getaran gelombang

18

Click here to load reader

Upload: steven-chrisdeo

Post on 06-Aug-2015

144 views

Category:

Science


5 download

TRANSCRIPT

Page 1: Getaran gelombang

GETARAN & GELOMBANG

Kelompok : Macam Binatang

Sharon.Liu/35

Kevin/25

Anthony/ 10

Irwin/21

Alvin/4

Steven/37

Grace/19

Steffi/36

Geoffrey/14

Page 2: Getaran gelombang

PENGERTIAN TENTANG GELOMBANG DAN

GETARANGetaran adalah gerakan bolak-balik dalam suatu interval waktu tertentu. 

Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, selama perambatannya gelombang membawa energi. Pada gelombang, materi yang merambat memerlukan medium, tetapi medium tidak ikut berpindah.

Page 3: Getaran gelombang

Getaran Semua benda akan bergetar apabila diberi gangguan. Benda yang

bergetar ada yang dapat terlihat secara kasat mata karena simpangan yang diberikan besar, ada pula yang tidak dapat dilihat karena simpangannya kecil. Benda dapat dikatakan bergetar jika benda bergerak bolak-balik secara teratur melalui titik kesetimbangan. Apakah orang berjalan bolak-balik disebut dengan bergetar? Tentu saja tidak. Orang yang berjalan bolak balik belum tentu melalui titik kesetimbangan.

Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan.

Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi.

Page 4: Getaran gelombang

Sebuah bandul sederhana mula-mula diam pada kedudukan O (kedudukan setimbang). Bandul tersebut ditarik ke kedudukan A (diberi simpangan kecil). Pada saat benda dilepas dari kedudukan A, bandul akan bergerak bolak-balik secara teratur A-OB- O-A dan gerak bolak balik ini disebut satu getaran. Salah satu ciri dari getaran adalah adanya amplitudo (simpangan terbesar). Jarak OA atau OB merupakan amplitudo.

Page 5: Getaran gelombang

Getaran pada pegasDisamping bandul sederhana yang bisa kita gunakan sebagai model untuk mengenal getaran, kita juga bisa menggunakan pegas sebagai model. Pada prinsipnya penentuan banyak getaran sama, cuma yang membedakan adalah gerak pegas dan bandul. Untuk lebih jelasnya perhatikan gambar di samping!Satu kali getaran adalah ketika benda bergerak dari titik A-B-C-B-A atau dari titik B-C-B-A-B. Untuk model soal pada getaran cukup bervariatif tapi pada umumnya kita biasanya diminta untuk menentukan banyak getaran dari sebuah gambar bandul sederhana atau pegas. Banyak getaran yang biasa diminta antara 1, 3/4, 1/2 dan 1/4 untuk mengerjakan soal seperti ini kita tinggal menghapal banyak getaran berikut ini :

1      = A – B – C – B – A

3/4 = A – B – C – B

1/2 = A – B – C

1/4 = A – B

Page 6: Getaran gelombang

Besaran-Besaran dalam Getaran Ada dua besaran yang berkaitan dengan getaran yaitu periode dan frekuensi

getaran. Periode adalah selang waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali

getaran. Frekuensi getaran adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 detik. Jika jumlah getaran dinyatakan dengan n dan waktu getar dinyatakan dengan

t sekon, maka periode frekuensi getarannya dapat dirumuskan:

Page 7: Getaran gelombang

Suatu getaran memiliki ciri-ciri yaitu adanya amplitudo, periode, dan frekuensi getaran.

Pada ayunan sederhana, besarnya periode atau frekuensi getarnya tidka dipengaruhi oleh besar simpangan yang diberikan, tetapi dipengaruhi oleh panjangnya tali dan percepatan gravitasi bumi.

Hubungan panjang tali (l) dan periode getar (T) pada ayunan dapat dirumuskan:

Adapun getaran berkala pada pegas, hubungan antara periode dan beban dapat dirumuskan :

Keterangan:l = panjang tali (m)g = percepatan gravitasi bumi (m/s2 atau N/kg)

Keterangan :m = massa beban (kg)k = konstantan gaya pegas (N/m)

Page 8: Getaran gelombang

JENIS-JENIS GELOMBANGWalaupun terdapat banyak contoh gelombang dalam kehidupan kita, secara

umum hanya terdapat dua jenis gelombang saja, yakni gelombang mekanik dangelombang elektromagnetik. Pembagian jenis gelombang ini didasarkan pada medium perambatan gelombang.

Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik merupakan gelombang yang membutuhkan medium untuk berpindah tempat. Gelombang laut, gelombang tali atau gelombang bunyi termasuk dalam gelombang mekanik. Kita dapat menyaksikan gulungan gelombang laut karena gelombang menggunakan laut sebagai perantara. Kita bisa mendengarkan musik karena gelombang bunyi merambat melalui udara hingga sampai ke telinga kita. Tanpa udara kita tidak akan mendengarkan bunyi. Dalam hal ini udara berperan sebagai medium perambatan bagi gelombang bunyi.

Gelombang mekanik terdiri dari dua jenis, yakni gelombang transversal (transverse wave) dan gelombang longitudinal (longitudinal wave)

Page 9: Getaran gelombang

Gelombang Transversal

Suatu gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang trasnversal jika partikel-partikel mediumnya bergetar ke atas dan ke bawah dalam arah tegak lurus terhadap gerak gelombang. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali. Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Bentuk gelombang transversal tampak seperti gambar di samping ini.

Page 10: Getaran gelombang

Berdasarkan gambar tersebut tampak bahwa gelombang merambat ke kanan pada bidang horizontal, sedangkan arah getaran naik-turun pada bidang vertikal. Garis putus-putus yang digambarkan di tengah sepanjang arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium (misalnya tali atau air).

Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik terendah disebut lembah. Amplitudo adalah ketinggian maksimum puncak atau kedalaman maksimum lembah, diukur dari posisi setimbang. Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada gelombang disebut panjang gelombang (disebut lambda – huruf yunani). Panjang gelombang juga bisa juga dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari

lembah ke lembah.

Page 11: Getaran gelombang

Gelombang Longitudinal

Selain gelombang transversal, terdapat juga gelombang longitudinal. Jika pada gelombang transversal arah getaran medium tegak lurus arah rambatan, maka pada gelombang longitudinal, arah getaran medium sejajar dengan arah rambat gelombang. Jika dirimu bingung dengan penjelasan ini, bayangkanlah getaran sebuah pegas. Perhatikan gambar di samping…

Pada gambar di atas tampak bahwa arah getaran sejajar dengan arah rambatan gelombang. Serangkaian rapatan dan regangan merambat sepanjang pegas.Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling mendekat, sedangkanregangan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling menjahui. Jika gelombang tranversal memiliki pola berupa puncak dan lembah, maka gelombang longitudinal terdiri dari pola rapatan dan regangan. Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau regangan yang berurutan. Yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada rapatan atau regangan(lihat contoh pada gambar di atas).

Page 12: Getaran gelombang

Salah satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombang suara di

udara. Udara sebagai medium perambatan gelombang suara, merapat dan meregang sepanjang arah rambat gelombang udara.

Berbeda dengan gelombang air atau gelombang tali, gelombang bunyi tidak

bisa kita lihat menggunakan mata. 

Page 13: Getaran gelombang

Hubungan antara Panjang Gelombang , Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang

Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v, dengan satuan ms-1. Kecepatan adalah perpindahan dibagi waktu, atau dapat dirumuskan sebagai berikut.

Jika gelombang itu menempuh Jarak satu panjang gelombang (λ atau lambda), maka waktu tempuhnya adalah periode gelombang itu (T), sehingga rumus di atas dapat ditulis:

Page 14: Getaran gelombang

Karena T= 1/f, dengan mengganti T pada rumus kecepatan itu, maka cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut.

v = f x λ

dimana:

f = Frekuensi

λ = Panjang Gelombang

Page 15: Getaran gelombang

Gelombang Elektromagnetik Gelombang elektromagnetik ditemukan oleh Heinrich Hertz.

Gelombang elektromagnetik termasuk gelombang transversal.

Setiap muatan listrik yang memiliki percepatan memancarkan radiasi elektromagnetik. Ketika kawat (atau panghantar seperti antena) menghantarkan arus bolak-balik, radiasi elektromagnetik dirambatkan pada frekuensi yang sama dengan arus listrik. Bergantung pada situasi, gelombang elektromagnetik dapat bersifat seperti gelombang atau seperti partikel. Sebagai gelombang, dicirikan oleh kecepatan (kecepatan cahaya), panjang gelombang, dan frekuensi. Kalau dipertimbangkan sebagai partikel, mereka diketahui sebagai foton, dan masing-masing mempunyai energi berhubungan dengan frekuensi gelombang ditunjukan oleh hubungan Planck E = Hf, di mana E adalah energi foton, h ialah konstanta Planck — 6.626 × 10 −34 J·s — dan f adalah frekuensi gelombang.

Einstein kemudian memperbarui rumus ini menjadi Ephoton = hf.g

Page 16: Getaran gelombang

Sifat – Sifat GelombangGelombang dapat merambat

Untuk dapat merambat gelombang memerlukan zat perantara/medium, misalnya gelombang air dan gelombang bunyi.

Gelombang merambat memindahkan energi

Salah satu contohnya gelombang cahaya tampak yang dipancarkan matahari sampai ke bumi. Gelombang cahaya ini sangat diperlukan untuk kehidupan mahluk hidup di bumi.

Gelombang dapat dipantulkan ( Refleksi )

Jika mengenai rintangan, sebuah gelombang akan dipantulkan. Sebagai contoh : pemantulan gelombang pada tali dan pemantulan gelombang pada permukaan air

Gelombang dapat dibiaskan ( Difraksi )

Pembiasan atau difraksi adalah pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah.

Gelombang dapat menghalangi interferensi

Interferensi adalah perpanduan dua gelombang atau lebih disuatu titik pada suatu medium.

Page 17: Getaran gelombang

SOAL

GELOMBANG

1.Permukaan darat merambat dengan panjang gelombang 3m. Jika waktu yang dibutuhkan adalah 1s, tentukan:

a. Cepat rambat gelombang

b. Frekuensi Gelombang

2. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 6m/s. Jika panjang gelombang 12m, berapa waktu yang dibutuhkan?

3. Permukaan air merambat dengan kecepatan 3m/s. Jika waktu yang dibutuhkan adalah 4s, berapa panjang gelombang?

4. Berapa frekuensi gelombang jika waktu yang dibutuhkan adalah 2s?

5. Gambarlah ¼ Gelombang

Page 18: Getaran gelombang

SOALGETARAN

1. Periode suatu getaran adalah 1/2 detik. Tentukan:a) frekuensi getaranb) jumlah getaran dalam 5 menit 

2. Berapakah frekuensi ¼ getraran jika waktu yang diperlukan adalah 0,05 s

3. Hitunglah periode geratan jika waktu yang diperlukan 0,25 menit dan jumlah getaran adalah 3

4. Suatu beban digantung pada sebuah pegas sehingga bertambah panjang 3 cm. Kemudian benda ditarik 5 cm ke bawah dan segera dilepaskan. Jika dalam waktu 15 detik beban melalui titik terendah sebanyak 60 kali, tentukan :

a) Amplitudo

b) Frekuensi dan periode pegas

5. Banyaknya getaran penuh yang terjadi tiap 1 detik disebut?