fenomena gelombang

Download Fenomena gelombang

Post on 02-Jan-2016

95 views

Category:

Documents

2 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Fenomena gelombang. Gelombang Mekanik. Gelombang adalah suatu fenomena perambatan gangguan (energi dan momentum). Pada penjalarannya memerlukan suatu materi yang disebut medium ( zat padat maupun alir ) - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

  • Fenomena gelombang

  • Gelombang MekanikGelombang adalah suatu fenomena perambatan gangguan (energi dan momentum). Pada penjalarannya memerlukan suatu materi yang disebut medium ( zat padat maupun alir )Terjadi interaksi di dalam medium (satu bagian medium mengganggu bagian medium di sekitarnyaTidak terjadi pemindahan massa

  • Tipe GelombangGelombang Longitudinal

    Gelombang Transversal

  • Tipe GelombangGelombang Air

  • Cahaya TampakCahaya tampak (sering disebut cahaya) adalah radiasi gelombang elektromagnetik yang dapat dideteksi oleh mata manusia. Berdasarkan dari urutan frekuensi terkecil, ia memiliki cahaya Merah, Jingga, Kuning, Hijau , Biru, Nila dan Ungu ( Me Ji Ku Hi Bi Ni U)

  • BUNYI

  • Istilah dan terminologiSumber titik (Point source): ukuran sumber emisi kecil dibandingkan jarak antara sumber dan pengamat.Muka gelombang (Wave front): permukaan dengan fasa sama.Sinar (Rays): tegak lurus terhadap wave front, arah penjalaran.Pada radius besar (jauh dari sumber titik):Muka gelombang sferis muka gelombang planar

  • Fungsi Gelombangy(x,t) = ymsin(kx-wt)Gelombang TransversalFungsi sin dan cos identik untuk fungsi gelombang, berbeda hanya pada konstanta fasa. Kita menggunakan cos untuk perpindahan.sin(q+90)=cosqs(x,t) = smcos(kx-wt)s: perpindahan (displacement) dari posisi setimbangGelombang Longitudinal

  • Contoh gelombang menjalar

  • Amplitudo Tekananp(x,t) = pmsin(kx-wt)p: perubahan tekanan dalam medium karena kompresi (p >0) atau ekspansi (p
  • Laju GelombangGelombang Bunyi (Longitudinal):Modulus BulkDensitas VolumeelastikinersialModulus BulkTeganganDensitas Linier

  • T = Suhu Mutlak (K)R = Konstanta gas R = 8,314 J/mol. KM = massa molar gasM(gas) = 29 x 10-3 kg/mol = konstanta gas = 1,4

  • Mengapa suara yang didengar pada malam hari lebih jelas dibandingkan dengan siang hari?

  • IntensitasGelombang Bunyi (Longitudinal):Hubungan Tekanan dan Amplitudo Perpindahan pm = ()Sm

  • Intensitas Bunnyi Sumber TitikLuas Wavefront pada jarak r dari sumber: A = 4pr2

  • Skala DecibelLevel bunyi dapat berubah beberapa besaran orde (orders of magnitude).Karena iti, tingkat bunyi b didefinisikan sebagai: Bagaimana mengukur ke-nyaring-an bunyi?Catatan: Jika I berubah jadi 10 kali, bertambah 1.

  • Apa perbedaan tinggi rendahnya bunyi dengan kuat lemahnya bunyi?Tinggi rendah bunyi bergantung pada frekuensi getaran sumber bunyi Kuat bunyi bergantung pada besarnya amplitudo

  • Faktor-faktor yang memengaruhi frekuensi nada alamiah sebuah senar atau dawai menurut Marsenne adalah sebagai berikut.1) Panjang senar, semakin panjang senar semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.2) Luas penampang, semakin besar luas penampang senar, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.3) Tegangan senar, semakin besar tegangan senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.4) Massa jenis senar, semakin kecil massa jenis senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

  • Faktor-faktor yang memengaruhi kuat bunyi adalah:1) amplitudo,2) jarak sumber bunyi dari pendengar,3) jenis medium.

  • Efek DopplerEfek Doppler: perubahan frekuensi (bertambah atau berkurang) yang disebabkan oleh gerak dari sumber dan/atau detektorUntuk pembahasan berikut, laju diukur relatif terhadap udara, medium tempat menjalarnya gelombang bunyiEfek Doppler terjadi saat terdapat gerak relatif antara sumber dan detektor/pengamat.Klakson mobil:

  • Detektor Bergerak, Sumber DiamContoh: Dua mobil bergerak dengan laju v1 dan v2 Bagi orang yang duduk di mobil 1, dia melihat laju mobil 2 relatif terhadapnya v2 - v1. Frekuensi yang terdeteksi oleh telinga adalah frekuensi (rate) detektor mengintercept gelombang. Frekuensi (rate) tersebut berubah jika detektor bergerak relatif terhadap sumber.

  • Secara umum+: menjauhi D-: mendekati D + : mendekati S-: menjauhi SSemua laju diukur relatif terhadap medium propagasi: udaraEfek Doppler secara umum

  • Jika vS>v, persamaan Doppler tidak lagi berlaku: Laju SupersonikGelombang Kejut (Shock Wave) akan dihasilkan: perubahan besar (abrupt) dari tekanan udaraWavefront berbentuk Kerucut Mach (Mach Cone)Laju Supersonik

  • SupersonikLaju sumber > Laju bunyi(Mach 1.4 - supersonik ) Laju sumber = Laju bunyi(Mach 1 - sound barrier )

  • Peluru dengan Mach 1.01

  • Menembus Sound BarrierF-18 tepat saat mencapai supersonik

  • Peluru (Mach 2.45)

  • Gelombang KejutSonic Boom:T-38 Talon twin-engine, high-altitude, supersonic jet trainer

  • Gelombang Kejut dan Sonic Boom

  • Mechanics of hearing

  • Mekanisme pendengaran

    Terdiri dari 3 bagian: telinga luar (daun telinga sampai membran timpani) meneruskan gelombang ke telinga tengahTelinga tengah: membran timpani (yang melekat pada 3 tulang kecil sampai membrana ovale) getaran diteruskanTelinga dalam: tube berspiral seperti rumah siput berisi cairan cairan bervibrasi stimulasi rambut sel impuls syaraf otak

  • Noise

  • What is noise?

    Definisi: Suara-suara yang tidak dikehendaki (for Who? Why?)Suara: sensasi yang diterima telinga sebagai akibat fluktuasi tekanan udara terhadap tekanan udara yang stabil. Telinga akan merespons fluktuasi-fluktuasi kecil tersebut dengan sensitivitas yang sangat besar.

  • Properties of noise?

  • Karakteristik bisingIntensitas/tekanan (sound pressure/intensity)Semakin keras suara, semakin tinggi intensitasnya

    Frekuensi Frekuensi tinggi lebih berbahaya terhadap kemampuan dengar. Telinga manusia lebih sensitif terhadap frekuensi tinggi3. Durasi eksposur terhadap bising Semakin lama durasi eksposur semakin besar kerusakan pada mekanisme pendengaran

  • JENIS BISINGJeniskebisinganberdasarkan sifat dan spektrum bunyiBising yang kontinyu: bising dimana fluktuasi dari intensitasnya tidak lebih dari 6 dB dan tidak putus-putus. a. Wide Spectrum adalah bising dengan spektrum frekuensi yang luas. bising ini relatif tetap dalam batas kurang dari 5 dB untuk periode 0.5 detik berturut-turut, seperti suara kipas angin, suara mesin tenun.b. Norrow Spectrum adalah bising ini juga relatif tetap, akan tetapi hanya mempunyai frekuensi tertentu saja (frekuensi 500, 1000, 4000) misalnya gergaji sirkuler, katup gas.

  • 2. Bising terputus-putus: bising jenis ini sering disebut jugaintermittent noise, yaitu bising yang berlangsung secar tidak terus-menerus, melainkan ada periode relatif tenang, misalnya lalu lintas, kendaraan, kapal terbang, kereta api3. Bising impulsif: bising jenis ini memiliki perubahan intensitas suara melebihi 40 dB dalam waktu sangat cepat dan biasanya mengejutkan pendengarnya seperti suara tembakan, suara ledakan mercon, meriam.4. Bising impulsif berulang: sama dengan bising impulsif, hanya bising ini terjadi berulang-ulang, misalnya mesin tempa

  • Berdasarkan pengaruhnya pada manusia, bising dapat dibagi atas ,Bising yang mengganggu(Irritatingnoise). Merupakan bising yang mempunyai intensitas tidak terlalu keras, misalnya mendengkur.Bising yang menutupi(Maskingnoise).Merupakan bunyi yang menutupi pendengaran yang jelas, secara tidak langsung bunyi ini akan membahayakan kesehatan dan keselamatan tenaga kerja , karena teriakan atau isyarat tanda bahaya tenggelam dalam bising dari sumber lainBising yang merusak(damaging/ injuriousnoise).Merupakan bunyi yang intensitasnya melampui nilai ambang batas. Bunyi jenis ini akan merusak atau menurunkan fungsi pendengaran

  • Contoh

  • Tekanan = Sound PressureManusia dapat mendengar suara pada tekanan antara 0,0002 dynes/cm2 (ambang dengar/threshold of hearing) sampai 2000 dynes/cm2 range besar sehingga satuan yang dipakai dB (decibel): logaritmikDinyatakan dalam decibel (dB) yang dilengkapi skala A, B, dan C sesuai dengan berbagai kegunaanSkala A digunakan karena merupakan response yang paling cocok dengan telinga manusia (peka terhadap frekuensi tinggi)Skala B dan C untuk evaluasi kebisingan mesin, dan cocok untuk kebisingan frekuensi rendah

  • IntensitasLaju aliran energi tiap satuan luas yang dinyatakan dalam desibell (dB) Alexander Graham Bell-dB adalah merupakan satuan yang dihasilkan dari perhitungan yang membandingkan suatu tekanan suara yang terukur terhadap suatu tekanan acuan (sebesar 0,0002 dyne/cm2).B = log (int.terukur/int.acuan) untuk mendapatkan angka yang lebih akurat ditentukan dengan angka kelipatan 10 (desi)

    Intensity level dB=10 Log (I/I0)Sound pressure level (tekanan bunyi) = 20 log (I/I0), karena intensitas sebanding dengan kuadrat tekanan bunyi.

  • The decibel dB = 10 log (I1/I0) I = Intensitas dB = 20 log (P1/P0) P= Tekanan = 0,0002 dynes/cm2

    SP (microbar) SPL (dB)Ratio Intensitas0,0002 0 1000,002 20 102

    Jadi bila SP berubah 10x, maka dB bertambah ? x

  • Sheet1

    PressureSound intensities

    PaBel (B)Decibel (dB)

    Threshold of hearing0.0000200

    Quiet office0.002440

    Ringing alarm clock at 1 m0.2880

    Ship's engine room2012120

    Turbo jet engine200016160

    Sheet2

    Sheet3

  • Frekuensi Adalah jumlah getaran dalam tekanan suara per satuan waktu (Hertz atau cycle per detik), frekuensi dipengaruhi ukuran, bentuk dan pergerakan sumber, pendengaran normal orang dewasa dapat menangkap bunyi dengan frekuensi 20-20.000 Hz.

  • FrekuensiDibagi dalam 8 octaf (octave bands), 37.5, 75, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600 HzTelinga manusia bereaksi beda terhadap berbagai frekuensiKebisingan rata-rata mencakup seluruh taraf kebisingan dari setiap frekuensi dihitung LeqLeq