Gelombang

Disusun oleh :Sri RahayuA1C311055

PENDIDIKIAN FISIKA REGULER AFAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS JAMBI2012

Pengertian Gelombang

Gelombang adalah perambatan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa menyeret materi yang dilewatinya

Berdasarkan arah getarannya, gelombang dibedakan menjadi :

1. Gelombang transversal2. Gelombang longitudinal

Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus terhadap arah perambatannya.

Contoh gelombang transversal

• Getaran sinar gitas yang dipetik• Getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu

ujungnya

Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya searah dengan arah perambatannya.

Contoh gelombang longitudinal

• Gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberikan usikan pada salah satu ujungnya

• Gelombang bunyi di udara

Gelombang Longitudinal

Gelombang Transversal

Karakter Fisik yang menjadi ciri gelombang :

Panjang Gelombang (λ ) Frekwensi (f ) Cepat rambat gelombang (v)

Panjang Gelombang : Jarak minimum antara dua titik pada gelombang yang berperilaku identik.

Frekwensi Gelombang : Jumlah pengulangan usikan persatuan waktu.

Cepat rambat Gelombang : Jarak penjalaran usikan Yang ditempuh dalam satu satuan waktu.

Formulasi Gelombang Berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang mekanik yang memiliki amplitudo konstan di setiap titik yang dilalui gelombang.

Amplitudo pada tali yang digetarkan terus menerus akan selalu tetap, oleh karenanya gelombang yang memiliki amplitudo yang tetap setiap saat disebut gelombang berjalan.

Misalkan seutas tali kita getarkan ke atas dan ke bawah berulang-ulang seperti pada Gambar disamping ini. Titik P berjarak x dart titik 0 (sumber getar), Ketika titik 0 bergetar maka getaran tersebut merambat hingga ke titik P. Waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk merambat dari titik o ke titik P adalah x / v dengan demikian bila titik 0 telah bergetar selama t detik maka titik p telah bergetar selama tP dengan

tp= t- x/v

Berdasarkan uraian diatas maka akan didapatkan persamaan simpangan gelombang, sebagai berikut:

y=A sin 2π/T t

Persamaan simpangan di titik P dapat diperoleh dengan mengganti nilai t dengan tp sehingga kita dapatkan hubungan berikut.

yp = A sin 2π/T (t- x/v)

A = amplitudo gelombang (m)T = periode gelombang (s)t = lamanya titik 0 (sumber getar) bergetar (s)x = jarak titik P dari sumber getar (m)v = cepat rambat gelombang (m/s)yp= simpangan di titik P (m)

Dalam hal ini gelombang memiliki dua kemungkinan dalam arah rambatannya, oleh karenanya perlu diperhatikan langkah sebagai berikut:

• Apabila gelombang merambat ke kanan dan titik asal 0 bergetar ke atas maka persamaan simpangan titik P yang digunakan adalah:

yp = A sin 2π/T (t- x/v)

• Apabila gelombang merambat ke kiri dan titik asal 0 bergetar ke

bawah maka persamaan simpangan titik P yang digunakan adalah:

yp = - A sin 2π/T (t- x/v)

Fase di definisikan sebagai perbandingan antara waktu sesaat untuk meninggalkan titik keseimbang (titik 0) dan periode. Dengan demikian fase gelombang dititik P dapat ditulis sebagai berikut:φ= tp/T= (t- x/v)/T = t/T- x/vTφp = t/T - x/λ

Sehingga dihasilkan :Sedangkan untuk mengukur besarnya sudut fase di titik P dapat dituliskan sebagai berikut: θp = 2π φ_p =2π (t/T- x/λ)Beda fase antara dua titik yang berjarak X2 dan X1 dari sumber getar dapat dituliskan sebagai berikut:Δφ = ( x2 - x1)/λΔφ = ∆x/λ

Nilai kecepatan dan percepatan gelombang di suatu titik dapat diketahui dengan menurunkan persamaan keduanya, sebagai berikut:vp = 2π/T A cos 2π/T (t- x/v)

ap= - (4π2)/T2 A cos 2π/T (t- x/v)

Keterangan:vp = kecepatan partikel di titik p (m/s)ap = percepatan partikel di titik p (m/s2)

Formulasi Gelombang Stasioner

Gelombang stasioner yang disebut juga sebagai gelombang tegak, gelombang berdiri, atau gelombang diam adalah gelombang yng terbentuk dari hasil perpaduan atau interferensi dua buah gelombang yang memiliki amplitudo dan frekuensi sama, tetapi arah rambatnya berlawanan.

Gelombang stasioner dibedakan menjadi dua, yaitu

• Gelombang stasioner yang terjadi pada ujung pemantul bebas

• dan gelombang stasioner yang terjadi pada ujung pemantul tetap.

Pantulan pada ujung bebas Pantulan pada ujung tetap

Apabila ujung bebas telah bergetar selama t sekon, maka persamaan gelombang datang pada titik C dinyatakan

dan persamaan gelombang pantul yang sampai di titik C dinyatakan

Persamaan gelombang stasioner dapat diperoleh dengan menjumlahkan persamaan gelombang datang dan gelombang pantul yang sampai di titik C, yaitu sebagai berikut :

Hasil Penjumlahannya adalah :

Kemudian masukkan ke persamaan

Diperoleh :

Hasilnya

Atau

Dari persamaan di atas, tampak bahwa amplitudo gelombang stasioner pada ujung bebas tergantung jarak dari titik pantul X

Maka letak simpul-simpul gelombang stasioner pada ujung bebas akan terjadi sama dengan nol jika cos kx = 0,

Perut gelombang terjadi mencapai harga maksimum, jika cos kx = 1, jadi nilai kx adalah

Dari data tersebut letak kedudukan perut-perut

gelombang stasioner dari ujung bebas dapat dinyatakan dalam persamaan :

Ada juga X =(2n). /4

Sifat-Sifat Gelombang

• Pemantulan (refleksi)• Pembiasan (refraksi)• Pelenturan (difraksi)• Perpaduan (interferensi)• Dispersi• Polarisasi

Pemantulan Gelombang

Pemantulan gelombang pada tali

Pemantulan gelombang pada seutas tali dibedakan menjadi dua bagian, yaitu pemantulan pada ujung tetap dan pada ujung bebas.

Pemantulan Gelombang Permukaan Air- Gelombang permukaan air dapat berupa

gelombang lurus atau gelombang lingkaran

Pembiasan Gelombang

• Pembiasan adalah peristiwa pembelokan gelombang.

Difraksi Gelombang

Difraksi gelombang adalah pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah.

Interferensi Gelombang

Pola interferensi permukaan air pada tangki riak

Interfernsi Gelombang

Interferensi gelombang terjadi apabila dua buah gelombang koheren, yaitu gelombang yang memiliki frekuensi dan beda fase sama saling bertemu.

Dispersi Gelombang

Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium.

Polarisasi Gelombang

Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal memiliki satu arah saja.

Video

1. Video 12. Video 2