1 / 55

Gelombang Mekanik

Gelombang Mekanik. Klasifikasi gelombang menurut perbedaan : 1). Arah rambat terhadap arah getaran a. Gelombang Transversal : arah rambat  arah getaran Exs : Gel. pada tali Gel. pada permukaan air, dsb b. Gelombang Longitudinal : arah rambat berimpit dengan arah getaran

orsin
Download Presentation

Gelombang Mekanik

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Gelombang Mekanik

  2. Klasifikasigelombangmenurutperbedaan : 1). Arahrambatterhadaparahgetaran a. Gelombang Transversal : arahrambatarahgetaran Exs: Gel. padatali Gel. padapermukaan air, dsb b. Gelombang Longitudinal : arahrambatberimpitdenganarahgetaran Exs: Gel. Bunyi Gel. padaslinki

  3. 2). Medium yang dilaluia. GelombangMekanik: merambatmemerlukan medium perantaraExs: *) Gelombangbunyi *) Gelombangpadatalib. GelombangElektromagnet: merambattanpaperantaraExs: *) Gelombang Radio *) GelombangCahaya tampak dan tidak tampak *) Geombang TV, Radar

  4. 3). Amplitudo a. GelombangBerjalan: Amplitudo (simpanganmaksimum) padasetiaptitikselalusama b. GelombangStasioner: Amplitudodisetiaptitikberubah-ubah

  5. GELOMBANG MEKANIK : t = lamanyagelombangbergetardi Otp = lamanyagelombangbergetardititik PGelombangmerambatdari O ke P ( kekanan ) Persamaan Simpangan Gelombang Berjalan: O = sumber getar OP = X ( jarak suatu titik terhadap sumbar getar ) P sedangkan,

  6. Persamaan simpangan gelombang di O : Persamaan simpangan gelombang di P Waktu yang diperlukan gelombang mermbat dari O ke P :

  7. , , , maka : k = bilangan gelombang dan

  8. Secara Umum : Sudut Fase (  ), Fase ( ) dan Beda Fase ( ) Persamaan Simpangan di O :

  9. Fase ( ) = t / T Sudut fase ( ) Jika Persamaan gel adalah : Fase SudutFase (  )

  10. Beda Faseantaraduatitik A dan B yang dilaluigelombangBeda Fase :  = A - B Sudut Fase (  ) = .t

  11. Exercise 1 : 1. Sebuah gelombang merambat dari sumber S ke kanan dengan laju 8 m/s, frekuensi 16 Hz, amplitudo 4 cm. Gelombang itu merambat melalui titik P yang berjarak 19/2 m dari S. Jika S telah bergetar 1,25 detik, dan arah gerak pertama kali ke atas, maka simpangan titik P pada saat itu berjarak 19/2 m adalah . . .

  12. Jawab :1) Diket :V = 8 m/s , A = 4cm , f = 16 Hz , x = 19/2 m = 0,04 m t = 1,25 = 5/4 sDitanya :y di P = ?

  13. y = 6 sin ( 0,02.X + 4t) • Hitung : • Amplitudo • Panjanggelombang • Frekuensi • Kecepatangetaranmaksimum • Percepatangetaranmaks • Arahrambatgelombang • Arahgetaranpertama kali

  14. y = 6 sin ( 0,02.X + 4t) y = 6 sin ( 4.t + 0,02.X) y = A sin ( t + k.X) a) A = 6 cm b) K = 2  /  = 0,02   = 100cm •  = 2  f = 4  f = 2 Hz • V = dy/dt = 6.4  cos (4t + 0,02  ) V mak = 24 cm/s. e) a = dV/dt = - A 2 sin (4t + 0,02  ) a mak = A 2 = 6.16 2 = 96 2 cm/s f) (+) = arah rambat gelombang dari kanan ke kiri • (+) = arah getar pertama kali ke atas Berapa : a) A b)  c) f d)Vmak e) a mak f) arah rambat gel. g) arah getar pertama

  15. PersamaanSimpanganGelombangStasioner.Gel. Stasioner gel berdiri ( diam )merupakanperpaduan / superposisidarigelombangdatangdengangelombangpantulpadaarah yang berlawanan1. Pemantulan Ujung Bebas : X = jaraktitik P keujungpantull = panjangtali

  16. PersamaamsimpangangelombangStasionerdi Pmerupakansuperposisidarisimpangangelombangdatangdansimpangangelombangpantul Persamaamsimpangandi P dari : a) Gelombangdatang : b) GelombangpantulKarenaujungpantuldapatbergerakbebas, gelombang pantultakmengalamipembelokanfase. Jadi :

  17. Ingat : Sin a+sin b = 2 sin ½ (a+b).Cos ½ (a-b) Maka :

  18. DenganAmplitudogelombangStasioner : (Ap) LihatGambar : • LetakTitikperutdari Ujung pantul : letakperutkeperutberikutnyaatausimpulkesimpulberikutnyaselisih ½  • Letaktitiksimpuldariujungpantul :

  19. 2. Pemantulan Ujung Tetap b) Gelombangpantul Karenaujungpantultidakdapatbergerakbebas, gelombangpantulmengalamipembelokanfase X = jarak titik P ke ujung pantul l = panjang tali Persamaam simpangan di P dari : a) Gelombangdatang : atau

  20. Persamaam simpangan gelombang Stasioner di P • merupakan superposisi dari simpangan gelombang datang dan simpanga gelombang pantul Ingat : Maka Dengan Amplitudo gelombang Stasioner : (Ap) Sin a - sin b = 2 sin ½ (a-b).Cos ½ (a+b)

  21. Lihat Gambar : • Letak Tititk perut dari ujung pantul : letak perut ke perut berikutnya atau simpul ke simpul berikutnya selisih ½  • Letak titik simpul dari ujung pantul :

  22. Kecepatan Rambat Gelombang 1. Pada Dawai / Tali Hasil percobaan Melde menyimpulkan : Kecepatan rambat gelombang pada dawai : • sebanding dengan akar tegangan dawai (F) • Berbanding terbalik dengan akar massa per satuan panjang dawai ()

  23. Kecepatan rambat gelombang dalam dawai : ingat : Jadi : 2. Pada Zat Padat Kecepatan rambat gelombang : • sebanding dengan akar modulus Young (E) • berbanding terbalik dengan akar massa jenis () F = Gaya tegangan tali m = massa tali / dawai A = luas penampang L = panjang tali  = massa jenis tali / dawai E = Modulus Yuong ( N/m2 )  = massa jenis (kg/m3)

  24. 3. Zat Cair : • Sebanding dengan akar modulus Bulk (B) • Berbanding terbalik dengan akar massajenisnya () 4. Pada Gas : • sebanding dengan akar suhu mutlaknya (T) • berbanding terbalik dengan akar massa molekul relatif ( Mr) • Tergantung dengan jenis gasnya. B = Modulus Bulk ( N/m2 )  = massa jenis (kg/m3) = Konstanta Laplace R = konstanta Umum Gas Mr = massa molekul relatif

  25. 2. Hitunglah cepat rambat bunyi di udara pada temperatur a) b) diketahui a). b)

  26. Latihan : Tentukancepatrambatgelombangbunyididalam air danpanjanggelombangnyajikabunyimempunyaifrekuensi 262 Hz. Modulus Bulk air Dari persamaan : ,

  27. Frekuensi Nada-nada pada berbagai sumber bunyi. • Dawai / Senar

  28. a) Frekuensi nada dasar (fo) • Jika dawai dipetik dengan tidak ditekan ( Gb. a) • Pola gelombang : s-p-s • l = ½  2l = • V = o . fo 

  29. b) Frekuensi nada ataspertama (f1) • Jikadawaidipetikdenganditekanpada ½ l ( Gb. b) • Polagelombang : s-p-s - p-s • l = atau 2l =2 • V = 1 . f1 c. Frekuensi nada ataske-dua (f2) • Jikadawaidipetikdenganditekanpada 1/3 l (Gb. c) • Polagelombang : s-p-s- p-s – p -s • l = 3/2  2/3 l = • V = 2 . f2 JadiPerbandinganfrekuensi nada – nada padadawaisebagai : fo : f1 : f2 : ….. = 1 : 2 : 3 : …..

  30. Soal • Sepotong dawai yang panjangnya 80 cm dan massanya 16 gram dijepit kedua ujugnya dan terentang tegang dengan tegangan 800 N. frekuensi nada atas kedua yang dihasilkan adalah ….. • Sepotong dawai terikat kedua ujungnya memiliki panjang l = 5 m, massa persatuan panjang 40 g/m menghasilkan frekuensi nada dasar 20 Hz. Hitung : • Tegangan dawai • Frekuensi nada atas pertama • Frekuensi nada atas kedua

  31. 2. Pipa Organa : • Pipa Organa terbuka Perbandinga frekuensi nada – nada pada pipa organa terbuka : fo : f1 : f2 : ….. = 1 : 2 : 3 : …..

  32. - Pipa Organa Tertutup a. Frekuensi nada dasar (Gb. i ) ----- b. Frekuensi nada atas pertama (Gb. ii ) c. Frekuensi nada atas kedua ( Gb. iii)  Perbandingan frekuensi nada-nada pipa organa tertutup fo : f2 : f2 : ….. = 1 : 3 : 5 : …..

  33. Perbandingan Frekuensi nada – nada pada pipa organa tertutup sebagai : fo : f2 : f2 : ….. = 1 : 3 : 5 : …..

  34. Soal • Nada atas pertama pipa organa terbuka yang panjangnya 40 cm beresonansi dengan pipa organa tertutup. Jika saat beresonansi jumlah simpul pada kedua pipa sama. Berapa panjang pipa organa tertutup? • Pada suatu pipa organa tertutup terjadi 3 buah simpul. Nada dari pipa organa ini beresonansi dengan nada harmonik ketiga dari senar. Bila panjang senar 90 cm, panjang pipa organa ?

  35. Efek Doppler EfekDopler : Frekuensibunyiklaksonsebuahmobil yang dihidupkanterusmenerusakanterdengar : • Frekuensinyasamadenganfrekuensisumber saatsumber (s) danpendengar (p) diamrelatifsatusama lain. • lebihtinggisaatmendekati • lebihrendah saatmenjauhikita. Peristiwainidisebutefek Doppler.

  36. Pengamat (P) bergerak mendekati Sumber (S) diam. P S Vp 

  37. 2. Pengamat (P) bergerak menjauhi Sumber (S) diam. P S Vp

  38. 3. Pengamat (P) diam dan sumber (S) bunyi bergerak mendekati pendengar P.  S

  39. 4. Pengamat (P) diam dan sumber bunyi (S) bergerak mendekati pendengar

  40. Secara umum dapat dirangkum menjadi : atau

  41. Soal 1. Sebuah ambulans bergerak dengan kecepatan 33,5 m/s sambil membunyikan sirine pada 400 Hz. Seorang pengemudi truk yang bergerak dengan kecepatan 24,6 m/s mendengar bunyi sirine ambulans.kecepatan bunyi di udara 340 m/s Berapa frekuensi yang didengar pendengar : a) saat saling mendekati b) saat saling menjauhi a) Fp = 475 Hz b) Fp = 338 Hz

  42. Taraf Intensitas Bunyi Energi Bunyi :  Rambatan gelombang merupakan rambatan energi • energi yang dipindahkan gelombang  energi getaran (Ep maks ) k = konstanta gelombang m = massa, Jadi E =  = Kecpatan sudut y mak = A (ampliduto) maka : E y2mak atau A2 E f2

  43. Intensitas Bunyi (I) Yaitu energi yang dipindahkan persatuan luas tiap detik atau daya (P) tiap satuan luas (A)

  44. Intensitas Ambang (I0)  intensitas terendah yang masih dapat menimbulkan rangsangan pendengaran  I0 = 10-12 Watt /m2 Intensitas Ambang perasaan :  Intensitas terbesar yang masih dapat diterima telinga tanpa merasa sakit  I = 1 Watt/m2

  45. Taraf Intensitas bunyi (TI) • Logaritma perbandingan antara intensitas bunyi dengan intensitas ambang pendengaran. TI = taraf intensitas bunyi  desibel (dB) I = Intensitas bunyi  Watt/m2 IO = intensitas ambang bunyi  Watt/m2

  46. Taraf intensitas bunyi dari n buah sumber bunyi  1 sumber bunyi Intensitasnya  I1= I • maka n buah sumber bunyi intensitasnya I2 = n I Jika TI sebuah sumber bunyi TI dari n buah sumber bunyi

  47. n = jmlsumberbunyi TI1 = tarafintensitas 1 sumberbunyi TI2 = tarafintensitas n buahsumberbunyi

  48. Taraf Intensitas suatu sumber bunyi yang didengar pada jarak yang berbeda  pada jarak r1  Pada jarak r2

  49. k = kelipatan jarak

  50. Pelayangan bunyi : Interferensi yang dihasilkan oleh superposisi dua buah gelombang bunyi dengan frekuensi yang sedikit berbeda dan merambat dalam arah yang sama akan menimbulkan kenyaringan bunyi yang berubah-ubah secara periodik . 1 layangan = keras – lemah – keras atau lemah – keras – lemah

More Related