osilasi dan gelombang

7/24/2019 Osilasi Dan Gelombang

1/31

FISIKA DASAR

MUH. SA

OSILASI DAN GELOMBANG


2/31

Osilasi/getaran

Getaranmerupakan gerakan bolak-balik suatu benda padasetimbangnyaKarakteristik Getaranadalah gerak bersifat perioi!.

Besaran"besaran paa getaran#

Amplit$o %A simpangan maksimsetimbang m!

'erioa %( "aktu #ang dibut

menghasilkan satu getaran penuh sFrek$ensi %f ban#akn#a getaran

dalam setiap detik H%!Frek$ensi s$$t %)& ' ()f' ()


3/31

erak *armonik Seer+ana %G*S&

F kx= , ' ga#a pemulihk ' konstanta pegas ' simpangan*peruba

*$


4/31

,onto+#

Sebuah pegas #ang di letakkan seara /ertial mengalami pan$ang sebesar 0 m karena ditekan dengan menggundengan massa (11 kg g ' 234 m*s(!. tentukan konstatersebut dan hitung perubahan pan$ang pegas $ika dibsebesar 011 kg.

2

4

200 9,8 / 1960

19606,5 10

0,03

F mg

kg m s N

F N Nkmx m

=

= =

= = =

4

300 9,8

6,5 10

mkgFx

Nkm

= =

Konstanta pegas 'er$ba+an pan-ang


5/31

.

.

1 2pk k k= +

1 2

1 1 1

sk k k

= +

'egas Seri 'egas 'aralel


6/31

.


7/31

ergi paa osilator +armonis seer+ana

2

2

:

1

2:

1

2

p

k

Energi potensial pegas

E kx

Energi kinetik pegas

E mv

=

=

2 21 12 2

E mv kx= +

5ada titik ekstrim3 ' -A dan ' A3 semua energ# ters

pegas sebagai energ# potensial. 5ada titik ekstrim ini 3 Massebentar pada "aktu berubah arah3 sehingga / ' 1

( )2 2 21 1 10

2 2 2E m kA kA= + =


8/31

ngkan pada titik setimbang3 ' 13 semua energ# merupakan e

( )22 2

0 0

1 1 10

2 2 2E mv k mv= + = %1&

ubtitusi persamaan 7! ke persamaan (!

2 2 21 1 1

2 2 2mv kx kA+ = %2&

( )2

2 2 2 2

21

k k xv A x A

m m A

= =

%3&


9/31

Dari persamaan (! dan 0!

2 2

0

1 1

2 2mv kA=

2 2

0

kv A

m

=

%4&

Dari persamaan 8! dan 9!

2

0 21 xv v A=

rsamaan :! men#atakan keepatan benda di semua posisi

%5&

maan 9! men#atakan keepatan maksimum benda ketika mele


10/31

,onto+#

Sebuah pegas merenggang 13781 m ketika digantungkdengan massa 130kg g ' 234 m*s(!. 5egas kemudian diren137 m dari titk setimbang ini kemudian dilepaskan. +entukaa! ;onstanta pegas k!b! Amplitudo osilasi A!! ;eepatan maksimum /1!

d! Besar keepatan /! metika massa berada 1318kesetimbangan

e! Besar perepatan maksimum benda tersebutersal

Ara+ rambat tegak l

Ara+ getar


22/31

;eepatan gelombang bergantung pada sifat mediumgelombang merambat. ;eepatan gelobang pada tterentang3 bergantung pada tegangan tali %F(&


23/31

Gelombang longit$inal

Ara+ rambat se-a-ar ara+ getar


24/31

;eepatan gelombang longitudinal mempun#ai bentuk #ansama dengan keepatan gelombang trans/ersal pada tali.

faktor gaya elastis

faktor inersia

v =

elombang longitudinal #ang merambat seban$ang medium#ang pan$ang3

Untuk gelombang longitudinal #ang merambat dalam %atau gas6

Ev

=

dimana:

E mod!l!s elastis

massa "enis medi!m

dimana:

# mod!l!s $!lk

massa "enis medi!m

B

v


25/31


26/31


27/31

,onto+#

;eepatan suara pada rel kereta api6 kereta api #ang $aumengeluarkan suara pada reln#a. Berapa lama "aktu #anggelombang suara tersebut untuk menempuh rel ba$a

tersebut masih se$auh 731 kmC ' (11 712N*m( dan E kg*m0!


28/31

rgi yang iba.a ole+ Gelombang %Intensitas&

21

2E kA=

Dari persamaan disamping dapat dilenerg# sebanding dengan kuadrat dari

Intensitasmerupakan ayaenerg# per satuan "aktu! #melintasi satu daerah tegak lurus terhadap aliran energi

energydayawaktuI

luas luas= =

2I A

Fik l b li k l d i b k


29/31

Fika gelombang mengalir ke luar dari sumber ke semgelombang tersebut merupakan gelombagn tiga dimensi3 suara.

24

daya P I

luas r = =

a da#a 5! dari sumber konstan3 maka intenistas berkurang seb

2

1I

r

Fika kita mengambil dua titik dengan $arak r7 dan r( dar

maka6

Amplitudo $uga akan berkurang

1A

r

2 11 2

A r

A r=

2

1 22

2 1

I rI r=


30/31

,onto+#

Fika suatu gempa bumi dengan intensitas #ang ber$arak sumbern#a adalah 731 719"*m3 berapa intensitas pada $dari sumberC

2

1 22

2 1

I rI r

=

nsitas i+$b$ngkan engan amplit$e an 6rek$


31/31

nsitas i+$b$ngkan engan amplit$e an 6rek$

Dengan demikian3 intensitas I dari sebuah gelombangda#a #ang diba"a melalui area tegak lurus terhadap alira

2 2 2

2 2 2

1 1; 4

2 2

2

kE kA f k mf

m

E mf A

= = =

=

2 2 2

2 2 2

2

; ;

2

E mf A

m V V Sl l vt

E Svtf A

== = =

=

2 2 2

2

E

P Svf At = =

2 2 22P

I vf AS

= =

osilasi dan gelombang

Documents