gelombang - · pdf filegelombang bunyi ini analog dengan pulsa longitudinal dalam suatu pegas...
TRANSCRIPT
GELOMBANG YUSRON SUGIARTO
Gelombang Klasifikasi Gelombang Sifat gelombang Gelombang Suara Efek Doppler
OUTLINE
GELOMBANG
KLASIFIKASI GELOMBANG
Gelombang menurut arah perambatannya: Gelombang Longitudinal Gelombang Transversal
Gelombang menurut kebutuhan medium dalam perambatannya: Gelombang Mekanik Gelombang Elektromagnetik
KLASIFIKASI GELOMBANG
Gelombang Longitudinal
Gelombang dengan arah gangguan sejajar dengan arah penjalarannya.
Contoh : gelombang bunyi, gelombang bunyi ini analog dengan pulsa longitudinal dalam suatu pegas vertikal di bawah tegangan dibuat berosilasi ke atas dan ke bawah disebuah ujung, maka sebuah gelombang longitudinal berjalan sepanjang pegas tersebut ,koil – koil pada pegas tersebut bergetar bolak –balik di dalam arah di dalam mana gangguan berjalan sepanjang pegas.
KLASIFIKASI GELOMBANG
Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang dengan gangguan yang tegak lurus arah penjalaran.
Contoh: gelombang cahaya dimana gelombang listrik dan gelombang medan magnetnya tegak lurus kepada arah penjalarannya.
KLASIFIKASI GELOMBANG
Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium tempat merambat.
Contoh gelombang mekanik gelombang pada tali, gelombang bunyi.
GELOMBANG PADA TALI ATAU KAWAT
L
Tc
C = kecepatan gelombang
T = tegangan tali [N]
L = rapat massa per satuan panjang [kg/m]
KLASIFIKASI GELOMBANG
Gelombang Mekanik
Soal
Pada sebuah kawat, yang mempunyai rapat massa persatuan panjang sebesar 30 gram/m dan mendapat tegangan sebesar 120 N, merambat sebuah gelombang dengan amplituda 10 mm dan frekuensi sebesar 5 Hz.
a). Tentukan kecepatan gelombangnya
b). Hitung simpangan dan kecepatan partikelnya
pada x = 0,5 m dan t = 3 detik
KLASIFIKASI GELOMBANG
Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang energi dan momentumnya dibawa oleh medan listrik (E) dan medan magnet (B) yang dapat menjalar melalui vakum atau tanpa membutuhkan medium dalam perambatan gelombangnya.
Sumber gelombang elektromagnetik : Osilasi listrik. Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah. Lampu merkuri menghasilkan ultra violet. Inti atom yang tidak stabil menghasilkan sinar gamma.
SIFAT GELOMBANG
REFLEKSI (PEMANTUAN)
Menurut Hukum Snellius, gelombang dating, gelombang pantul,
dan garis normal berada pada satu bidang dan sudut dating akan sama dengan sudut pantul, seperti tampak pada gambar berikut:
SIFAT GELOMBANG
REFRAKSI (PEMBIASAN)
Pembiasan gelombang adalah pembelokan arah lintasan
gelombang setelah melewati bidang batas antara dua medium yang berbeda
SIFAT GELOMBANG
INTERFERENSI
Intrerferensi gelombang akan terjadi pada dua buah gelombang yang koheren
SIFAT GELOMBANG
DIFRAKSI
Peristiwa difraksi atau lenturan dapat terjadi jika sebuah
gelombang melewati sebuah penghalang atau melewati sebuah celah sempit.
SIFAT GELOMBANG
DISPERSI
Dispersi adalah penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium.
Fluktuasi tekanan akustik = p
p = P - Po
p = tekanan akustik [Pa]
P = tekanan udara sesaat [Pa]
Po = tekanan udara kesetimbangan [Pa] Po = 1 atm. = 1.013x105
Pa 105 Pa
GELOMBANG SUARA
SATUAN DESIBEL [dB]
refp
plog20dB
pref = tekanan akustik acuan =20 Pa = 20x10-6 Pa
= batas ambang telinga manusia (0 dB)
GELOMBANG SUARA
CONTOH-CONTOH SKALA DESIBEL
Type of sound sources Level [dB]
Threshold of hearing 0
Rustle of leaves 10
Whisper (at 1 m ) 20
City street, no traffic 30
Office, classroom 40
Normal conversation (at 1 m) 50
Jackhammer (at 1 m) 60
Rock group 110
Threshold of pain 120
Jet engine (at 50 m) 130
Saturn rocket (at 50 m) 200
ANALOGI AKUSTIK - LISTRIK
LISTRIK AKUSTIK
V =Tegangan [Volt] p =Tekanan akustik [Pa]
I = Arus [Ampere] v =Kecepatan partikel [m/s]
Z = impedansi [Ohm]
Z = impedansi = c [Rayl]
= rapat massa [kg/m3]
c = kecepatan gelombang [m/s]
W = [Watt] I = Intensitas [W/m2]
Sumber bunyi & pendengar diam Mobil van dalam keadaan diam
Suara mesin terdengar pada pola titik nada yang tetap
Efek Doppler
Sumber bunyi mendekati pendengar
Mobil van mendekati pendengar
Pola titik nada mesin meningkat
v
v
f
vv
vf
vf
f
vv
f
v
ss
ss
1'
'
'
00
00
v = kecepatan bunyi
vs = kecepatan sumber
= panjang gel. Awal
f0 = frekuensi awal
Sumber bunyi mendekati pendengar…
Mobil van mendekati pendengar
Cahaya dari mobil van terlihat “bluer”
Sumber bunyi menjauhi pendengar
Cahaya dari mobil van terlihat “redder”
S
c c
D
Frekuensi sumber = f
Panjang gelombang =
= c T Perioda gelombang = T
c = f
Efek Doppler
5 T
4 T
3 T
2 T
T
S = sumber
D = detektor
c
c t
SUMBER DAN DETEKTOR DIAM
Jumlah gelombang
tc
fc
t
ct
f
'
c
c t
c + VD
VD
VD t
SUMBER DIAM DAN DETEKTOR BERGERAK
Panjang gelombang tetap
Kecepatan berubah
Jumlah gelombang
tVtc D
c
Vcf
f
c
VcVc
t
tVct
'f DDD
D
c
Vcff D'
SUMBER BERGERAK DAN
DETEKTOR DIAM
VS
’
Panjang gelombang berubah
TVcT S'
TVcT
ccf
S
''
SVc
cff '
SVc
cff
'
SUMBER DAN DETEKTOR BERGERAK
S
D
Vc
Vcff
'
+ Detektor mendekati sumber
- Detektor menjauhi sumber
- Sumber mendekati detektor
+ Sumber menjahui detektor
Sebuah ambulan menyusul seorang pembalap sepeda sambil membunyikan sirine dengan frekuensi 1600 Hz. Setelah dilewati oleh ambulan pembalap sepeda tadi mendengarkan sirine dengan frekuensi sebesar 1590 Hz. Hitung kecepatan dari ambulan bila kecepatan dari sepeda adalah 8,78 km/jam.
Soal
Soal
Seekor kelelawar yang sedang terbang dengan kecepatan Vk akan memancarkan gelombang akustik berfrekuensi tinggi (ultrasonik). Bila gelombang ultrasonik ini menemui seekor mangsanya yang juga sedang bergerak dengan kecepatan Vm, maka gelombang tersebut akan dipantulkan kembali dan diterima oleh kelelawar. Frekuensi yang dipancarkan dapat diubah-ubah dan biasanya kelelawar akan memancarkan gelombang ultrasonik dengan frekuensi tertentu sedemikian rupa sehingga frekuensi yang diterimanya fkt adalah sebesar 83 kHz, yaitu frekuensi yang telinganya mendengar paling baik (sensitif). Bila kelelawar dan mangsanya saling mendekat dengan kecepatan masing-masing adalah 9 m/s dan 8 m/s,
a). Tentukan frekuensi yang didengar oleh mangsanya (fm) b). Tentukan frekuensi yang dipancarkan oleh kelelawar (fkp)
Sebuah kapal selam Perancis dan sebuah kapal selam Amerika bergerak saling mendekati dengan kecepatan masing-masing sebesar 50 km/jam dan 70 km/jam seperti terlihat pada gambar di bawah ini. Kapal selam Perancis mengirimkan sinyal sonar (gelombang suara di dalam air laut) berfrekuensi 1000 Hz. Bila ternyata terdapat pergeseran frekuensi sebesar 4,5 % pada sinyal sonar yang diterima kembali, tentukan kecepatan gelombang suara di dalam air laut.
Soal
TERIMA KASIH