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 :
- 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.
- 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.
- 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 π → f =
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