Gelombang - smp negeri 45

1
Pengertian Gelombang
Getaran yang merambat.
 Rambatan energi.
 Getaran yang merambat tetapi partikelpartikel medium tidak ikut merambat.

2
MACAM-MACAM
GELOMBANG
3
1. Berdasarkan arah rambatan

Gelombang transversal : gelombang yang
arah rambatannya tegak lurus dengan arah
getar gelombang
Arah getar
Arah rambat
4

Contoh gelombang transversal :
– Gelombang permukaan air
– Gelombang tali
G. Permukaan air
G. tali
G. Permukaan air
5

Gelombang longitudinal :
gelombang yang arah rambatannya berimpit dengan arah getar
gelombang
Arah getar
Arah rambat
6

Contoh gelombang longitudinal :
– Gelombang bunyi
– Gelombang pegas (slinki)
Gelombang bunyi
Gelombang slinki
7
2. Berdasarkan medium rambatan

Gelombang mekanik :
gelombang yang
merambat memerlukan
medium (zat
perantara)
– Contoh :
gelombang tali,
gelombang bunyi
8
 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
9
3. Berdasarkan amplitudo :
 Gelombang
berjalan :
gelombang yang
memiliki amplitudo
tetap
Gelombang tali
– Contoh :
 Gelombang tali
10
 Gelombang
stasioner
: gelombang yang
memiliki amplitudo
berubah-ubah
– Contoh :
 Dawai gitar
 Pipa organa
Dawai Gitar
11
Satu gelombang transversal


1 panjang
gelombang
1 panjang
gelombang


1 panjang
gelombang
1 panjang
gelombang
12
Satu gelombang longitudinal

1 panjang
gelombang ()
½
½ panjang
gelombang ()
13
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 )
14
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

15
Cepat rambat gelombang (v)
Cepat rambat gelombang adalah jarak yang
ditempuh oleh satu gelombang (  ) dalam
waktu satu periode ( T ).

v=
atau v = .f
T

16
v
o
S
P
Waktu getar P
S = Sumber gelombang
ts = t
P = titik di dalam gelombang
tsp = sp/v
v = cepat rambat gelombang
tp = ts – tsp
ts = waktu getar sumber
tp = t – sp/v
tsp = waktu tempuh gelombang
dari S ke P
17
Perbedaan Fase
A

B
Beda fase antara titik A dan titik B :
AB = A - B = AB/
18
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)
19
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
20
Memahami persamaan simpangan
gelombang berjalan





Simpangan di titik P
Amplitudo
yp =  A sin (t  kx)
Bilangan gelombang
Frekuensi sudut
21
Frekuensi sudut & Bilangan
gelombang

Frekuensi sudut :
 = 2f

atau
 = 2/T
Bilangan gelombang :
k = 2/
22
L
o
S
R
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 ) /  ) }
23
sp
tp  t 
v
y  A sin( 2
tp
T
)
sp
t
v )
y  A sin( 2
T
t sp
y  A sin( 2  )
T 
24
L
o
S
R
P
L+x

x
b. Gelombang pantul : Gelombang yang
merambat menuju sumber

yp2 = A sin { 2 ( f.t – ( L+x ) /  ) }
25
L
o
S
R
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/
26
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

27
A  2 A cos
'
2x

cos
2x
1
cos
2x
 cos(n  1)
2x



 (n  1)
1
x  (n  1) 
2
28
A  2 A cos
'
2x

cos
2x
0
cos
2x
 cos(2n  1) 
2x



1
2
 (2n  1) 
1
2
1
x  (2n  1) 
4
29
L
o
S
R
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 ) /  ) }
30
L
o
S
R
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
31
 AB
 1




 2
AB
A
1
2
B
32
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(- )
33
L
o
S
R
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/
34
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

35
L
F
36
Massa tali
mt = .V = .A.L
 V = A.L


 = mt/L = .A
37
L
L = 1/2
♫ Nada dasar o = 2L/1
♫ Nada atas 1 1 = 2L/2
L = 2/2
♫ Nada atas 2  2 = 2L/3
L = 3/2
♫ Nada atas 3 3 = 2L/4
L = 4/2
♫ Nada n  n = 2L/(n+1)
L = (n+1).½
n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)
38
L
L = 1/2
♫ Nada dasar  fo = v/2L
♫ Nada atas 1 f1 = 2v/2L
L = 2/2
♫ 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
L = (n+1).½
n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)
39
Rumus umum frekuensi nada
dawai


n+1
F.L
2L
mt
n+1
F
2L
A.
fn =
fn =
Keterangan :
F : Gaya tegang
L : panjang tali
Atau
A : luas penampang
 : massa jenis tali
n : bilangan cacah
m : massa tali
40
Perbandingan nada dawai
 f1
 f1
: f2 = L2 :L1
: f2 = F1 : F2
 f1 : f2 = √A2 : √A1
 f1 : f2 = √2 : √1
41
f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 2 : 3 : 4 : …
42
P.O. Tertutup

2 jenis Pipa organa

Pipa Organa terbuka
(POKA)
Pipa Organa tertutup
(POTUP)

43
L
♫ Nada dasar  fo = v/2L
L = 1/2
♫ Nada atas 1 f1 = 2v/2L
L = 2/2
♫ 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
L = (n+1).½
n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)
44
fn = (n+1)v/2L
♫ Keterangan :
fn = nada-nada
( n = 0, 1, 2, 3, …)
v = cepat rambat gelombang
L = panjang pipa
45
f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 2 : 3 : 4 : …
46
L
♫ Nada dasar  fo = v/4L
L = 1/4
♫ Nada atas 1 f1 = 3v/4L
L = 3/4
♫ Nada atas 2 f2 = 5v/4L
L = 5/4
♫ Nada atas 3 f3 = 7v/4L
L = 7/4
L = (2n+1).¼
♫ Nada n fn = (2n+1)v/4L
n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)
47
fn = (2n+1)v/4L
♫ Keterangan :
fn = nada-nada
( n = 0, 1, 2, 3, …)
v = cepat rambat gelombang
L = panjang pipa
48
f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 3 : 5 : 7 : …
49
Energi Gelombang
Gelombang memindahkan energi
 Energi gelombang yang dipindahkan
sebesar :
E = ½ky²
E = ½m.²y²
  = 2f

E = 2².f².m.y²
50
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)
51
Perbandingan intensitas
r2²
I1
I1
=
I2
r1
I2
r1²
r2
sumber
52
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)
53
Logaritma
Log a + log b = log a.b
 Log a - log b = log a/b
 Log an = nlog a

54
Pelayangan
Pelayangan adalah gejala dua bunyi keras
atau dua bunyi lemah secara bersamaan.
 Frekuensi pelayangan dirumuskan :

f p = f 1 – f2
fp
f1
f2
55
Efek Doppler
Gejala meninggi/merendahnya frekuensi
sumber bunyi menurut pendengar karena
gerakan sumber bunyi/pendengar.
 Rumus umum :

v  vp
fp =
. fs
v  vs
56
Perjanjian tanda !
Sumber mendekati pendengar (vs -)
 Sumber menjauhi pendengar (vs +)

Pendengar mendekati sumber (vp +)
 Pendengar menjauhi sumber (vp -)

57
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
sumber
v
vp
pendengar
58