GEJALA GELOMBANG - Bagian II

E. Gelombang Berjalan

1. Persamaan gelombang berjalan

Seutas tali OB . Titik O digetarkan terus menerus, sehingga gelombang merambat menuju B dengan Amplitudo A , frekwensi f , panjang gelombang  dan cepat rambat v.

Titik P berjarak x dari asal getaran O, maka waktu yang digunakan untuk merambat dari titik O ke titik P adalah jarak dibagi kecepatan atau ( ).
Bila O telah bergetar t sekon maka titik p akan bergetar selama

Persamaan gelombangnya menjadi

Dalam bentuk yang lain persamaan gelombang tersebut menjadi:

      

Tanda pada amplitudo A menunjukan:

• Tanda negatif (-)  : Gelombang Merambat ke kiri

• Tanda positif (+)  : Gelombang Merambat ke kanan

Tanda pada konstanta x menunjukan:

• Tanda positif (+) : titik asal getaran ke atas

• Tanda negatif (-) : titik asal getaran ke bawah

2. Kecepatan dan percepatan simpangan

• Kecepatan (v) adalah turunan dari simpangan

      atau    

• kecepatan maksimum      

• Percepatan (a)

     atau    

• percepatan maksimum       

3. Sudut Fase, Fase dan beda fase

• Persamaan dapat diubah menjadi

• Sudut fase adalah nilai sudut dari sin ;

• Fase

• Beda fase

F. Gelombang Stasioner

• Gelombang stasioner adalah gelombang hasil perpaduan atau interferensi dua gelombang yang berlawananarah, yaitu gelombang datang dan gelombang pantul yang memiliki amplitudo dan frekwensi sama. 

• Pada gelombang stasioner ada titik-titik yang selalu bersimpangan maksimum ( titik Perut) dan ada titik-titik yang simpanganya selalu nol ( titik simpul).

Yang di bahas disini adalah gelombang pada tali .

1. Persamaan gelombang stasioner ujung terikat

a. Persamaan gelombang stasioner ujung terikat

Seuatas tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B diikat. Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang datang dan gelombang Pantul adalah gelombag stasioner dan membentuk simpul dan perut.

Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P

Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan

Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan Berubah fase 180 derajat maka sudut ditambah phi :

Perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul adalah:

Ap adalah amplitudo maksimum dengan persamaan variabel sinus, sehingga ada nilai maksimum dan nilai minimum nol. Dengan demikian dapat ditentukan titik simpul dan titik perut, sbb:

b. Titik Simpul dan Titik Perut
    Dari persamaan didapat

• Titik Perut : titik yang aplitudonya selalu maksimum.

• Titik Simpul adalah titik yang aplitudonya selalu nol

cek gambar

2.Persamaan Gelombang Stasioner Ujung Bebas

a. Persamaan gelombang stasioner ujung bebas

Seuatas tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B diikat.

Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang datang dan gelombang

Pantul adalah gelombag stasioner dan membentuk simpul dan perut

Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P

Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan

Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan

Berubah fase 180 derajat maka sudut ditambah

Super posisinya menjadi

(coba anda turunkan sendiri yp=y1 +y2)

Ap adalah amplitudo dengan persamaan variabel cosinus

b.Titik Perut dan Titik Simpul

• Titik Perut adalah titik yang aplitudonya selalu maksimum:

• Titik simpul adalah titik yang amplitudonya selalu nol:

Silahkan Cek Gambar dimana titik perut dan titik simpulnya:
 

Silahkan baca juga : GEJALA GELOMBANG - Bagian I
 

Read More

GEJALA GELOMBANG -Bagian I

A. Definisi
Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambatkan energi dari satu tempat ketempat yang lain, baik melalui medium ataupun tidak. Gelombang air, gelombang tali, gelombang suara , gelombang elektromagnetik adalah contoh dari bebeapa gelombang.

Jenis jenis gelombang dapat dibedakan:

a. Berdasarkan Arah getar terhadap arah rambatnya:

• Gelombang Transversal: gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan rambatnya. Contohnya antara lain: gelombang tali, gelombang elektromagnetik cahaya.

          

• Gelombang Longitudinal: Gelombang yang arah getanya searah dengan arah rambatnya. contohnya Gelombang suara

    

b. Berdasaran Medium perambatan:

• Gelombang mekanik: gelombang yang merambatnya membutuhkan medium. Contohnya: gelombang tali, gelombang suara, gelombang air.

• Gelombang Elektromagnetik: gelombang yang merambatanya tidak membutuhkan medium/zat antar. Contohya: gelombang cahaya, gelombang partikel alha, beta dan gama.

c. Berdasarkan Amplitudonya:

• Gelombang berjalan, yaitu gelombang dengan amplitude yang berubah di setiap titiknya. Gelombang cahaya, gelombangtali dll.

• Gelombang Diam/stasioner: gelombang yang amplitudonya disetiap titik adalah tetap. Gelombang stasioner aadalah gelombang hasil perpaduan dua buah geloambang berjalan.

B. Besaran Besaran Gelombang:

Dalam konsep gelombang ada besaran fisika , yaitu:

1.  Simpangan(y) : adalah jarak titik/posisi pada gelombang dihitung dari titik keseimbangan pada saat tertentu.(satuan SI meter)
2.  Amplitudo (A): yaitu simpangan maksimum getaran yang dihitung dari titik kesetimbangan (satuan SI meter)
3. Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk menempuh untuk satu gelombang penuh. (satuan SI sekon)
4. Frekwensi (f): jumlah gelombang yang melewati suatu titik tiap detik.(satuan SI adalah persekon atau Hertz).
5. Panjang gelombang (l): jarak yang ditempuh untuk satu gelombang.(satuan SI meter)
6. Cepat rambat gelombang (v): jarak yang ditempuh gelombang per satuan waktu. Hubungan cepat rambat (v), frekwensi (f), periode (T) dan panjang gelombang adalah :

                              

C. Energi gelombang
Gelombang pada saat merambat juga membawa energi yang besarnya tergantung dari kuadrat Amplitudonya.

Dengan:
E :energi gelombang (joule)
k : konstanta gaya (Ns2/m.)
m :massa kg
f :frekwnsi(Hz)
A : Amplitudo (m)

D. Sifat-sifat Umum Gelombang

Gelombang secara umum mengalami:
a. Pemantulan (Refleksi)
Contohnya gelombang cahaya dipantulkan oleh cermin. Pada pemantulan berlaku hokum Snelius tentang pemantulan:
• Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang
• Sudut datang sama dengan sudut pantul.

b. Pembiasan(Refraksi)
Contohnya pembiasan pada air, lensa. Pembiasan adalah peristiwa gelombang yang mengalami pembelokan arah karena melewati dua medium yang berbeda. Pada pembiasan berlaku hukum snelius tentang pembiasan.

• Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang
• Sudut datang sama dengan sudut pantul memiliki hubungan

Dengan :

i    : sudut dating
r    : sudut bias
v1 : cepat rambat gelombang di medium 1
v2 : cepat rambat gelombang di medium 2
1   : panjang gelombang di medium 1
2   : panjang gelombang di medium 2

c. Mengalami Penggabungan (Interferensi)
Peristiwa interferensi dapat diamati pada terlihatnya warna-warni pada permukaan air sabun, warna warninya permukaan CD. Peristiwa interferensi terjadi karena perpaduan dua buah gelombang yang memiliki frekwensi dan beda fase yang sama, saling bertemu.

d. Mengalami Lenturan (defraksi) 

• Peristiwa defraksi dapat dialami ketika kita mendengar suara yang berasal dari balik tembok, atau bukit. Meskipun tidak ada benda yang memantulkan suara itu disekitar kita.

• Peristiwa defraksi terjadi karena gelombang melenturkan energinya . Perhatikan contoh defraksi pada gelombang air yang melewati celah sempit. Sebagi berikut.

e. Dispersi (penguraian)

Peristiwa disperse dapat diamati pada terurainya gelombang cahaya polikromatik menjadi komponen gelombang cahaya yang monokromatik ketika melewati prisma.

Peristiwa disperse terjadi karena gelombang mengalami perubahan bentuk ketika melewati suatu medium yang dispersif (medium yang dapat merubah kecepatan yang tergantung frekwnsinya)

f. Mengalami Polarisasi. 

• Peristiwa polarisasi dapat dirasakan pada saat menggunkan kacamata Polaroid kita tidak mengalami  silau saat berjemur di terik matahari. Peristiwa Polarisasi terjadi karena gelombang trasversal mengalami penyerapan arah getarnya. Peristiwa Polarisasi hanya terjadi trasversal saja. Perhatikan gambar berikut. Gelombang utuh yang tidak terpolarisasi melalui filter yang akan meneruskan arah getas sesui orientasi filter tersebut.

• Polarisasi dapat terjadi karena:

          a. Pemantulan
          b. Pembiasan
          c. Absorpsi selektif
          d. Bias kembar oleh kristal
          e. Hamburan

g. Effek Dopler

• Peristiwa ini dapat diamati ketika kita mendengarkan suara ambulan yang mendekati atau menjauhi kita., yang terdengar makin keras saat mendekati kita dan makin lemah saat menjauhi kita.

• Peristiwa Effek Dopler adalah peristiwa berubahnya frekwensi gelombang akibat gerak relative antara sumber gelombang dengan pengamat.  silahkan baca juga GEJALA GELOMBANG - bagian II

Read More