1

2

Pengertian GelombangPengertian Gelombang

Getaran yang merambat.Rambatan energi.Getaran yang merambat tetapi partikel-

partikel medium tidak ikut merambat.

3

MACAM-MACAMMACAM-MACAM GELOMBANGGELOMBANG

4

Gelombang transversal : gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah getar gelombang

Arah getar

Arah rambat

1. Berdasarkan arah rambatan1. Berdasarkan arah rambatan

5

Contoh gelombang transversal :– Gelombang permukaan air– Gelombang tali

G. Permukaan air

G. Permukaan air

G. tali

6

Arah getar

Arah rambat

Gelombang longitudinal : gelombang yang arah rambatan-nya berimpit dengan arah getar gelombang

7

Contoh gelombang longitudinal :– Gelombang bunyi– Gelombang pegas (slinki)

Gelombang slinki

Gelombang bunyi

8

2. Berdasarkan medium rambatan2. Berdasarkan medium rambatan

Gelombang mekanik : gelombang yang merambat memerlukan medium (zat perantara)– Contoh :

gelombang tali,

gelombang bunyi

9

Gelombang elektromagnetik : gelombang yang merambat tidak mutlak memerlukan medium (zat perantara) akan dipelajari di Cawu III– Contoh :

gelombang cahaya, gelombang mikro, gelombang sinar-x dan lain-lain

10

3. Berdasarkan amplitudo :3. Berdasarkan amplitudo :

Gelombang berjalan : gelombang yang memiliki amplitudo tetap– Contoh :

Gelombang tali

Gelombang tali

11

Gelombang stasioner : gelombang yang memiliki amplitudo berubah-ubah– Contoh :

Dawai gitar Pipa organa Dawai Gitar

12

Satu gelombang transversalSatu gelombang transversal

1 panjang gelombang

1 panjang gelombang

1 panjang gelombang

1 panjang gelombang

λ λ

λ λ

13

Satu gelombang longitudinalSatu gelombang longitudinal

1 panjang gelombang (λ)

½ panjang gelombang (λ)

λ ½λ

14

Besaran Dasar GelombangBesaran Dasar Gelombang

Periode ( T ) satuan sekon ( s ) Frekuensi ( f ) satuan Hertz ( Hz ) Panjang gelombang ( λ ) satuan meter ( m ) Cepat rambat gelombang ( v ) satuan ( m/s )

15

Periode ( T ) & Frekuensi ( f )Periode ( T ) & Frekuensi ( f )

Periode : Waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang (sekon)

Frekuensi : Banyaknya gelombang yang terbentuk setiap sekon ( Hz)

Hubungan antara frekuensi dengan periode 1

f = T

16

Cepat rambat gelombang (v)Cepat rambat gelombang (v)

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh satu gelombang ( λ ) dalam waktu satu periode ( T ).

λv = atau v = λ.f

T

17

So

P

Waktu getar P

ts = t

tsp = sp/v

tp = ts – tsp

tp = t – sp/v

S = Sumber gelombang

P = titik di dalam gelombang

v = cepat rambat gelombang

ts = waktu getar sumber

tsp = waktu tempuh gelombang dari S ke P

v

18

Perbedaan FasePerbedaan Fase

Beda fase antara titik A dan titik B :

∆ϕAB = ϕA - ϕB = AB/λ

•A •B

19

S•P

v

Fase titik P ϕp = t/T – x/λ Persamaan gelompang di titik P yp = A sin 2π (t/T – x/λ) yp = A sin (2πt/T – 2πx/λ) jika k = 2π/λ maka

: yp = A sin (ωt – kx)

x

20

Memahami persamaan umum Memahami persamaan umum simpangan gelombang berjalan simpangan gelombang berjalan

Titik asal ke atas merambat ke kiri

yp = ± A sin (ωt ± kx)

Titik asal ke bawah merambat ke kanan

21

Memahami persamaan simpangan Memahami persamaan simpangan gelombang berjalan gelombang berjalan Simpangan di titik P Amplitudo

yp = ± A sin (ωt ± kx)

Bilangan gelombang Frekuensi sudut

22

Frekuensi sudut & Bilangan Frekuensi sudut & Bilangan gelombanggelombangFrekuensi sudut :

ω = 2πf atau ω = 2π/T

Bilangan gelombang :

k = 2π/λ

23

So

P R

1. Gelombang pada tali berujung bebas a. Gelombang datang : Gelombang yamg

merambat meninggalkan sumber

yp1 = A sin { 2π ( f.t – ( L-x ) / λ ) }

L

xL-x

24

)2sin(

)2sin(

)2sin(

λπ

π

π

sp

T

tAy

Tvsp

tAy

T

tAy

v

sptt

p

p

−=

−=

=

−=

25

So

P R

b. Gelombang pantul : Gelombang yang merambat menuju sumber

yp2 = A sin { 2π ( f.t – ( L+x ) / λ ) }

L

xL+x

26

So

P R

c. Gelombang Stasioner : Gelombang yang merupakan paduan antara gelombang datang

dengan gelombang pantul(yp=yp1+yp2)

yp = 2A sin { 2π ( f.t – L/λ )}.cos 2πx/λ

L

xL+x

27

Amplitudo gelombang stasionerAmplitudo gelombang stasionerdan Posisi perut / simpul, untuk tali dan Posisi perut / simpul, untuk tali berujung bebasberujung bebas

A’ = 2A .cos 2πx/λPosisi perut (P) : x = (n – 1). ½λPosisi simpul (S) : x = (2n – 1). ¼λ

S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P(x) Posisi simpul

pertama

(x) Posisi perut kedua

28

λ

ππ

λπ

λπλπ

λπ

2

1)1(

)1(

)1cos(cos

1cos

cos2

2

2

2

2'

−=

−=−=

==

nx

n

n

AA

x

x

x

x

29

λ

ππ

λπ

λπλπ

λπ

4

1)12(

)12(

)12cos(cos

0cos

cos2

212

212

2

2'

−=

−=−=

==

nx

n

n

AA

x

x

x

x

30

So

P R

2. Gelombang pada tali berujung terikat a. Gelombang datang : Gelombang yamg

merambat meninggalkan sumber

yp1 = A sin { 2π ( f.t – ( L-x ) / λ ) }

L

xL-x

31

So

P R

b. Gelombang pantul : Gelombang yang merambat menuju sumber

yp2 = – A sin { 2π ( f.t – ( L+x ) / λ ) }

Catatan : Di ujung terikat mengalami perubahan fase ½

L

xL+x

32

A B

2

121

===∆λλ

λϕ ABAB

33

Perubahan fase Fungsi sinusPerubahan fase Fungsi sinus

y = sin 2π(t/T) jika mengalami perubahan fase ½, maka :

y = sin 2π(t/T + ½) jadi y = sin (2πt/T + π)

y = -sin 2π(t/T) Catatan : Sin α + sin β = 2 sin½(α+ β)cos ½(α- β) Sin α - sin β = 2 cos½(α+ β)sin ½(α- β)

34

So

P R

c. Gelombang Stasioner : Gelombang yang merupakan paduan antara gelombang datang

dengan gelombang pantul

yp = 2A cos { 2π ( f.t – L/λ )}.sin 2πx/λ

L

xL+x

35

Amplitudo gelombang stasionerAmplitudo gelombang stasionerdan Posisi perut / simpul, untuk tali dan Posisi perut / simpul, untuk tali ujung terikat.ujung terikat.

A’ = 2A .sin 2πx/λPosisi perut (P) : x = (2n – 1). ¼λPosisi simpul (S) : x = (n – 1). ½λ

S P S P S P S P S P S P S P S P S P S P S

36

FL

37

Massa taliMassa tali

mt = ρ.V = ρ.A.LV = A.L

µ = mt/L = ρ.A

38

L

L = 3λ/2

L = 4λ/2

L = 2λ/2

L = 1λ/2♫ Nada dasar λo = 2L/1

♫ Nada atas 1 λ1 = 2L/2

♫ Nada atas 2 λ2 = 2L/3

♫ Nada atas 3 λ3 = 2L/4

♫ Nada n λn = 2L/(n+1)

n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)L = (n+1).½λ

39

L

L = 3λ/2

L = 4λ/2

L = 2λ/2

L = 1λ/2♫ Nada dasar fo = v/2L

♫ Nada atas 1 f1 = 2v/2L

♫ Nada atas 2 f2 = 3v/2L

♫ Nada atas 3 f3 = 4v/2L

♫ Nada n fn = (n+1)v/2L

n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)L = (n+1).½λ

40

Rumus umum frekuensi nada Rumus umum frekuensi nada dawaidawai

n+1 F.L Keterangan : fn = F : Gaya tegang

2L mt L : panjang tali Atau

n+1 F A : luas penampang

fn = ρ : massa jenis tali 2L A.ρ n : bilangan cacah

m : massa tali

41

Perbandingan nada dawaiPerbandingan nada dawai

f1 : f2 = L2 :L1

f1 : f2 = F1 : F2

f1 : f2 = √A2 : √A1

f1 : f2 = √ρ2 : √ρ1

42

f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 2 : 3 : 4 : …

43

P.O

. Ter

tutu

p

2 jenis Pipa organa

Pipa Organa terbuka (POKA)

Pipa Organa tertutup (POTUP)

44

L = 3λ/2

L = 4λ/2

L = 2λ/2

L = 1λ/2

L = (n+1).½λ

L

♫ Nada dasar fo = v/2L

♫ Nada atas 1 f1 = 2v/2L

♫ Nada atas 2 f2 = 3v/2L

♫ Nada atas 3 f3 = 4v/2L

♫ Nada n fn = (n+1)v/2L

n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)

45

fn = (n+1)v/2L

♫ Keterangan :

fn = nada-nada

( n = 0, 1, 2, 3, …)

v = cepat rambat gelombang

L = panjang pipa

46

f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 2 : 3 : 4 : …

47

L = 5λ/4

L = 7λ/4

L = 3λ/4

L = 1λ/4

L = (2n+1).¼λ

L

♫ Nada dasar fo = v/4L

♫ Nada atas 1 f1 = 3v/4L

♫ Nada atas 2 f2 = 5v/4L

♫ Nada atas 3 f3 = 7v/4L

♫ Nada n fn = (2n+1)v/4L

n = bilangan cacah(0, 1, 2,…)

48

fn = (2n+1)v/4L

♫ Keterangan :

fn = nada-nada

( n = 0, 1, 2, 3, …)

v = cepat rambat gelombang

L = panjang pipa

49

f0 : f1 : f2 : f3 : … = 1 : 3 : 5 : 7 : …

50

Energi GelombangEnergi Gelombang

Gelombang memindahkan energiEnergi gelombang yang dipindahkan

sebesar :E = ½ky²E = ½m.ω²y² ω = 2πf

E = 2π².f².m.y²

51

Intensitas GelombangIntensitas Gelombang

Intensitas gelombang adalah daya gelombang yang dipindahkan melalui bidang seluas satu satuan luas yang tegak lurus arah cepat rambat gelombang.

I = Intensitas gelombang(W/m²)I = P/A P = Daya gelombang (watt)

A = luas bidang yang ditembus gelombang (m²)

52

Perbandingan intensitasPerbandingan intensitas

I1 r2² =

I2 r1² r2

r1

sumber

I1

I2

53

Taraf Intesitas BunyiTaraf Intesitas Bunyi

Telinga manusia dapat mendengar bunyi mulai dari intensitas 10-12 W.m-2 sampai dengan 1 W.m-2

Intensitas ambang pendengaran 10-12 W.m-2 Taraf intensitas (TI) :

TI = 10 log I/Io satuan deciBell (dB)

54

LogaritmaLogaritma

Log a + log b = log a.bLog a - log b = log a/bLog an = nlog a

55

PelayanganPelayangan

Pelayangan adalah gejala dua bunyi keras atau dua bunyi lemah secara bersamaan.

Frekuensi pelayangan dirumuskan :

fp = f1 – f2

fp f1 f2

56

Efek DopplerEfek Doppler

Gejala meninggi/merendahnya frekuensi sumber bunyi menurut pendengar karena gerakan sumber bunyi/pendengar.

Rumus umum :

v ± vpfp = . fs

v ± vs

57

Perjanjian tanda !Perjanjian tanda !Sumber mendekati pendengar (vs -)Sumber menjauhi pendengar (vs +)

Pendengar mendekati sumber (vp +)Pendengar menjauhi sumber (vp -)

58

KeteranganKeterangan

Contoh memberi tanda vp dan vs :v + vp Keterangan :

fp = . fsfp : frekuensi pendengar

v - vs fs : frekuensi sumber

v : cepat rambat bunyiGerak saling vp: kecepatan pendengar

mendekati vs: kecepatan sumbervs vp

vsumber pendengar