ESMIYATI(14708251159)

PEND. IPA

ENERGI GELOMBA

NG

GelombangGelombang adalah usikan atau getaran yang merambat.

Proses merambat suatu getaran tidak disertai perpindahan medium perantaranya, tetapi hanya memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain.

Gelombang = peristiwa merambatnya energi akibat getaran partikel atau benda

Gelombang

Mekanik(perambatannya

memerlukan medium)

Elektromagnetik(perambatannya

tidak memerlukan medium)

Berdasarkan medium

Transversal(arah getar tegak lurus

dengan arah rambat)

Longitudinal(arah getar

searah dengan arah

rambat)

Berdasarkan arah rambat

GELOMBANG MEKANIK

Yaitu gelombang yang memerlukan medium untuk merambat

Gelombang tali Gelombang air

Gelombang pegas Gelombang bunyi

Transversal

Longitudinal

Gelombang Transversal

Yaitu gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya

Gelombang tersebut memperlihatkan gelombang merambat ke kanan sepanjang tali.

Tangan yang berosilasi memindahkan energi ke tali, kemudian ke sepanjang tali dan dipindahkan ke ujung lain

Puncak gelombang = titik a dan eDasar gelombang = titik c dan gBukit gelombang = lengkungan o-a-b dan d-e-fLembah gelombang = lengkungan b-c-d dan f-g-hAmplitudo = a’a atau c’cPanjang gelombang (λ) = jarak antara 2 puncak berurutan (a-e) atau

2 lembah berurutan (c-g)Periode (T) = waktu yang diperlukan untuk menempuh a-e

atau c-g

Frekuensi adalah jumlah gelombang per satuan waktu, atau setara dengan

Cepat rambat gelombang (v) tersebut adalah jarak tempuh gelombang dalam satuan waktu. Jika sebuah gelombang menempuh jarak satu panjang gelombang, dalam satu periode, maka kecepatan gelombang memenuhi persamaan berikut: v = karena = f , maka besarnya v =

Gelombang air

Gelombang Longitudinal

Pada gelombang longitudinal, partikel-partikel medium yang dilalui gelombang bergetar dalam arah yang sejajar dengan arah rambatnya

Untuk gelombang sinusoidal dengan frekuensi f, partikel bergerak dalam Gerak Harmoni Sederhana , maka setiap partikel mempunyai energi sebesar

E = k Maka

E = atau E = 2

A = Amplitudo, m = Massa partikel (volume yang sangat kecil) pada medium

Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lain dan merambat melalui medium. energi dipindahkan sebagai energi getaran dari partikel ke partikel pada medium yang dilaluinya.

ENERGI GELOMBANG

Energi yang dibawa oleh gelombang yang merambat dengan kecepatan v adalah

E =

(m= massa jenis medium, V= volume medium

= luas permukaan gelombang merambat = jarak yang ditempuh gelombang dalam

waktu t, sehingga = = kecepatan gelombang Jadi

E =

\

Pada transmisi energi oleh gelombang, daya yang ditransmisikan adalah sebesar :

P =

𝑷=𝟐𝝅𝟐 𝝆 𝑺𝒗𝒕 𝒇 𝟐𝑨𝟐

𝒕

𝑷=𝟐𝝅𝟐𝝆 𝑺𝒗 𝒇 𝟐 𝑨𝟐

\

Energi yang dipindahkan gelombang biasanya dinyatakan dalam intensitas gelombang .

Intensitas gelombang: Daya gelombang yang dibawa melalui area yang tegak lurus terhadap aliran energi. Sehingga dapat dirumuskan:

I =

I =

I =

\

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Adalah gelombang yang terjadi karena karena adanya perubahan medan magnet dan medan listrik yang saling tegak lurus serta keduanya tegak lurus juga dengan arah rambatannya.

\

Ketika terjadi perubahan medan listrik (E), maka akan terjadi perubahan medan magnetik (B). Perubahan medan magnetik akan menimbulkan kembali perubahan medan listrik dan seterusnya. Maxwell menemukan bahwa perubahan medan listrik dan perubahan medan magnetik menghasilkan gelombang medan listrik dan gelombang medan magnetik yang dapat merambat di ruang hampa.

Gelombang medan listrik (E) dan medan magnetik (B) inilah yang dikenal dengan gelombang elektromagnetik.

\

Perubahan – perubahan medan magnet dan medan listrik akan terjadi secara berantai dan menjalar ke segala arah.

Besarnya medan listrik berubah-ubah (ditunjukkan oleh simpangan gelombang E) dan besar medan magnet juga berubah-ubah (ditunjukkan oleh simpangan B)

Arah getar dan arah rambat gelombang medan listrik dan medan magnetik saling tegak lurus sehingga gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal

\

Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetik bergantung pada permitivitas listrik dan permeabilitas magnetik medium. Maxwell menyatakan bahwa kecepatan gelombang elektromagnetik memenuhi persamaan:

𝑐=1

√𝜀µ= permitivitas listrik medium = permeabilitas magnetik medium di ruang hampa= 8,85 x 10-12 C2/Nm2

= = 4 π x 10-7 Ns2/C2

\

𝑐=1

√𝜀0µ0108m/s

“Kecepatan gelombang elektromagnetik sama dengan kecepatan perambatan cahaya di ruang hampa”

Kaitanya dengan adanya frekuensi pada gelombang, maka kecepatan rambat gelombang elektromagnetik juga memenuhi hubungan:

c =

\

ENERGI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Gelombang elektromagnetik membawa energi yaitu dalam bentuk medan listrik dan medan listrik.

Maxwell merumuskan hubungan antara kuat medan listrik dan kuat medan magnet adalah sebagai berikut:

𝒄=𝑬𝑩

= laju perambatan gelombangE = medan listrikB = medan magnet

\

Suatu gelombang elektromagnetik mempunyai medan listrik dan medan magnet, sehingga gelombang elektromagnetik juga membawa rapat energi (besar energi per satuan volume). Rapat energi listrik dinyatakan sebagai:

𝒖𝒆=𝟏𝟐𝜺𝟎𝑬

𝟐 = rapat energi listrik ( atau ) = permitivitas listrik = 8,85 x 10-12 C2/Nm2

E = kuat medan listrik (N/C )

Rapat energi magnet per satuan volume dinyatakan sebagai berikut:

= rapat energi listrik ( atau ) = permeabilitas magnet = 4 π x 10-7 Ns2/C2

E = besar induksi magnet (=T )

\

GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK

Sinar GammaSinar XSinar UltravioletSinar/Cahaya TampakSinar infra MerahGelombang Radar/MikroGelombang Radio

f > >

SOAL &

PEMBAHASAN

\

a. 10 m/sb. 20 m/s

c. 15 m/sd. 65 m/s

1

Jawaban A

\

Gelombang merambat pada tali seperti pada gambar. Besarnya panjang gelombang, periode, dan cepat rambat gelombang berturut-turut adalah …..

a. 20 cm; 0,9 s; 1,8 cm/sb. 20 cm; 0,4 s; 50 cm/sc. 30 cm; 0,9 s; 20 cm/sd. 30 cm; 0,4 s; 1,8 cm/s

Jawaban B

2

30 cm

\

Sebuah gelombang menjalar pada air. Dalam waktu 2 sekon gelombang dapat menempuh jarak 10 m. Pada jarak tersebut terdapat 4 gelombang. Frekuensi, periode, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang berturut – turut adalah …..a. 2,5 ; ½ ; 5; 2b. 2,5; 2 ; 5; ½c. 2; ½; 5;2,5 md. 2; ½ ; 2,5 ; 5 m

Jawaban D

3

\

Jawaban B

4

\

Bunyi merambat pada besi yang memiliki modulus elastisitas dan massa jenis 7600 kg/. Jika frekuensi bunyi 5000 Hz, panjang gelombangnya adalah?

a. 0,72 mb. 0.74 mc. 0.82 md. 0.84 m

Jawaban A

5

\

Sebuah gelombang panjangnya 35 cm dan amplitudonya 1,2 cm bergerak dengan kecepatan 47,4 m/s di sepanjang tali yang panjangnya 15 m dan massanya 80 g. Besarnya energi total gelombang pada tali dan daya yang dirampatkan tali tersebut adalah …..

a. 6 J dan 13,2 W c. 4,17 J dan 15 Wb. 6 J dan 15 W d. 4,17 J dan 13,2 W

6

\

Jawaban D

\

Kecepatan perambatan gelombang elektromagnetiktergantung dari ....a. frekuensi gelombangb. panjang gelombangc. frekuensi dan panjang gelombang d. permitivitas dan permeabilitas mediume. nilainya selalu tetap

Jawaban C

7

\

Sinar gelombang elektromagnetik yang memiliki frekuensi terbesar adalah ....a. Sinar ɣ, b. Sinar αc. Sinar βd. Sinar Inframerahe. Sinar Ultraviolet

Jawaban A

8

\

Jawaban B

9

c E

\

Sebuah gelombang elektromagnetik merambat dalam ruanghampa dengan kecepatanm/s. Jika panjang gelombangnya 30 m, maka frekuensi gelombang adalah?

a. b. 10.

c = = 30 m/s = ..... ?

Penyelesaian =

c. d.

Jawaban D

10

Terima Kasih