Kompetensiyang diharapkan Gelombang Mekanik Mampu mendeskripsikan gejala dan ciri-ciri gelombang secara umum Mampu menentukan besaran-besaran gelombang yaitu amplitudo, frekuensi, kecepatan, fasa dan konstanta penjalaran. Mampu menjelaskan perbedaan gelombang tranversal dan longitudinal Mampu mencari persamaan gelombang hasil superposisi.
Definisi umum Gelombang Gelombang adalah gejala perambatan suatu gangguan melewati suatu ruang, dimana setelah gangguan tersebut lewat keadaan ruang akan kembali ke keadaan semula seperti sebelum gangguan itu datang Gelombang merupakan salah satu cara perpindahan energi Gelombangyangprosesperambatannyamemerlukanmedium dinamakan dengan gelombang mekanik. Sedangkan yang tidak selalu memerlukan medium dalam proses perambatannya dimanakan gelombang elektromagnetik, contoh: GelombangMekanik(bunyi, air, perlumedium untuk menjalar) GelombangElektromagnetik(cahaya, radio, tidakperlumedium)
Tipe Gelombang menurut arah vibrasi dan arah propagasinya: Gelombang Transversal: Perpindahan vibrasi Arah penjalaran gelombang Gelombang Longitudinal: Perpindahan vibrasi //Arah penjalaran gelombang
Panjang Gelombang(λ): Jarak antara titik-titik identik pada gelombang. Amplitudo(A): Perpindahan maksimum dari sebuah titik pada gelombang. Panjang gelombang λ Amplitudo A A Perioda(T): Waktu dari sebuah titik pada gelombang untuk melakukan satu osilasi secara komplit.
Laju(v): Kecepatan perambatan gangguan/energi atau panjang gelombang(λ) yang terjadi setiap satu satuan waktu(t) Frekuensi(f): jumlah siklus/osilasi komplitper detik, satuannya: Hz (Hertz) λ vt v λ/t λf y +A -A +A -A +A -A +A -A +A -A λ t 0 t T t 2T t 3T t T 4 4 4 x x x x x
Sebuah kapal melempar perahu sampan pada suatu lokasi dan diombang-ambingkan gelombang naik dan turun. Jika jarak antara puncak gelombang adalah 20 meter dan laju gelombang 5 m/s, berapa lama waktu t yang dibutuhkan kapal untuk bergerak dari puncak ke dasar lembah gelombang? t t + t Diketahuiv λ/ T, makat λ/ v. Jika λ 20 mdanv 5 m/s, maka T 4 sec Waktu tempuh dari puncak ke lembah adalah setengah perioda, jadi t 2 sec
Fungsi Gelombang Sinus Dalam Domain Ruang θ λ Panjang gelombang Amplitudo A x 2 π y Asin ( x λ ) Bilangan gelombang y A sin ( k x )
θ T Gelombang Mekanik Fungsi Gelombang Sinus Dalam Domain Waktu Perioda Amplitudo A t Frekuensi y A 2 π sin ( t T ) Frekuensi sudut y A sin (2 π f t y Asin ( ω t ) )
Fungsi Gelombang Sinus Dalam Domain Ruang dan Waktu y A sin ( k x ω t ) A k λ ω f Amplitudo 2 π λ Panjang 2 π f Bilangan Frekuensi gelombang Frekuensi gelombang sudut
Laju Gelombang pada tali Gelombang Mekanik Laju gelombang pada tali yang terregang dengan gaya F adalah: µ dinamakan dengan rapat massa tali persatuan panjang Lajugelombanghanyatergantungpadasifatmedium yang dilewati oleh gangguan dan tidak bergantung pada besaran sumber gelombang. Contoh lain: gelombang cahaya, laju gelombang cahaya di ruang vakum besarnya: c 1 µ ε 0 0 µ 0 Permitivitaslistrikvakum ε 0 Permiabilitasmagnetikvakum
Laju gelombang dalam fungsi gelombang: y A sin ( k x ω t ) Pilih sebuah perpindahan tertentu fasa tertentu kx-ωt konstan v dx ω dt k y(x,t) Asin(kx-ωt) v>0 Gelombang menjalar ke kanan y(x,t) Asin(kx+ωt) v<0 Gelombang menjalar ke kiri
Pemantulan dan Transmisi Gelombang Pemantulan gelombang tali pada ujung tetap Pemantulan gelombang tali pada ujung bebas Gelombang pantul berlawanan fasa dengan gelombang datar Gelombang pantul sefasa dengan gelombang datar
Pemantulan dan Transmisi Gelombang Perambatan gelombang dari medium kurang rapat ke medium yang lebih rapat Peramabatan gelombang dari medium lebih rapat ke medium yang kurang rapat
Latihan Soal Gelombang Mekanik Lajubunyidiudaranilainyasekitar300 m/s, danlajucahayadi udara kira-kira 300,000,000 m/s. Misal kita membuat gelombang bunyi dan gelombang cahaya yang keduanya memiliki panjang gelombang 3 m. Berapa rasio frekuensi gelombang cahaya terhadap gelombang bunyi? Berapa frekuensi gelombang suara dan gelombang bunyi tersebut? Panjanggelombangmicrowave yang dihasilkanolehoven microwave kira-kira 3 cm. Berapa frekuensi yang dihasilkan gelombang ini yang menyebabkan molekul air makanan anda bervibrasi?
Latihan Soal Gelombang Mekanik Tuliskanpersamaanyang gelombangsinusoidal transversal yang menjalar pada tali dalam arah +x dengan bilangan gelombang60 cm -1, perioda0.20 s, danamplitudo3.0 mm. Ambil arah y sebagai arah transversal. Berapa laju transversal maksimum dari titik pada tali? Gelombang sinusoidal dengan frekuensi 500 Hz menjalar denganlaju350 m/s. (a) Berapajarakduatitikyang berbeda fasa π/3 rad? (b) Berapa beda fasa antara dua pergeseran padasuatutitikdenganperbedaanwaktu1.00 ms?
Latihan Soal Gelombang Mekanik Persamaan gelombang dinyatakan dalam fungsi: y(t)10sin2π(x-50t+ 1/6). Tentukan a. Arah perambatan gelombang b. Kecepatan rambat gelombang c. Frekuensi gelombang d. Amplitudo gelombang e. Panjang gelombang f. Periode gelombang g. Tetapan fasa awal