Dokumen tersebut membahas tentang getaran, gelombang, dan bunyi. Getaran adalah gerakan berulang pada lintasan yang sama, sementara gelombang adalah getaran atau gangguan yang menjalar. Ada dua jenis gelombang yaitu gelombang transversal dan longitudinal. Bunyi merupakan contoh gelombang longitudinal yang dihasilkan oleh getaran atau vibrasi pada sumber bunyi. [/ringkasan]
3. Tujuan InstruksionalTujuan Instruksional
Menentukan besaran-besaran frekuensi,Menentukan besaran-besaran frekuensi,
amplituda, perioda, dan energi pada getaranamplituda, perioda, dan energi pada getaran
harmonisharmonis
Menentukan besaran-besaran frekuensi,Menentukan besaran-besaran frekuensi,
amplituda, perioda, panjang gelombang,amplituda, perioda, panjang gelombang,
kecepatan gelombang pada gelombang mekanikkecepatan gelombang pada gelombang mekanik
4. GERAK HARMONIKGERAK HARMONIK
SEDERHANASEDERHANA
Ketika massa diujung pegasKetika massa diujung pegas
ditarik dengan gaya F = kxditarik dengan gaya F = kx
(k = konstanta pegas)(k = konstanta pegas)
Akan ada gaya pulih (restoringAkan ada gaya pulih (restoring
force) yang besarnya:force) yang besarnya:
F = - k xF = - k x
5. Simpangan (x) : posisi benda terhadap titik
setimbang
Amplitudo (A) : simpangan maksimum
Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk
menempuh satu getaran penuh
Frekuensi (f) : banyak getaran yang
dilakukan tiap satuan waktu
Beberapa Besaran dalam GHS
m
k
T
f ===
π
πω
2
2
6. Energi GHSEnergi GHS
ETotal = ½ mv2
+ ½ kx2
Pada
x = A → ETotal = ½ kA2
x = O → ETotal = ½ mv2
max
Energi total benda pada gerak
harmonik sederhana sebanding
dengan amplitudo kuadrat
7. Contoh SoalContoh Soal
Sebuah balok bermassa 0,25 kg berada pada permukaan yang licinSebuah balok bermassa 0,25 kg berada pada permukaan yang licin
terhubungkan dengan pegas (k= 180 N/m). Jika pegas ditarikterhubungkan dengan pegas (k= 180 N/m). Jika pegas ditarik
sejauh 15 cm dari posisi kestimbangan dan kemudian dilepaskan.sejauh 15 cm dari posisi kestimbangan dan kemudian dilepaskan.
a.a. tentukan energi total sistem.tentukan energi total sistem.
b.b. tentukan kecepatan balok ketika berada di titik kesetimbangan.tentukan kecepatan balok ketika berada di titik kesetimbangan.
a. Energi Total = ½ kA2
= ½ (180 N/m) (0.15 m)2
= 2.0 J
b. Di titik kesetimbangan energi kinetik maksimum sehingga
( ) m/s4m/s
25.0
222
2
1 2
===
=
m
E
v
Emv
total
maks
totalmaks
8. Persamaan Gerak HarmonikPersamaan Gerak Harmonik
SederhanaSederhana
ω = kecepatan angular (rad/s)
ω= 2πf =
T
π2
( )
( )
( )
ω
ωcosω
ωsinω
ωcos
max
2
Av
tAa
tAv
tAx
=
−=
−=
=
9. Getaran TeredamGetaran Teredam Amplitudo semua pegas atau
pendulum yang berayun pada
kenyataannya perlahan-lahan
berkurang terhadap waktu
piston
Silinder oli
Oli
Batangpiston
10. Getaran PaksaGetaran Paksa
Pada getaran yang
dipaksakan, amplitudo
getaran bergantung pada
perbedaan frekuensi alami
benda (fo) dan frekuensi
eksternal (f) dan mencapai
maksimum ketika f = fo.
Efek Resonansi
Contoh resonansi
• Runtuhnya jembatan Tacoma Narrows
• Hancurnya kristal karena suara
12. Beberapa karakteristik khususBeberapa karakteristik khusus
gelombanggelombang
Jika melewati batas antara dua medium akanJika melewati batas antara dua medium akan
mengalami pemantulan dan pembiasanmengalami pemantulan dan pembiasan
Jika dua gelombang bertemu dia mengalamiJika dua gelombang bertemu dia mengalami
interferensiinterferensi
Jika melewati suatu halangan (misalnya celahJika melewati suatu halangan (misalnya celah
sempit) dia akan mengalami difraksi (lenturan)sempit) dia akan mengalami difraksi (lenturan)
13. Contoh SoalContoh Soal
Suara orang yang sedang mengobrol di suatu ruang dapatSuara orang yang sedang mengobrol di suatu ruang dapat
terdengar oleh orang yang berada di luar ruangan manakala ruangterdengar oleh orang yang berada di luar ruangan manakala ruang
tersebut tidak tertutup rapattersebut tidak tertutup rapat
(betul)(betul)
SEBABSEBAB
Bunyi merupakan suatu gelombang. Jika bunyi melewati suatuBunyi merupakan suatu gelombang. Jika bunyi melewati suatu
celah maka dia akan mengalami difraksicelah maka dia akan mengalami difraksi
(betul)(betul)
Pernyataan betul dan alasan betul dan berhubungan sebab akibatPernyataan betul dan alasan betul dan berhubungan sebab akibat
JAWAB : A
(Soal UTS Fisika TPB semerter I tahun 2005/2006)
14. AA = Amplitudo= Amplitudo
kk = 2= 2ππ // λλ (( kk = bilangan gelombang)= bilangan gelombang)
λλ = Panjang gelombang= Panjang gelombang
ω = 2= 2 ππ f = Frekuensi angulerf = Frekuensi anguler
fv λ=
Persamaan penjalaran gelombang
y = A sin (kx ± ωt)
Kecepatan
gelombang
15. Contoh SoalContoh Soal
Sebuah gelombang transversal memiliki periodeSebuah gelombang transversal memiliki periode
4 detik. Jika jarak antara dua buah titik yang4 detik. Jika jarak antara dua buah titik yang
berurutan dan sama fasenya adalah 8 cm, makaberurutan dan sama fasenya adalah 8 cm, maka
cepat rambat gelombang itu adalah ;cepat rambat gelombang itu adalah ;
A. 1 cm/sA. 1 cm/s B. 2 cm/sB. 2 cm/s C. 3 cm/sC. 3 cm/s
D. 4 cm/sD. 4 cm/s E. 5 cm/sE. 5 cm/s
JAWAB : B
(Soal UTS Fisika TPB semerter I tahun 2005/2006)
16. Tipe GelombangTipe Gelombang
1.Gelombang transversal :1.Gelombang transversal :
arah gerak mediumarah gerak medium ⊥⊥
arah gerak gelombang.arah gerak gelombang.
Contoh : gelombang taliContoh : gelombang tali
17. 2.2. Gelombang longitudinal :Gelombang longitudinal :
Arah gerak medium // arah gerak gelombang.Arah gerak medium // arah gerak gelombang.
Contoh : gelombang bunyi, gelombang pada pegas.Contoh : gelombang bunyi, gelombang pada pegas.
18. BunyiBunyi
Sumber bunyi : Getaran /vibrasiSumber bunyi : Getaran /vibrasi
Infrasonic : < 20 hertzInfrasonic : < 20 hertz
Audiosonic : 20 – 20.000 hertzAudiosonic : 20 – 20.000 hertz
Ultrasonic : > 20.000 hertzUltrasonic : > 20.000 hertz
Intensitas yang dapat didengar :Intensitas yang dapat didengar :
1010-12-12
- 1 W/m2- 1 W/m2
20. I = 10I = 10 –10–10
W/m2W/m2 →→ ββ = 10 log 100 = 20 dB= 10 log 100 = 20 dB
Di udara terbuka, pengurangan intensitasDi udara terbuka, pengurangan intensitas
II αα 1/r1/r22
II11rr11
22
= I= I22rr22
22
(r jarak dengan sumber)(r jarak dengan sumber)
Tingkat intensitas sebuah pesawat jet pada jarak 30 mTingkat intensitas sebuah pesawat jet pada jarak 30 m
adalah 140 dB. Berapakah tingkat intensitasnya pada jarakadalah 140 dB. Berapakah tingkat intensitasnya pada jarak
300 m ?300 m ?
21. Efek DopplerEfek Doppler
±
=
s
o
vv
vv
ff
'
Fenomena Frekuensi (f’) yang didengar berbeda dengan
frekuensi sumber (f) ketika sumber dan atau pendengar
bergerak
Tanda atas ketika mendekat dan
tanda bawah ketika menjauh
vo = kecepatan pendengar
vs = kecepatan sumber
v = kecepatan bunyi (=340 m/s)
22. Contoh SoalContoh Soal
Cepat rambat bunyi di udara pada suhu tertentu 300Cepat rambat bunyi di udara pada suhu tertentu 300
m/s. Jika pendengar diam, sedangkan sumber bunyim/s. Jika pendengar diam, sedangkan sumber bunyi
bergerak menjauhi pendengar dengan kecepatan 60bergerak menjauhi pendengar dengan kecepatan 60
m/s, frekuensi bunyi 108 hertz, maka frekuensi yangm/s, frekuensi bunyi 108 hertz, maka frekuensi yang
didengar pendengar,didengar pendengar,
A. 90 hertzA. 90 hertz B. 91 hertzB. 91 hertz C. 92 hertzC. 92 hertz
D. 93 hertzD. 93 hertz E. 94 hertzE. 94 hertz
JAWAB :
(Soal UTS Fisika TPB semerter I tahun 2005/2006)