LKS GEtaran, gelombang dan BunyIIII

GELOMBANG

LKS

Kompetensi dasar : 10.1   Menguasai hukum getaran, gelombang dan bunyi

A. Pengertian Gelombang

Bentuk gelombang yang sering kita lihat antara lain gelombang oermukaan air kolam yang merambat dengan tenang dan gelombang air laut yang berupa ombak di lautan. Gelombang merupakan getaran yang merambat.  Energi suatu benda yang bergetar dapat pindah atau merambat ke tempat lain dengan cara melalui gelombang. Energi yang di berikan gelombang air, misalnya oleh batu yang di lempar ke air kolam atau oleh angin ke laut lepas, energi di bawa oleh gelombang air ke tepi kolam atau pantai.

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dapat di kelompokkan menjadi dua, yaitu:

1.     Gelombang Mekanik

Adalah gelombang yang memerlukan medium(perantara) untuk merambat, contoh: gelombang bunyi, gelombang tali.

2.     Gelombang Elektromagnetik

Adalah gelombang yang tidak memerlukan medium utnuk perambatannya, contoh: gelombang cahaya, gelombang radio.

Berdasarkan arah getar gelombang, gelombang dibedakan menjadi   dua, yaitu:

1.     Gelombang transversal

Adalah gelombang yang memiliki arah getar tegak lurus dengan arah rambatannya, contoh gelombang tali.

 

 

2.     Gelombang Longitudinal

Adalah gelombang yang memiliki arah getaran sejajar (berimpit) dengan arah rambatannya, contohnya gelombang pada per (pegas)

 

 

 

Persamaan dasar yang berlaku pada gelombang:

 

 

 

Keterangan:

λ = panjang gelombang (m)

v = cepat rambat gelombang (m/s)

f = frekuensi gelombang (HZ) : jumlah gelombang yang terjadi tiap detik

T = Periode (s) : waktu yang di butuhkan dalam satu gelombang penuh

Contoh soal 1:

1)     Gelombang dari suatu sumber bunyi mempunyai frekuensi 25 Hz. Bila cepat rambat elombang bunyi di udara 340 m/s, berapakah panjang gelombang tersebut?

Jawab:

Dik : f = 25 Hz

v = 340 m/s

dit: λ?

 

 

Berdasarkan amplitudonya, gelombang dapat di bedakan menjadi:

1.     Gelombang berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudonya tetap. Secara umum persamaan gelombang berjalan dapat di tulis:

 

Dimana:

y : simpangan gelombnag (m)

 

A : amplitudi gelombang (m)

ω : kecepatan sudut

k : konstanta gelombang

x : jarak P ke titik acuan o (m)

t : lama getaran (s)

(-) : gelombang merambat ke kiri

(+) : gelombang merambat ke kanan

f : frekuensi (banyaknya getaran n /waktu t) =n/t

P : periode (banyaknya waktu(t) yang dibutuhkan dalam satu kali getaran (n)) = t/n

 

Contoh soal 2:

2)     Sebuah gelombang berjalan memenuhi persamaan:

, dengan x dan y dalam m dan t dalam s. Tentukanlah:

a)     Amplitudo gelombang

b)     Konstanta gelombang

c)     Panjang gelombang

d)     Frekuensi gelombang

e)     Cepat rambat gelombang

 

 

 

 

Penyelesaian:

Pers, umum gelombang berjalan:

Pers. Gelombang yang diketahui:

Maka:

a)     A = 0,2 m

b)     k = -0,4 ke arah kiri

c)     panjang gelombang

 

 

 

d)     frekuensi getaran, dengan

 

 

 

e)     cepat rambat gelombang (v)

 

 

2.     Gelombang diam ( stasioner)

Gelombang diam adalah gelombang yang amplitudonya berubah

 

B. Sifat-sifat Umum Gelombang

1.     Pemantulan ( Refleksi)

Bila gelombang datang mengenai penghalang di dalam perambatannya, maka gelombang akan mengalami pemantulan. Hukum pemantulan di yatakan oleh Snellius, bahwa besarnya sudut datang (i) sama dengan besar sudut pantul (r).

 

 

2.     Pembiasan ( Refraksi)

Sering kali seringkali gelombang harus merambat dari satu medium ke medium lain berbeda jenisnya . misalnya, perambatan gelombang cahaya dari udara ke air atau sebaliknya. Bila dalam perambatannya sebuah gelombang melewati bidang batas dua medium, maka arag gelombang datang akan mengalami pembelokan gelombang. Peristiwa ini di sebut dengan pembiasan,

Hukum pembiasan oleh Snellius:

a)     Bila suatu gelombang datang dari medium kurang rapat ke medium lebih rapat, maka gelombang tersebut akan di biaskan mendekati garis normal.

b)     Bila suatu gelombang datang dari medium yang lebih rapat ke medium yang kurang rapat, maka gelombang tersebut akan di biaskan menjauhi garis normal.

Pada pembiasan berlaku persamaan:

 

Dengan:

i : sudut datang

r : sudut bias

v1 : kecepatan gelombang datang

v2 : kecepatan gelombang setelah pembiasan

perbandingan cepat rambat gelombang di medium pertama dengan cepat rambat di medium kedua di sebut dengan indeks bias (n). Maka berlaku:

 

Contoh soal 3:

Gelombang air datang dari daerah dangkal ke daerah dalam dengan sudut datang 300 dan berkecepatan 30 m/s. Bila gelombang di biaskan dengan sudut 450, maka cepat rambat di daerah dangkal adalah…m/s.

Penyelesaian:

Diketahui:

v1 : 30 m/s

i : 300

r : 450

ditanyakan : v2?

 

 

 

 

m/s

 

3.     Perpaduan Gelombang ( Interferensi)

Interferensi gelombang yaitu peristiwa perpaduan dua gelombang yang mempunyai frekuensi dan beda fase sama (koheren) yang bertemu di suatu tempat.

 

4.     Pelenturan ( Difraksi)

Pelenturan atau pembelokan gelombang yang disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah disebut difraksi gelombang.

 

5.     Polarisasi

Peristiwa polarisasi yaitu terserapnya sebagian arah getar cahaya. Peristiwa polarisasi hanya terjadi pada gelombang transversal.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.     Penguraian gelombang (Dispersi)

Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium. Contohnya peristiwa terurainya cahaya putih oleh prisma

 

7.     Efek Doppler

C,J. Doppler (1803) menjelaskan bahwa frekuensi suatu gelombang akan bertambah tinggi ketika sumber gelombang pengamat atau keduanya bergerak saling mendekati, dan akan bertambah rendah ketika sumber gelombang atau pengamat atau keduanya bergerak saling menjauh. Sehingga bunyi Efek Doppler dapat di formulasikan kedalam bentuk matematis:

 

Dimana:

fp : frekuensi pendengar (hz)

fs : frekuensi sumber (hz)

vp : kecepatan gerak pendengar (m/s)

vs : kecepatan gerak sumber bunyi (m/s)

v  : kecepatan gelombang bunyi di udara (m/s)

Tugas Rumah:

Persamaan gelombang berjalan di nyatakan sebagai :  dengan x dalam meter dan t dalam s. Tentukan:

a)     Amplitudo gelombang

b)     Konstanta gelombang

c)     Panjang gelombang

d)     Frekuensi gelombang

e)     Cepat rambat gelombang

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

LATIHAN SOAL

Kompetensi dasar : 10.1   Menguasai hukum getaran, gelombang dan bunyi

 

1.     Suatu pemancar radio bekerja pada frekuensi 0,3 MHz. Jika kecepatan gelombang radio di udara dianggap 3×108 m/s, maka pemancar radio tersebut bekerja pada daerah panjang gelombang sebesar…

a.   3 km

b.   1 km

c.    3 m

d.   1 m

e.   1 cm

2.     Gelombang yang memerlukan zat atau medium perantara untuk merambat di sebut dengan…

a.   Gelombang transversal

b.   Gelombang mekanik

c.    Gelombang longitudinal

d.   Gelombang elektromagnetik

e.   Gelombang berjalan

3.     Jika diketahui suatu gelombang merambat pada tali dengan persamaan simpangan , maka cepat rambat gelombang pada tali adalah…

a.   4 m/s

b.   8 m/s

c.    10 m/s

d.   12 m/s

e.   14 m/s

4.     Dari suatu tempat ke tempat yang lain, yang di pindahan oleh gelombang adalah:

a.   Panjang gelombang

b.   Amplitudo

c.    Massa

d.   Energi

e.   Fase

5.     Peristiwa yang tidak akan terjadi pada gelombang longitudinal adalah…

a.   Pemantulan

b.   Pembiasan

c.    Polarisasi

d.   Dispersi

e.   Difraksi

6.     Peristiwa perpaduan dua gelombang yang memiliki beda fase dan frekuensi sama disebut,,,

a.   Refraksi

b.   Interferensi

c.    Polarisasi

d.   Dispersi

e.   Disfraksi

7.     Perbedaan dasar antara gelombang transfersal dan gelombang longitudinal yang berjalan sepanjang slinki adalah…

a.   Amlitudo

b.   Frekuensi

c.    Kecepatan

d.   Arah getar

e.   Arah rambat gelombang

8.     Suatu gelombang berjalan pada tali dengan persamaan , satuan dalam SI. Besarnya cepat rambat gelombang adalah…

a.   6 m/s

b.   5 m/s

c.    4 m/s

d.   3 m/s

e.   2 m/s

9.     Gelombang air datang dari daerah dalam ke daerah dangkal dengan sudut datang 600 dan berkecepatan 27 m/s. Bila gelombang di biaskan dengan sudut 300, maka cepat rambat di daerah dangkal adalah…m/s.

a.

b.

c.

d.

e.

10.   Sebuah gelombang berjalan dinyatakan dengan persamaan  jika x dan y dalam m dan t dalam s, maka besar frekuensi dan panjang gelombang masing-masing adalah…

a.   1 Hz dan 10 m

b.   2 Hz dan 10 m

c.    3 Hz dan 10 m

d.   1 Hz dan 2,5 m

e.   1 Hz dan 0,4 m

  1. No trackbacks yet.

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: