A. Pengertian.
Gelombang
adalah gejala dari usikan atau gangguan yang merambat dalam suatu medium. Pulsa
atau denyut adalah usikan tunggal.
B. Pembagian
jenis gelombang.
Gelombang
dapat dikelompokkan menjadi beberapa jenis berdasarkan arah getaarnya, medium
rambatannya dan amplitudonya.
- Berdasarkan arah getarmya.
Berdasarkan
arah getarnya gelombang dapat dibedakan menjadi 2 jenis :
- Gelombang transversal, yaitu gelombang yang memiliki arah getar tegak lurus terhadap arah rambatannya.
Contoh
: gelombang pada tali, belombang pada permukaan air, gelombang cahaya, dsb.
- Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang memiliki arah getar searah dengan arah rambatannya, Contoh: gelombang pada pegas, gelombang bunyi, dsb.
- Berdasarkan medium rambatannya.
Berdasarkan
medium rambatannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:
- Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium dalam rambatannya. Contoh: gelombang pada tali, gelombang bunyi, dsb.
- Gelombang elektromagnetik, yaitu gelombang yang tidak memerlukan medium dalam rambatannya. Contoh: gelombang cahaya, gelombang TV, gelombang radio, dsb.
- Berdasarkan amplitudonya.
Berdasarkan
amplitudonya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu:
- Gelombang berjalan, yaitu gelombang yang memiliki amplitude serba sama.
- Gelombang diam (stasioner), yaitu gelombang yang amplitudonya berbeda-beda .
C. Sifat-sifat
Umum Gelombang.
Gelombang
memiliki sifat-sifat sebagai berikut:
- Dapat mengalami pemantulan (refleksi)
- DApat mengalami lenturan (difraksi)
- Dapat mengalami refraksi (pembiasan)
- Dapat mengalami perpaduan (interferensi)
- Dapat mengalami polarisasi (terserapnya sebagian arah getar gelombang)
D. Istilah-istilah
dalam Gelombang.
Dalam
mempelajari gelombang, kita akan menemukan istilah-istilah yang belum pernah
dipelajari. Untuk itu dikemukakan pengertian beberapa istilah-istilah dalam
gelombang.
- Amplitudo (A), yaitu simpangan terjauh.
- Frekuensi (f), jumlah gelombang yang melewati sebuah titik tiap satu satuan waktu.
- Periode (T), yaitu waktu yang diperlukan satu buah gelombang untuk melewati sebuah titik.
- Panjang gelombang (λ), yaitu jarak yang ditempuh gelombang dalam satu periode
- Cepat rambat gelombang (v), yaitu jarak yang ditempuh gelombang tiap satu satuan waktu.
|
|
Atau
Hubungan
v, T, f dan λ.
|
|||
|
|||
Atau
Keterangan:
v = cepat rambat gelombang
f = frekuensi
(Hz)
T = periode (s)
λ =
panjang gelombang
Contoh
gelombang transversal pada tali.
Keterangan:
Titik B dan F =
puncak gelombang
Titik D dan H = lembah gelombang
AE = BF = CG = satu panjang gelombang
E. Persamaan
Gelombang Berjalan.
 |
Setelah titik O digetarkan t detik, maka simpangan di
titik O adalah:
yo = A sin ω t
Titik P berjarak x dari titik O, gelombang berjalan
merambat dari O ke P memerlukan waktu 
. Ketika titik O telah bergetar t detik, titik P baru
bergetar (t - 
detik.
. Ketika titik O telah bergetar t detik, titik P baru
bergetar (t - detik.
Simpangan di titik P adalah:
yP = A sin ω tP
yP = A sin ω (t -
yP = A sin
(ωt - ω à karena ω = 
, maka dapat ditulsi:
à karena ω = , maka dapat ditulsi:
yP = A sin
(ωt - 
à karena v.T
= λ,
maka dapat ditulsi:
à karena v.T
= λ,
maka dapat ditulsi:
yP = A sin
(ωt - 
|
Jika gelombang merambat dari arah kanan, maka simpangan
di titik P menjadi:
|
Keterangan:
yP = simpangan di titik P
A = amplitude
k = konstanta gelombang
T = periode gelombang (s)
f = frekuensi (Hz)
k = konstanta gelombang
k =
Sifat-sifat gelombang berjalan.
-
amplitudonya
serba sama
-
tempat-tempat
yang berdekatan pada jarak λ mempunyai fase sama
-
tempat-tempat
yang berdekatan dengan jarak ½ λ mempunyai fase berlawanan.
F. Gelombang
Stasioner.
Gelombang
stasioner merupakan hasil perpaduan antara gelombang datang dan gelombang
pantul.
1.
Pemantulan
ujung bebas.
Pada
ujung bebas, gelombang pantul tidak mengalami perubahan fase, sehingga arah
getar gelombang datang sama dengan arah getar gelombang pantul.
Jika titik O telah bergetas t detik, maka :
Simpangan glg. datang di titik
P adalah: yP1 = A sin (ωt + kx)
Simpangan glb, pantul di titik
P adalah : yP2 = A sin (ωt – kx)
Perpaduan gelombang datang dengan gelombang pantul di
titik P, mengasilkan simpangan sebesar:
yP = yP1
+ yP2
yP = A sin (ωt + kx) + A sin
(ωt
- kx)
|
|||
|
|||
2 A cos kx = amplitude gelombang
stasioner di titik P
Tempat-tempat simpul dari ujung
terikat (titik O) adalah:
x = ¼ λ, 3/4 λ, 5/4 λ, 7/4 λ, …. dst.
Tempat-tempat perut dari ujung
terikat (titik O) adalah:
x = 0, ½ λ , λ, 1 ½ λ, 2 λ, …. dst.
2.
Pemantulan
ujung terikat.
 |
Pada
ujung terikat, gelombang pantul mengalami perubahan fase π, sehingga arah getar
gelombang datang berlawanan dengan arah getar gelombang pantul.
Jika titik O telah bergetas t detik, maka :
Simpangan glg. dating di titik
P adalah: yP1 = A sin (ωt + kx)
Simpangan glb, pantul di titik
P adalah : yP2 = A sin (ωt – kx + π) atau
yP2 = - A
sin (ωt - kx)
Perpaduan gelombang datang
dengan gelombang pantul di titik P, mengasilkan simpangan sebesar:
yP = yP1
+ yP2
yP = A sin (ωt + kx) - A sin
(ωt
- kx)
|
||||
|
||||
2 A sin kx = amplitude di titik
P
Tempat-tempat simpul dari ujung
terikat (titik O) adalah:
x = 0, ½ λ , λ, 1 ½ λ, 2 λ, …. dst.
Tempat-tempat perut dari ujung
terikat (titik O) adalah:
x = ¼ λ, 3/4 λ, 5/4 λ, 7/4 λ, …. dst.
G. Interferensi
Gelombang.
Yang
dimaksud dengan interferensi adalah perpaduan antara dua buah gelombang atau
lebih. Misalkan pada contoh di atas, gelombang datang dan gelombang pantul
dapat mengalami perpaduan (interferensi).
Interferensi
antara dua buah gelombang atau lebih dapat saling memperkuat (interferensi
konstruktif) dan dapat pula saling memperlemah (interferensi distruktif).
Interferensi saling memperkuat dapat terjadi jika kedua gelombang memiliki fase
yang sama, sedangkan interferensi saling memperlemah terjadi jika kedua gelombang
memiliki fase yang berlawanan.
H. Percobaan
Melde.
Percobaan
Melde untuk menentukan cepat rambat gelombang pada dawai atau tali
Dari
hasil percobaan disimpulkan bahwa:
- Cepat rambat gelombang berbanding lurus dengan akar tegangan tali (F).
-
Cepat rambat gelombang berbanding terbalik dengan akar massa tali tiap satu satuan panjang tali.Cepat rambat gelombang pada dawai/tali:
v = cepat rambat glb. pada dawai (m/s)F = tegangan dawai (N)m = massa dawai (kg)l = panjang dawai
F RANGKUMAN
1. Gelombang
didefinisikan sebagai suatu gangguan atau usikan yang merambat di dalam suatu
medium. Di dalam perambatan gelombang tidak terjadi perpindahan
partikel-partikel medium, tetapi hanya memindahkan energi.
2. Berdasarkan
arah getarnya gelombang dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu gelombang transversal
dan gelombang longitudinal.
3. Berdasarkan
medium rambatannya gelombang dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu gelombang
mekanik dan gelombang elektromagnetik.
4. Berdasarkan
amplitudonya gelombang dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yaitu gelombang
berjalan dan gelombang stasioner (gelombang diam),
5.
Sifat-sifat
gelombang:
-
dapat
mengalami pemantulan
-
dapat
mengalami pembiasan
-
dapat
mengalami lenturan
-
dapat
mengalami perpaduan
-
dapat
mengalami polarisasi
6.
Persamaan
gelombang berjalan.
yP = A sin
(ωt
- kx) atau
yP = A sin
(ωt
+ kx)
7. Persamaan
gelombang stasioner dengan ujung terikat.
yP
= 2A cos kx sin ωt
8. Persamaan
gelombang stasioner dengan ujung bebas.
yP
= 2A sin kx cos ωt
9. Percobaan
Melde, menemukan bahwa cepat rambat gelombang pada tali adalah:
a.
berbanding lurus dengan akar tegangan tali
b.
berbanding terbalik dengan akar massa tali tiap satu
satuan panjang
10.
Persamaan
hasil percobaan Melde.
F
TEST
Kerjakan dengan singkat dan jelas.
1. Suatu
gelombang harmonic pada tali memiliki persamaan simpangan: yP = 0,2
sin (2πx -
10πt),
dengan y dan x dalam m dan t dalam s. Hitunglah:
a.
Amplitudo
gelombang
b.
Panjang
gelombang
c.
Frekuensi
gelombang
d.
Periode
gelombang
e.
Cepat
rambat gelombang
2.
Seutas
tali panjangnya 4 m yang salah satu ujungnya terikat digetarkan sehingga
terbentuk gelombang stasioner. Jika pada tali terbentuk gelombang dengan 8
perut, frekuensi 20 Hz dan amplitude 10 cm, tentukanlah:
a.
Panjang
gelombang
b.
Cepat
rambat gelombang
c.
Simpangan
di titik P yang berjarak 3,75 m dari ujung terikat pada saat t = 1/5 s.
3.
Pada
percobaan Melde menggunakan beban yang beratnya 20 N dan kawat panjangnya 2 m
serta massanya 40 gram. Hitunglah cepat rambat gelombang pada kawat terwebut.
F
SUMBER
MEDIA YANG DIGUNAKAN
Power suplay, vibrator, tali, katrol penjepit, beban dan
Pesona edukasi.
F
TEST
AKHIR
Kerjakan dengan memilih salah satu jawaban yang ada
anggap benar.
1.
Dalam
perambatannya gelombang memindahkan …
a.
materi
b.
frekuensi
c.
energi
d.
amplitude
e.
sudut
fase
2.
Bi
bawah ini yang termasuk gelombang longitudinal adalah …
a.
cahaya
b.
gelombang
radio
c.
gelombang
pada tali
d.
belombang
cahaya
e.
gelombang
bunyi
3.
Gelombang
bunyi termasuk gelombang:
1)
gelombang
mekanik
2)
gelombang
elektromagnetik
3)
gelombang
longitudinal
4)
gelombang
transversal
Pernyataan
yang benar adalah …
a.
1,
2 dam 3
b.
1
dan 3
c.
2
dan 4
d.
4
saja
e.
Semua
benar
4.
Sifat
gelombang yang hanya dimiliki oleh gelombang transversal adalah …
a.
pemantulan
b.
interferensi
c.
disperse
d.
difraksi
e.
polarisasi
5.
Persamaan
gelombang transversal yang merambat pada tali : y = 8 sin (0,02 πx + 4πt), y
dan x dalam cm dan t dalam s. Gelombang tersebut memiliki frekuensi …
a.
0,02
Hz
b.
0,02π
Hz
c.
2
Hz
d.
2π
Hz
e.
4
Hz
6.
Dua
buah gelombang masing-masing memiliki persamaan:
yP1
= 0,04 sin (πx - 2πt) cm
yP1
= 0,04 sin (πx + 2πt) cm
Jika
kedua gelombang tersebut berinterferensi, amplitude gelombang hasil nterferensi adalah ….
a.
0,0016
cos πx
b.
0,02
cos πx
c.
0,04
cos πx
d.
0,08
cos πx
e.
0,16
cos πx
7.
Gelombang
pada tali merambat dengan kecepatan v. Jika tegangan tali diperbesar menjadi 4
kali semula, maka kecepatan rambat gelombang menjadi …
a.
nol
b.
2v
c.
4v
d.
8v
e.
16v
8.
Suatu
gelombang mempunyai fungsi : y = 0,4 sin π(x – 4t) m. Panjang gelombang
tersebut adalah …
a.
0,4
m
b.
2
m
c.
4
m
d.
4π
m
e.
8π
m
9. Pada
soal no. 8, cepat rambat gelombangnya adalah …
a.
0,4π
m/s
b.
π
m/s
c.
4
m/s
d.
4π
m/s
e.
8π
m/s
10.
Sebuah
kabel bermassa 100 kg , panjangnya 100 m dan tegangannya 40000 N digetarkan
sehingga menghasilkan gelombang dengan panjang gelombang 0,4 m. Frekuensi
gelombang tersebut adalah …
a.
100
Hz
b.
300
Hz
c.
500
Hz
d.
700
Hz
e.
800
Hz
11.
Jika
pada soal no. 10, tegangan tali diperkecil menjadi ¼ kali semula, maka
frekuensinya menjadi …
a.
50
Hz
b.
150
Hz
c.
250
Hz
d.
350
Hz
e.
480
Hz
12.
Sebuah
gelombang stasioner memiliki persamaan: y = 2 A cos kx sin ωt. Amplitudo dari
gelombang tersebut adalah …
a.
A
b.
2A
c.
A
cos kx
d.
2A
cos kx
e.
2
cos kx
13.
Sebuah
gelombang berjalan dengan persamaan simpangan sebagai berikut: y = 0,2 sin π
(50t – x) m. Dari persamaan tersebut, pernayataan yang benar adalah …
a.
frekuensi
gelombangnya 50 Hz
b.
panjangng
lombangnya 1 m
c.
cepat
rambat gelombang 50 m/s
d.
dua
titik yang berjarak 10 m sefase
e.
amplitudo
gelombang 0,01 m
14.
Gelombang
stasioner dapat terjadi karena interferensi gelombang datang dan gelombang
pantul ujung terikat. Titik simpul yang ke-11 berjarak 1,5 m dari ujung
bebasnya. Jika frekuensi gelombang itu 50 Hz maka cepat rambat gelombangnya
adalah
a.
15
m/s
b.
32
m/s
c.
48
m/s
d.
64
m/s
e.
72
m/s
15.
Tali
panjangnya 5 m bertegangan 2 N digetarkan sehingga terbentuk gelombang
stasioner. Jika massa tali 0,625 kg, maka cepat rambat gelombang pada tali
tersebut adalah …
a.
4
m/s
b.
5
m/s
c.
6
m/s
d.
10
m/s
e.
40
m/s
F
UMPAN
BALIK
Setelah anda selesai menjawab pertanyaan pada evaluasi
periksalah jawaban anda setelah divalidasi bersama-sama dengan guru di kelas, atau melihat kembali
materi pada modul ini. Gunakan rumus berikut ini untuk mengetahui ketuntasan
belajar anda.
skor
yang anda peroleh
Target
penguasaan = x
100 % skor maksimal
Tingkat penguasaan yang anda peroleh:
90 % - 100 % baik
sekali
80 % - 89 % baik
70 % - 79 % cukup
< 69 % kurang
Apabila anda mencapai tingkat penguasaan 80 % atau lebih,
anda telah tuntas mempelajari kegiatan belajar dan dapat mempelajari kegiatan
belajar selanjutnya. Jika tingkat penguasaan anda kurang dari 80 % anda harus
mempelajari kembali kegiatan belajar ini, terutama bagian yang belum anda
kuasai.
F
RANCANA
REMIDIAL
Remidial dirancang ketika siswa yang sudah melakukan test
akhir belum memenuhi KKM wajib mengikuti remidial disamping tugas yang
diberikan yang digali melalui media
internet
F
DAFTAR
PUSTAKA
1.
Badan Standar Nasional pendidikan. 2006. Kurikulum 2006
KTSP: Mata Pelajaran Fisika untuk Sekolah
Menengah Atas dan Madrasah aliyah. Jakarta: Departemen Pendidikan Nasional
2. Departemen
Pendidikan dan Kebudayaan Dirjen Pendidikan Tinggi. Soal-soal Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri tahun 1987 sesuai dengan
tahun 1998.
3.
Alonso, M. Dan E.D. Finn.1980. Fundamental
University Physics.
New Cork: Addison Wesley Longmen.
4.
Halliday
and Resnick. 1991. Fisika Jilid 1 (
Terjemahan ). Jakarta: Penerbit Erlangga.
No comments:
Post a Comment