Sabtu, 10 Agustus 2013

Makalah Gelombang Berjalan



M  A  K  A  L  A  H

GELOMBANG  BERJALAN
( fisika )



DISUSUN   OLEH :


                        NAMA           :  Rusdianto Karim
                              KELAS          :  XII IPA 1




SMA NEGERI 1 BONTOMARANNU
2011-2012



BAB I
PENDAHULUAN

A.      Latar Belakang
Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat melalui medium/perantara. Medium gelombang dapat berupa zat padat, cair, dan gas, misalnya tali, slinki, air, dan udara. Dalam perambatannya, gelombang membawa energi. Energi gelombang air laut sangat terasa bila kita berdiri di tepi pantai, berupa dorongan gelombang pada kaki kita.
Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik yaitu gelombang yang memerlukan medium di dalam perambatannya contoh gelombang mekanik antara lain: gelombang bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh: cahaya, gelombang radio, gelombang TV, sinar – x dan sinar gamma.
Gelombang dapat dikelompokkan berdasarkan sifat-sifat fisiknya, yaitu :
  1. Berdasarkan arah getarannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang longitudinal dan gelombang transversal.
a.   Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah getarannya berimpit dengan arah rambatannya misalnya gelombang bunyi.
b.    Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatannya, misalnya gelombang pada tali dan gelombang cahaya.
  1. Berdasarkan amplitudonya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yakni gelombang berjalan dan gelombang diam/berdiri.
a.   Gelombang berjalan, yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada setiap titik yang dilalui  gelombang, misalnya gelombang pada tali.
b.   Gelombang diam/berdiri, yaitu gelombang yang amplitudonya berubah, misalnya gelombang pada senar gitar yang dipetik.
  1. Berdasarkan zat perantara atau medium rambatannya, gelombang dibedakan menjadi dua, yakni gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
a.  Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, misalnya gelombang air, gelombang pada tali, dan gelombang bunyi.
b.  Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tanpa memerlukan medium, misalnya gelombang cahaya.


BAB II
GELOMBANG BERJALAN

A.     Pengertian Gelombang Berjalan
Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitude dan fasenya sama di setiap titik yang dilalui gelombang. Suatu gelombang dimana setiap titik yang dilalui oleh gelombang tersebut bergetar harmonis dengan amplitude yang sama besar. Amplitude pada tali yang digetarkan terus menerus akan selalu tetap, oleh karenanya gelombang yang memiliki amplitude yang tetap setiap saat disebut gelombang berjalan.
B.     Persamaan Gelombang Berjalan
Seutas tali AB yang yang kita bentangkan mendatar (Gambar 1.9). ujung B diikatkan pada tiang, sedangkan ujung A kita pegang. Apabila ujung A kita getarkan naik turun terus-menerus, maka pada tali tersebut akan menjadi rambatan gelombang dari ujung A ke ujung B. Misalkan amplitude getarannya A dan gelombang merambat dengan kecepatan v  dan periode getarannya T.
                                 
Misalkan titik P terletak pada tali AB berjarak x dari ujung A dan apabila titik A telah bergetar selama t sekon, maka titik P telah bergetar selama
 
persamaan simpangan titik P pada saat itu dapat dinyatakan sebagai berikut :


Yp  = A sin ω tp


Yp = A sin  ω      = A sin  

Di mana ω = 2 f =   maka persamaan tersebut dapat ditulis menjadi :


Yp = A sin  =  sin .

Jika , di mana k didefinisikan sebagai bilangan gelombang maka persamaan simpangan dapat dituliskan menjadi :
            
                Yp = A sin ( )


keterangan :
A   = amplitudo gelombang (m)
t    = lamanya titik 0 (sumber getar) bergetar (s)
x    = jarak titik P dari sumber getar (m)
ω   = frekuensi sudut
k    = bilangan gelombang
yp = simpangan di titik P (m)
v    = cepat rambat gelombang (m/s)

Persamaan tersebut yang sebagai persamaan gelombang berjalan yang secara umum dapat dituliskan :
                 Yp = A sin ( )
  

Dalam persamaaan diatas dipakai nilai negative (-) jika gelombang berasal dari sebelah kiri titik P atau gelombang merambat ke kanan dan dipakai positif (+)  jika gelombang berasal sebelah kanan titik P  atau gelombang merambat ke kiri.

C.      Sudut Fase, Fase, dan Beda Fase pada Gelombang
Seperti halnya pada getaran, pada gelombang pun dikenal pengertian sudut fase, fase, dan beda fase. Oleh karena itu, perhatikan lagi persamaan gelombang berjalan berikut ini!
Yp = A sin ( ) = 2π       = A sin 2π         
Dimana θ disebut sudut fase sehingga :
                          θp = ( ) = 2π   

mengingat hubungan antara sudut fase (θ) dengan (φ) adalah θ = 2πφ maka fase titik P adalah:
                                        θp  =   

keterangan :
  x   = jarak titik P dari sumber getar (m)
t    = lamanya titik 0 (sumber getar) bergetar (s)
T   = periode gelombang (s)
λ   = panjang gelombang (m)

Apabila pada tali tersebut terdapat dua buah titik, titik P yang berjarak  dari titik asal getaran dan titik Q yang berjarak  dari titik asal getaran, maka besarnya beda fase antara titik P dan Q
adalah  ∆φ = φp – φQ =       -   
                                          ∆φ =    = 
Contoh Soal!

Sebuah gelombang merambat pada tali yang memenuhi persamaan :
Y = 0,4 sin 2π (60 t – 0,4 ) di mana Y dan  dalam meter dan t dalam
Sekon, tentukan :
a.       Amplitude gelombang,
b.      Frekuensi gelombang,
c.       Panjang gelombang,
d.      Cepat rambat gelombang, dan
e.       Beda fase antara titik  A dan B pada tali itu yang berpisah sejauh 1 m.

Penyelesaian :
Untuk meyelesaikan persoalan gelombang berjalan yang diketahui
persamaan gelombangnya, kita mengubah bentuk persamaan gelombang
 tersebut ke dalam bentuk persamaan gelombang umum.
Diketahui            :           Y = 0,4 sin 2π (60 t – 0,4 )
Ditanyakan         :           a.   A = . . . ?
                                                       b.   f  = . . . ?
                                           c.     = . . . ?
                                           d.     = . . . ?
                                           e.   ∆φ = . . . ?

Jawab :
Y = 0,4 sin 2π (60 t – 0,4 ) diubah menjadi bentuk
Y ­­­­­­­­­= 0,4 sin (120π t – 0,8𝜋 )
YP     = A sin (  k )

a.             A   = 0,4 m
b.             = 120 πt
   = 2πf → 2πf = 120 πf =  60 Hz           
c.             k = 0,8π   = 0,8π  =  = 2,5 m
d.              = f    = 60 x 2,5 = 150 m/s
e.             ∆φ =  =   =

BAB III PENUTUP

Daftar Referensi
Suharyanto, dkk. 2009. Fisika untuk SMA dan MA kelas XII. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional.




Tidak ada komentar:

Posting Komentar