GELOMBANG BERJALAN
Persamaan umum gelombang berjalan :
y = ± A sin( ωt ± kx )
keterangan :
Jika tanda untuk A positif, maka gelombang digetarkan ke atas lebih dahulu
Jika tanda untuk A negatif, maka gelombang digetarkan ke bawah lebih dahulu
Jika tanda untuk ωt dan kx berbeda, maka gelombang berjalan ke kanan
JIka tanda untuk ωt dan kx sama, maka gelombang berjalan ke kiri
A = amplitudo gelombang (m)
λ = v.T = panjang gelombang (m)
v = cepat rambat gelombang (m/s)
k = 2π/λ = bilangan gelombang (m')
x = jarak suatu titik terhadap titik asal (m)
Sudut fase (θ) = ( ωt ± kx )
Fase gelombang (φ) = (t/T ± x/λ)
Beda fase gelombang (Δφ) = Δx/λ
Selasa, 21 Juli 2009
GEJALA GELOMBANG ( bagian kedua )
BESARAN-BESARAN GELOMBANG :
Ada beberapa besaran yang digunakan dalam pembahasan gelombang :
1. AMPLITUDO (A): simpangan gelombang yang terbesar (maksimum).
2. PERIODE (T) : waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang.
3. FREKUENSI(f) : banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu satu detik.
4. PANJANG GELOMBANG (λ) : panjang satu bukit dan satu lembah atau panjang satu
rapatan dan satu renggangan.
Atau panjang yang bersesuaian dengan dengan pernyataan di atas.
5. CEPAT RAMBAT(v) : perpindahan gelombang tiap satuan waktu,
yang besarnya merupakan hasil kali panjang gelombang
dengan frekuensinya.
Persamaan yang dipakai :
v = λ x f atau v = λ / T
contoh soal :
1. Seutas tali digetarkan sehingga timbul gelombang, bila panjang tali 120 cm dan
sepanjang itu terjadi 3 bukit dan 2 lembah yang ditempuh dalam waktu 10 sekon.
Tentukan :
a. periode gelombang
b. frekuensi gelombang
c. panjang gelombang
d. cepat rambat gelombang
e. waktu yang diperlukan gelombang tersebut untuk menepuh jarak 150 cm
PENYELESAIAN :
a. untuk menentukan periode kita hitung dulu jumlah gelombang yang terjadi,
karena terjadi 3 bukit dan 2 lembah maka jumlah gelombang adalah 2,5.
Dengan demikian dapat dituliskan 2,5 T = 10 maka T = 4 sekon.
Artinya waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang adalah 4 sekon.
b. Karena f = 1/T maka besarnya f = 1/4 = 0,25 Hz
c. Sepanjang tali terjadi 2,5 gelombang bisa dituliskan 2,5λ = 120 cm
sehingga λ = 120/2,5 = 48 cm
d. v = λ . f = 48 cm x 0,25 Hz = 12 cm/s = 0,12 m/s
e. x = v . t t = x / v = 150 /12 = 12,5 sekon
2. Seorang nelayan yang sedang berada di tengah laut, memperhatikan perahunya yang
sedang bergerak naik turun dihempas gelombang. Dia mengamati perahunya bergerak
naik turun sebanyak 12 kali dalam waktu 4 sekon, jarak antara
puncak dan lembah gelombang terdekat diamati sebesar 80 cm. Bila kondisi
gelombang air laut dianggap tetap, berapa lama ia akan sampai di pantai yang
berjarak 480 meter dari tempat sekarang ? ( jawaban : 100 sekon, buktikan !! )
Ada beberapa besaran yang digunakan dalam pembahasan gelombang :
1. AMPLITUDO (A): simpangan gelombang yang terbesar (maksimum).
2. PERIODE (T) : waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang.
3. FREKUENSI(f) : banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu satu detik.
4. PANJANG GELOMBANG (λ) : panjang satu bukit dan satu lembah atau panjang satu
rapatan dan satu renggangan.
Atau panjang yang bersesuaian dengan dengan pernyataan di atas.
5. CEPAT RAMBAT(v) : perpindahan gelombang tiap satuan waktu,
yang besarnya merupakan hasil kali panjang gelombang
dengan frekuensinya.
Persamaan yang dipakai :
v = λ x f atau v = λ / T
contoh soal :
1. Seutas tali digetarkan sehingga timbul gelombang, bila panjang tali 120 cm dan
sepanjang itu terjadi 3 bukit dan 2 lembah yang ditempuh dalam waktu 10 sekon.
Tentukan :
a. periode gelombang
b. frekuensi gelombang
c. panjang gelombang
d. cepat rambat gelombang
e. waktu yang diperlukan gelombang tersebut untuk menepuh jarak 150 cm
PENYELESAIAN :
a. untuk menentukan periode kita hitung dulu jumlah gelombang yang terjadi,
karena terjadi 3 bukit dan 2 lembah maka jumlah gelombang adalah 2,5.
Dengan demikian dapat dituliskan 2,5 T = 10 maka T = 4 sekon.
Artinya waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang adalah 4 sekon.
b. Karena f = 1/T maka besarnya f = 1/4 = 0,25 Hz
c. Sepanjang tali terjadi 2,5 gelombang bisa dituliskan 2,5λ = 120 cm
sehingga λ = 120/2,5 = 48 cm
d. v = λ . f = 48 cm x 0,25 Hz = 12 cm/s = 0,12 m/s
e. x = v . t t = x / v = 150 /12 = 12,5 sekon
2. Seorang nelayan yang sedang berada di tengah laut, memperhatikan perahunya yang
sedang bergerak naik turun dihempas gelombang. Dia mengamati perahunya bergerak
naik turun sebanyak 12 kali dalam waktu 4 sekon, jarak antara
puncak dan lembah gelombang terdekat diamati sebesar 80 cm. Bila kondisi
gelombang air laut dianggap tetap, berapa lama ia akan sampai di pantai yang
berjarak 480 meter dari tempat sekarang ? ( jawaban : 100 sekon, buktikan !! )
GEJALA GELOMBANG ( bagian pertama )
Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoidal. Gelombang dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat kepada lain tanpa mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara masal. Malahan, setiap titik khusus berosilasi di sekitar satu posisi tertentu.
Suatu medium disebut:
1. Linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa
dijumlahkan,
2. Terbatas jika terbatas, selain itu disebut tak terbatas
3. Seragam jika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda
4. Isotropik jika ciri fisiknya "sama" pada arah yang berbeda
Gelombang dapat diklasifikasikan menjadi beberapa :
A. Berdasarkan Cara Rambat dan Medium yang dilalui
1. Gelombang Mekanik, yaitu gelombang yang perlu medium dalam perambatannya
contoh : gelombang bunyi
2. Gelombang Elektromagnetik, yaitu gelombang yang tidak memerlukan medium
dalam perambatannya. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang
transversal.
contoh : sinar gamma, sinar X, sinar ultraviolet, cahaya tampak, infra
merah, gelombang pendek (radar), gelombang televisi, gelombang radio
(urutan dari frekuensi tertinggi ke frekuensi terendah).
Elektromagnetik dari kata "Elektro" dan "Magnetik yang berarti gelombang
yang terdiri dari Energi Listrik dan Energi Magnet yang memancar dengan
sumber Muatan yang bergerak bolak balik.
Seperti kita ketahui bahwa gelombang elektromagnetik mempunyai cepat rambat
yang relatif sehingga memiliki waktu yang relatif. Cepat rambat gelombang
elektromagnetik yaitu 3 x 10^8 m/s dimana memiliki energi E= mc^2 dengan
massa sebagai massa muatan.
Sifat dari gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang berbentuk bukit
lembah dengan medan magnet dan medan listrik yang saling tegak lurus.
Cahaya Tampak merupakan salah satu gelombang elektromagnetik yang dapat
terlihat secara langsung oleh mata manusia dimana cepat rambatnya 3x10^8
m/s. Cahaya tampak dapat digunakan sebagai media transmisi muatan listrik
sebagai contoh pada fiber optik...,,cahaya dapat juga menghasilkan listrik
dengan penyinaran suatu logam dengan frekuensi cahaya lebih tinggi dari
logam sehingga elektron pada salah satu keping logam akan keluar dan
menabrak keping logam yang lain sehingga terjadi aliran listrik pada logam
lain.
RADAR (Radio Detection And Ranging),digunakan sebagai pemancar dan penerima
gelombang.
INFRA MERAH, dihasilkan dari getaran atom dalam bahan dan dimanfaatkan untuk
mempelajari struktur molekul.
CAHAYA TAMPAK, mempunyai panjang gelombang 3990 Aº - 7800 Aº.
ULTRAVIOLET, dimanfaatkan untuk pengenalan unsur suatu bahan dengan teknik.
SIFAT-SIFAT GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK :
1. Dapat merambat dalam ruang hampa, dengan kelajuan 3 x 10^8 m/s.
2. Merupakan gelombang transversal (arah getar tegak lurus arah rambat).
3. Dapat mengalami Polarisasi (karena merupakan gelombang transversal).
4. Dapat mengalami Refleksi (pemantulan)
5. Dapat mengalami Refraksi (pembiasan)
6. Dapat mengalami Interferensi (dapat dipadukan)
7. Dapat mengalami Difraksi (lenturan)
8. Tidak dibelokkan dalam medan listrik maupun medan magnet.
Catatan:
Gelombang radio dipakai sebagai gelombang pembawa sistem komunikasi karena
mudah dipantulkan oleh lapisan ionosfer.
Ada 2 macam cara membawa gelombang bunyi:
Modulasi Amplitudo (AM)
Amplitudo gelombang radio disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi
dengan frekuensi tetap.
Modulasi Frekuensi (FM)
Frekuensi gelombang radio disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi
dengan amplitudo tetap.
Sistem FM lebih unggul daripada AM karena FM dapat mengurangi desau akibat
kelistrikan diudara, walaupun jangkauannya terbatas sekali.
B. Berdasarkan arah getar dan arah rambat
1. Gelombang transversal : arah getarnya tegak lurus arah rambatnya.
contoh : gelombang elektromagnetik, gelombang pada tali
Gelombang Transversal memiliki bukit dan lembah, satu gelombang terdiri dari
satu bukit dan satu lembah.
2. Gelombang Longitudinal : arah getarnya searah (sejajar) dengan arah rambatnya.
contoh : gelombang bunyi
Gelombang Longitudinal memiliki rapatan dan renggangan, satu gelombang terdiri
dari satu rapatan dan satu renggangan.
C. Berdasarkan Amplitudonya
1. Gelombang berjalan : gelombang yang amplitudonya tetap pada titik yang
dilewatinya.
2. Gelombang stasioner : gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang
dilewatinya. Gelombang ini terbentuk dari interferensi dua buah gelombang
datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama
tetapi fasenya berlawana (arahnya berlawanan).
Suatu medium disebut:
1. Linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa
dijumlahkan,
2. Terbatas jika terbatas, selain itu disebut tak terbatas
3. Seragam jika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda
4. Isotropik jika ciri fisiknya "sama" pada arah yang berbeda
Gelombang dapat diklasifikasikan menjadi beberapa :
A. Berdasarkan Cara Rambat dan Medium yang dilalui
1. Gelombang Mekanik, yaitu gelombang yang perlu medium dalam perambatannya
contoh : gelombang bunyi
2. Gelombang Elektromagnetik, yaitu gelombang yang tidak memerlukan medium
dalam perambatannya. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang
transversal.
contoh : sinar gamma, sinar X, sinar ultraviolet, cahaya tampak, infra
merah, gelombang pendek (radar), gelombang televisi, gelombang radio
(urutan dari frekuensi tertinggi ke frekuensi terendah).
Elektromagnetik dari kata "Elektro" dan "Magnetik yang berarti gelombang
yang terdiri dari Energi Listrik dan Energi Magnet yang memancar dengan
sumber Muatan yang bergerak bolak balik.
Seperti kita ketahui bahwa gelombang elektromagnetik mempunyai cepat rambat
yang relatif sehingga memiliki waktu yang relatif. Cepat rambat gelombang
elektromagnetik yaitu 3 x 10^8 m/s dimana memiliki energi E= mc^2 dengan
massa sebagai massa muatan.
Sifat dari gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang berbentuk bukit
lembah dengan medan magnet dan medan listrik yang saling tegak lurus.
Cahaya Tampak merupakan salah satu gelombang elektromagnetik yang dapat
terlihat secara langsung oleh mata manusia dimana cepat rambatnya 3x10^8
m/s. Cahaya tampak dapat digunakan sebagai media transmisi muatan listrik
sebagai contoh pada fiber optik...,,cahaya dapat juga menghasilkan listrik
dengan penyinaran suatu logam dengan frekuensi cahaya lebih tinggi dari
logam sehingga elektron pada salah satu keping logam akan keluar dan
menabrak keping logam yang lain sehingga terjadi aliran listrik pada logam
lain.
RADAR (Radio Detection And Ranging),digunakan sebagai pemancar dan penerima
gelombang.
INFRA MERAH, dihasilkan dari getaran atom dalam bahan dan dimanfaatkan untuk
mempelajari struktur molekul.
CAHAYA TAMPAK, mempunyai panjang gelombang 3990 Aº - 7800 Aº.
ULTRAVIOLET, dimanfaatkan untuk pengenalan unsur suatu bahan dengan teknik.
SIFAT-SIFAT GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK :
1. Dapat merambat dalam ruang hampa, dengan kelajuan 3 x 10^8 m/s.
2. Merupakan gelombang transversal (arah getar tegak lurus arah rambat).
3. Dapat mengalami Polarisasi (karena merupakan gelombang transversal).
4. Dapat mengalami Refleksi (pemantulan)
5. Dapat mengalami Refraksi (pembiasan)
6. Dapat mengalami Interferensi (dapat dipadukan)
7. Dapat mengalami Difraksi (lenturan)
8. Tidak dibelokkan dalam medan listrik maupun medan magnet.
Catatan:
Gelombang radio dipakai sebagai gelombang pembawa sistem komunikasi karena
mudah dipantulkan oleh lapisan ionosfer.
Ada 2 macam cara membawa gelombang bunyi:
Modulasi Amplitudo (AM)
Amplitudo gelombang radio disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi
dengan frekuensi tetap.
Modulasi Frekuensi (FM)
Frekuensi gelombang radio disesuaikan dengan frekuensi gelombang bunyi
dengan amplitudo tetap.
Sistem FM lebih unggul daripada AM karena FM dapat mengurangi desau akibat
kelistrikan diudara, walaupun jangkauannya terbatas sekali.
B. Berdasarkan arah getar dan arah rambat
1. Gelombang transversal : arah getarnya tegak lurus arah rambatnya.
contoh : gelombang elektromagnetik, gelombang pada tali
Gelombang Transversal memiliki bukit dan lembah, satu gelombang terdiri dari
satu bukit dan satu lembah.
2. Gelombang Longitudinal : arah getarnya searah (sejajar) dengan arah rambatnya.
contoh : gelombang bunyi
Gelombang Longitudinal memiliki rapatan dan renggangan, satu gelombang terdiri
dari satu rapatan dan satu renggangan.
C. Berdasarkan Amplitudonya
1. Gelombang berjalan : gelombang yang amplitudonya tetap pada titik yang
dilewatinya.
2. Gelombang stasioner : gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang
dilewatinya. Gelombang ini terbentuk dari interferensi dua buah gelombang
datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama
tetapi fasenya berlawana (arahnya berlawanan).
Langganan:
Postingan (Atom)