3. 1. Pengertian Getaran
a. Definisi Getaran
Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik
keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu
benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala
melalui titik keseimbangan.
2 = titik setimbang ; 1 dan 3 = titik terjauh (Amplitudo)
4. Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari
antara lain :
• sinar gitar yang dipetik
• bandul jam dinding yang sedang bergoyang
• ayunan anak-anak yang sedang dimainkan
• mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi
simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya.
• Pegas yang diberi beban.
b. Beberapa Contoh Getaran
5. • a. Amplitudo
Dalam gambar 2 telah disebutkan bahwa amplitudo adalah simpangan terbesar
dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan
meter.
• b. Periode Getaran
Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu getaran dan diberi
simbol T. Untuk gambar ayunan di atas, jika waktu yang diperlukan oleh bandul
untuk bergerak dari B ke A, ke C, ke A, dan kembali ke B adalah 0,2 detik, maka
periode getaran bandul tersebut 0,2 detik atau T = 0,2 detik = 0,2 s
Periode suatu getaran tidak tergantung pada amplitudo getaran.
2. Periode dan Frekuensi Getaran
6. • c. Frekuensi Getaran
• Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu
detik, diberi simbol f. Untuk sistem ayunan bandul di atas, jika dalam waktu yang
diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, A ke C, C ke A, dan kembali ke B
sama dengan 0,2 detik, maka :
• -dalam waktu 0,2 detik bandul menjalani satu getaran penuh
• -dalam waktu 1 detik bandul menjalani 5 kali getaran penuh
• -Dikatakan bahwa frekuensi getaran sistem bandul tersebut adalah 5 getaran/detik
atau f = 5 Hz.
7. • Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas, diperoleh
hubungan :
• Keterangan :
• T = periode, satuannya detik atau sekon
• f = frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s-1 atau Hz
d. Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran
8.
9. 2. HAKEKAT GELOMBANG MEKANIK
Gelombang terjadi karena
adanya usikan yang
merambat.Menurut konsep
fisika, cerminan gelombang
merupakan rambatan
usikan, sedangkan
mediumnya tetap. Jadi,
gelombang merupakan
rambatan pemindahan
energi tanpa diikuti
pemindahan massa medium.
A. Terjadinya Gelombang
10. B. Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang
memerlukan medium dalam perambatannya.
Contoh gelombang mekanik :
Gelombang yang terjadi pada tali jika salah satu ujungnya
digerak-gerakkan.
11. 1. PENDAHULUAN
• Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi dua,
yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik
yaitu gelombang yang memerlukan medium di dalam perambatannya.
Contoh gelombang mekanik antara lain: gelombang bunyi, gelombang permukaan
air, dan gelombang pada tali.
• Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium
dalam perambatannya.
Contoh : cahaya, gelombang radio, gelombang TV, sinar – X, dan sinar gamma.
12. C. Gelombang Transversal
• Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus arah
getarannya ( usikannya ).
• Perhatikan ilustrasi berikut ini !
Contoh gelombang transversal :
- getaran sinar gitar yang dipetik
- getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya
13. A. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar
dengan arah getarnya
( arah usikannya )
Perhatikan ilustrasi berikut ini !
14. Contoh gelombang longitudinal :
- gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian
diberikan usikan pada salah satu ujungnya
gelombang bunyi di udara
15. 1. Panjang Gelombang
• A. Pengertian Panjang Gelombang
Panjang satu gelombang sama dengan jarak yang ditempuh dalam waktu satu
periode
1) Panjang gelombang dari gelombang transversal
Perhatikan ilustrasi berikut!
16. Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul
dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang
berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ
(lambda),
17. 2) Panjang gelombang dari gelombang longitudina
Perhatikan ilustrasi berikut !
Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1l) terdiri dari 1
rapatan dan 1 reggangan.
18. B. Cepat Rambat Gelombang
Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu sekon disebut cepat rambat
gelombang. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v dan satuannya
m/s atau m s-1. Hubungan antara v, f, λ, dan T adalah sebagai berikut :
Keterangan :
λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )
v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms-1 )
T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )
f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s-1 )
Contoh Soal :
Sebuah pemancar memiliki frekuensi 110 HZ dengan panjang gelombang 100
Centimeter. Tentukan cepat rambat gelombangnya ?
19. Contoh Soal :
Sebuah pemancar memiliki frekuensi 110 HZ dengan panjang gelombang 100
Centimeter. Tentukan cepat rambat gelombangnya ?
Kunci
Diketahui :
f = 110 Hz
λ = 100 cm = 1 m
V = ……..?
Jawab : V = f . λ
110 . 1 = 110 m/s
Jadi cepat rambat gelombang pemencar tersebut adalah 110 m/s
20. 2. Pemantulan Gelombang
• Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda
padat, maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Pemantulan ini
merupakan salah satu sifat dari gelombang.
Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang tali
22. Bunyi adalah gelombang yang merambat, yang berasal dari getaran
sumber bunyi
Sumber bunyi adalah benda yang mengalami getaran
Medium perambatan bunyi bisa berupa zat padat, cair dan gas
Bunyi tidak bisa merambat dalam ruang vakum (hampa udara)
23. Frekuensi Bunyi
Frekuensi Bunyi yang bisa didengar oleh telinga manusia normal
adalah antara 20 – 20.000 Hz
Umur bisa mengurangi keakuratan pendengaran kita
Nada adalah bunyi tunggal yang mempunyai frekuensi teratur
Desis adalah bunyi tunggal yang mempunyai frekuensi tidak teratur
1l
BUNYI =
DESIS =
f = 300 Hz
f = 500 Hz
24. Intensitas Gelombang Bunyi
222
2 Avf
A
P
I
adalah:
Energi yang dipindahkan per satuan luas per satuan waktu atau daya
per satuan luas yang tegak lurus pada arah cepat rambat gelombang
2
4 r
P
I
Perbandingan intensitas gelombang bunyi
pada jarak r1 terhadap r2 adalah : 2
2
2
1
1
2
r
r
I
I
Intensitas total gelombang bunyi merupakan penjumlahan aljabar
terhadap intensitas masing-masing intensitas
ntotal IIIII ...321
25. • Intensitas ambang pendengaran Io adalah intensitas bunyi terendah
yang masih dapat didengar manusia sebesar 10–12 W/m2.
• Intensitas ambang perasaan adalah intensitas bunyi tertinggi yang
masih dapat didengar manusia tanpa sakit sebesar 1 W/m2.
• Taraf Intensitas bunyi (TI) bunyi adalah logaritma perbandingan antara
sumber bunyi dengan intensitas ambang
oI
I
TI log10 nTITItotal log10
Taraf Intensitas Bunyi
26. Pelayangan Bunyi
21 fffp
Dengan:
fp = frekuensi pelayangan (Hz)
f1 = frekuensi gelombang y1 (Hz)
f2 = frekuensi gelombang y2 (Hz)
27. EFEK DOPPLER
Adakalanya frekuensi yang didengar oleh pengamat mengalami perubahan
sacara tiba-tiba manakala sumber bunyi (misal klakson mobil) bergerak
mendekati atau menjauhi menurut pengamat yang diam. Fenomena ini
dikenal sebagai Efek Doppler, yaitu perbedaan frekuensi yang diterima oleh
pendengar dengan frekuensi asli sumber getarnya relatif antara pendengar
dan sumber bunyi. Bila kedudukan antara pengamat dan sumber saling
mendekat, maka pengamat mendengar frekuensi yang lebih tinggi, dan bila
kedudukannya saling menjauh maka pengamat mendengar frekuensi yang
lebih rendah. Dan fenomena ini berhasil dijelaskan oleh fisikawan Christian
Johann Doppler (1803-1855) pada tahun 1842.
28. Bagaimana persamaan Efek Doppler
S
S
P
P
vv
f
vv
f
Perubahan frekuensi dituliskan:
Dengan:
fp = frekuensi pendengar ; fs = frekuensi sumber
vp = kecepatan pendengar ; vs = kecepatan sumber
vm= kecepatan medium ; v = cepat rambat bunyi diudara.
Jika vm = 0 maka Persamaan di atas dituliskan menjadi:
syarat (vs < v)
atau
S
S
p
P f
vv
vv
f
