

    2.

    A wave has an amplitude of 2 cm and afreq uency of 1 2 Hz. lf the distance from a crest tothe nearst trough is S crn, determine the waveperiod.

    f= 1000 Hz

    3.

    Calculate the time required for the wave (v =340 m/s) to travelfrom the tuning fork to iointP.Atransverse wave has a distance of 4 cm fromthe trough to its crest and a frequency of 12Hz. lf the distance from a crest io the nearesttrough is 5 cm, determine the amplitude,period, wavelength and speed of ihe wave.

    *h'$'i

    e

  • @nrMnN'Tu'LAtrt' DAN PEMBIASANGELOMBANG

    Untuk membahas pemantulan dan pembiasangelombang, kita perlu terlebih dahulu mendefinisikan apayang dimaksud dengan muka gelombang?

    Bila permukaan air yang tenang mendapatgangguan. Misalnya dengan memasukkan jari kita makaakan terbentuklah muka gelombang berupa lingkaran-

    : lingkaran kecil dengan tempat gangguan sebagaipusatnya (gambar 1.4). Gelombang air sendiri merambatda