Topik utama dokumen ini adalah getaran, gelombang dan bunyi. Dokumen ini menjelaskan tentang getaran harmonik sederhana, gelombang mekanik dan elektromagnetik, interferensi gelombang, gelombang berdiri, dan gelombang bunyi serta aplikasinya dalam bidang medis.

1. Fisika Umum (MA-301)
Topik hari iniTopik hari ini
Getaran, Gelombang dan
Bunyi

2. Getaran dan GelombangGetaran dan Gelombang

4. Getaran/Osilas
i
Gerak Harmonik Sederhana

5. Gelombang
► Gelombang : Gangguan yang merambatGelombang : Gangguan yang merambat
► Jika seutas tali yang diregangkan diberi suatu sentakan,Jika seutas tali yang diregangkan diberi suatu sentakan,
lengkungan/sentakan yang dihasilkan menjalar menyusuri talilengkungan/sentakan yang dihasilkan menjalar menyusuri tali →→
pulsa gelombangpulsa gelombang
► Jika sumber gelombang adalah gerak harmonik/osilator sederhanaJika sumber gelombang adalah gerak harmonik/osilator sederhana
(getaran harmonik) maka deretan gelombang sinusoidal akan(getaran harmonik) maka deretan gelombang sinusoidal akan
menjalar sepanjang talimenjalar sepanjang tali →→ Gelombang harmonikGelombang harmonik

6. ► KurvaKurva merahmerah adalahadalah
bentuk gelombangbentuk gelombang
pada saat tertentupada saat tertentu
► KurvaKurva birubiru adalahadalah
bentuk gelombangbentuk gelombang
berikutnyaberikutnya
► A adalahA adalah puncakpuncak
gelombanggelombang
► B adalahB adalah lembahlembah
gelombanggelombang
Deskripsi
Gelombang

7. Deskripsi
Gelombang
► Amplitudo (A)Amplitudo (A) →→ jarak simpangan maksimum dari titik kesetimbanganjarak simpangan maksimum dari titik kesetimbangan
► Panjang gelombang (Panjang gelombang (λλ)) →→ jarak antara dua titik berurutan yang identik, misaljarak antara dua titik berurutan yang identik, misal
jarak dari puncak ke puncak berikutnyajarak dari puncak ke puncak berikutnya
► Perioda (T)Perioda (T) →→ Waktu satu getaranWaktu satu getaran
► Frekuensi (f)Frekuensi (f) →→ Jumlah getaran tiap satuan waktuJumlah getaran tiap satuan waktu
► Laju gelombang (v)Laju gelombang (v) →→ laju perambatan gelombang yang bergantung pada sifatlaju perambatan gelombang yang bergantung pada sifat
medium (khusus untuk gelombang mekanis)medium (khusus untuk gelombang mekanis)

8. Klasifikasi GelombangKlasifikasi Gelombang
Medium:
 Gelombang Mekanik (perlu medium untuk menjalar)
Contoh: Gelombang Tali, Bunyi, Permukaan Air
Gelombang Elektromagnetik (tidak perlu medium untuk menjalar)
Contoh: Gelombang Radio, TV, Cahaya
Arah Getar Vs Arah Penjalaran :
Gelombang Transversal (arah getar tegak lurus arah penjalaran)
Contoh: Gelombang pada tali
Gelombang Longitudinal (arah getar searah dengan arah penjalaran)
Contoh: Gelombang Bunyi

9. Gelombang TransversalGelombang Transversal
► Dalam gelombang tranversal, setiap bagian yangDalam gelombang tranversal, setiap bagian yang
diganggu bergerak tegak lurus dengan arah gerakdiganggu bergerak tegak lurus dengan arah gerak
gelombanggelombang

10. Gelombang LongitudinalGelombang Longitudinal
► Dalam gelombang longitudinal, setiap bagianDalam gelombang longitudinal, setiap bagian
medium yang diganggu mengalami perpindahanmedium yang diganggu mengalami perpindahan
yang sejajar dengan gerak gelombangyang sejajar dengan gerak gelombang
► Gelombang longitudinal juga disebut gelombangGelombang longitudinal juga disebut gelombang
mampatmampat

11. Gelombang Longitudinal DigambarkanGelombang Longitudinal Digambarkan
sebagai Kurva Sinusoidalsebagai Kurva Sinusoidal
► Sebuah gelombang longitudinal dapat jugaSebuah gelombang longitudinal dapat juga
digambarkan sebagai kurva sinusoidaldigambarkan sebagai kurva sinusoidal
► Mampatan sesuai dengan puncak dan reganganMampatan sesuai dengan puncak dan regangan
sesuai dengan lembahsesuai dengan lembah

12. Interferensi GelombangInterferensi Gelombang

13. Interferensi GelombangInterferensi Gelombang
► Dua gelombang yang berjalan dapat bertemu danDua gelombang yang berjalan dapat bertemu dan
saling melewati satu sama lain tanpa menjadisaling melewati satu sama lain tanpa menjadi
rusak atau berubahrusak atau berubah
► Gelombang memenuhiGelombang memenuhi Prinsip PenjumlahanPrinsip Penjumlahan
 Jika dua gelombang atau lebih yang merambatJika dua gelombang atau lebih yang merambat
bergerak melewati medium, gelombang yang dihasilkanbergerak melewati medium, gelombang yang dihasilkan
adalah penjumlahan masing-masing perpindahan dariadalah penjumlahan masing-masing perpindahan dari
tiap gelombang pada setiap titiktiap gelombang pada setiap titik
 Sebenarnya hanya berlaku untuk gelombang denganSebenarnya hanya berlaku untuk gelombang dengan
amplitudo yang kecilamplitudo yang kecil

14. Interferensi KonstruktifInterferensi Konstruktif
► Dua gelombang, a danDua gelombang, a dan
b, mempunyaib, mempunyai
frekuensi danfrekuensi dan
amplitudo yang samaamplitudo yang sama
 Berada dalamBerada dalam satu fasesatu fase
► Gabungan gelombang,Gabungan gelombang,
c, memiliki frekuensic, memiliki frekuensi
dan amplitudo yangdan amplitudo yang
lebih besarlebih besar

15. Interferensi Konstruktif pada TaliInterferensi Konstruktif pada Tali
► Dua pulsa gelombang menjalarDua pulsa gelombang menjalar
dalam arah yang berlawanandalam arah yang berlawanan
► Perpindahan neto ketika duaPerpindahan neto ketika dua
pulsa saling overlap adalahpulsa saling overlap adalah
penjumlahan dari perpindahanpenjumlahan dari perpindahan
setiap pulsasetiap pulsa
► Catatan: pulsa tidak berubahCatatan: pulsa tidak berubah
setelah interferensisetelah interferensi

16. Interferensi DestruktifInterferensi Destruktif
► Dua gelombang, a and b,Dua gelombang, a and b,
mempunyai frekuensi danmempunyai frekuensi dan
amplitudo yang samaamplitudo yang sama
► Perbedaan fasenya 180Perbedaan fasenya 180oo
► Ketika bergabung, bentukKetika bergabung, bentuk
gelombangnya hilanggelombangnya hilang

17. Interferensi Destruktif pada TaliInterferensi Destruktif pada Tali
► Dua pulsa gelombang menjalarDua pulsa gelombang menjalar
dalam arah yang berlawanandalam arah yang berlawanan
► Perpindahan neto ketika dua pulsaPerpindahan neto ketika dua pulsa
saling overlap adalahsaling overlap adalah
pengurangan dari perpindahanpengurangan dari perpindahan
setiap pulsasetiap pulsa
► Catatan: pulsa tidak berubahCatatan: pulsa tidak berubah
setelah interferensisetelah interferensi

18. Gelombang BerdiriGelombang Berdiri

19. Gelombang BerdiriGelombang Berdiri
►Ketika gelombang berjalan dipantulkanKetika gelombang berjalan dipantulkan
kembali, hal ini akan menciptakankembali, hal ini akan menciptakan
gelombang berjalan dalam dua arahgelombang berjalan dalam dua arah
►Gelombang dan pantulannyaGelombang dan pantulannya berinterferensiberinterferensi
sesuai dengan prinsip penjumlahansesuai dengan prinsip penjumlahan
►Dengan frekuensi yang tepat, gelombangDengan frekuensi yang tepat, gelombang
akan terlihat seperti berdiriakan terlihat seperti berdiri
 Gelombang ini disebutGelombang ini disebut gelombang berdirigelombang berdiri

20. Gelombang Berdiri pada TaliGelombang Berdiri pada Tali
► Simpul harus terjadi pada ujung-ujung tali karenaSimpul harus terjadi pada ujung-ujung tali karena
merupakan titik tetapmerupakan titik tetap
Fig 14.16, p. 442
Slide 18
SimpulPerut

21. Gelombang Berdiri pada TaliGelombang Berdiri pada Tali
► Frekuensi getaran terendah dinamakanFrekuensi getaran terendah dinamakan frekuensifrekuensi
fundamental / frekuensi nada dasarfundamental / frekuensi nada dasar
Fig 14.18, p. 443
Slide 25

22. Gelombang BunyiGelombang Bunyi

23. Penghasil Gelombang BunyiPenghasil Gelombang Bunyi
►Gelombang bunyi adalahGelombang bunyi adalah gelombanggelombang
longitudinallongitudinal yang merambat melalui sebuahyang merambat melalui sebuah
mediummedium
►Gelombang bunyi dihasilkan oleh bendaGelombang bunyi dihasilkan oleh benda
yang bergetaryang bergetar
►Sebuah garpu tala dapat digunakan sebagai coSebuah garpu tala dapat digunakan sebagai co

24. Penggunaan Garpu Tala UntukPenggunaan Garpu Tala Untuk
Menghasilkan Gelombang BunyiMenghasilkan Gelombang Bunyi
► Garpu talaGarpu tala akan menghasilkanakan menghasilkan
sebuah nada yang murnisebuah nada yang murni
► Ketika garpu bergetar, getarannyaKetika garpu bergetar, getarannya
akan menggangu udara disekitarnyaakan menggangu udara disekitarnya
► Ketika garpu di tarik ke kanan, akanKetika garpu di tarik ke kanan, akan
memaksa molekul udaramemaksa molekul udara
disekitarnya saling berdekatandisekitarnya saling berdekatan
► Hal ini menghasilkan daerah denganHal ini menghasilkan daerah dengan
kerapatan yang tinggi pada udarakerapatan yang tinggi pada udara
 Daerah ini adalahDaerah ini adalah mampatanmampatan
(commpression)(commpression)

25. Penggunaan Garpu Tala (lanjutan)Penggunaan Garpu Tala (lanjutan)
► Ketika garpu di tekan ke kiriKetika garpu di tekan ke kiri
(saling berdekatan), molekul-(saling berdekatan), molekul-
molekul udara di sebelahmolekul udara di sebelah
kanan garpu akan salingkanan garpu akan saling
merenggangmerenggang
► Menghasilkan daerah denganMenghasilkan daerah dengan
kerapatan yang rendahkerapatan yang rendah
 Daerah ini disebutDaerah ini disebut reganganregangan
(rarefaction)(rarefaction)

26. Penggunaan Garpu Tala (lanjutan)Penggunaan Garpu Tala (lanjutan)
► Ketika garpu tala terus bergetar, serangkaianKetika garpu tala terus bergetar, serangkaian mampatanmampatan
(compression)(compression) dandan regangan (rarefaction)regangan (rarefaction) menjalar dari garpumenjalar dari garpu
► Kurva sinusoidal dapat digunakan untuk menggambarkanKurva sinusoidal dapat digunakan untuk menggambarkan
gelombang longitudinalgelombang longitudinal
 Puncak sesuai dengan mampatan dan lembah sesuai dengan reganganPuncak sesuai dengan mampatan dan lembah sesuai dengan regangan

27. Kategori Gelombang BunyiKategori Gelombang Bunyi
►Gelombang yang dapat didengar (audible)Gelombang yang dapat didengar (audible)
 Dalam jangkauan pendengaran telinga manusiaDalam jangkauan pendengaran telinga manusia
 Normalnya antara 20 Hz sampai 20.000 HzNormalnya antara 20 Hz sampai 20.000 Hz
►Gelombang InfrasonikGelombang Infrasonik
 Frekuensinya di bawah 20 HzFrekuensinya di bawah 20 Hz
►Gelombang UltrasonikGelombang Ultrasonik
 Frekuensinya di atas 20.000 HzFrekuensinya di atas 20.000 Hz

28. Aplikasi dari Gelombang UltrasonikAplikasi dari Gelombang Ultrasonik
► Dapat digunakan untuk menghasilkan gambarDapat digunakan untuk menghasilkan gambar
dari benda yang kecildari benda yang kecil
► Secara lebih luas digunakan sebagai alatSecara lebih luas digunakan sebagai alat
diagnosa dan pengobatan di bidang medisdiagnosa dan pengobatan di bidang medis
 Ultrasonik flow meter untuk mengukur aliran darahUltrasonik flow meter untuk mengukur aliran darah
 Dapat menggunakan alatDapat menggunakan alat piezoelectrikpiezoelectrik yang dapatyang dapat
mengubah energi listrik menjadi energi mekanikmengubah energi listrik menjadi energi mekanik
►Kebalikannya:Kebalikannya: mekanik ke listrikmekanik ke listrik
 Ultrasound untuk mengamati bayi di dalam kandunganUltrasound untuk mengamati bayi di dalam kandungan
 Cavitron Ultrasonic Surgical Aspirator (CUSA)Cavitron Ultrasonic Surgical Aspirator (CUSA)
digunakan dalam proses pembedahan untukdigunakan dalam proses pembedahan untuk
mengangkat tumor otakmengangkat tumor otak

29. Laju dan Medium Gelombang BunyiLaju dan Medium Gelombang Bunyi
► Laju gelombang bunyi lebih tinggi dalam zat padatLaju gelombang bunyi lebih tinggi dalam zat padat
daripada dalam gasdaripada dalam gas
 Molekul-molekul dalam zat padat berinteraksi lebih kuatMolekul-molekul dalam zat padat berinteraksi lebih kuat
► Laju gelombang bunyi lebih rendah dalam zat cairLaju gelombang bunyi lebih rendah dalam zat cair
daripada dalam zat padatdaripada dalam zat padat
 Zat cair lebih kompressibleZat cair lebih kompressible
mediuminersialsifat
mediumselastisitasifat
v =

30. Laju Gelombang Bunyi di UdaraLaju Gelombang Bunyi di Udara
►331 m/s adalah laju gelombang bunyi331 m/s adalah laju gelombang bunyi
pada 0° Cpada 0° C
►T adalahT adalah suhu mutlaksuhu mutlak (T = t(T = tcc + 273) K+ 273) K
K
T
s
m
v
273
)331(=

31. Pemantulan dan PembelokanPemantulan dan Pembelokan
Gelombang BunyiGelombang Bunyi
 Echo, karena pemantulan gelombang
bunyi
Petir, terdengar atau tidak bisa terjadi
karena pembelokan gelombang bunyi

32. Efek DopplerEfek Doppler

33. Efek DopplerEfek Doppler
► Efek Doppler muncul ketika terdapat gerak relatifEfek Doppler muncul ketika terdapat gerak relatif
antara sumber gelombang dan pengamatantara sumber gelombang dan pengamat
 Ketika sumber dan pengamat saling mendekat,Ketika sumber dan pengamat saling mendekat,
pengamat mendengar frekuensi yang lebih tinggipengamat mendengar frekuensi yang lebih tinggi
daripada frekuensi sumberdaripada frekuensi sumber
 Ketika sumber dan pengamat saling menjauh,Ketika sumber dan pengamat saling menjauh,
pengamat mendengar frekuensi yang lebih rendahpengamat mendengar frekuensi yang lebih rendah
daripada frekuensi sumberdaripada frekuensi sumber
► Meskipun Efek Doppler biasanya terjadi padaMeskipun Efek Doppler biasanya terjadi pada
gelombang bunyi, fenomena tersebut terjadi jugagelombang bunyi, fenomena tersebut terjadi juga
pada gelombang yang lainpada gelombang yang lain

34. Efek Doppler, Kasus 1Efek Doppler, Kasus 1
► Pengamat mendekatiPengamat mendekati
sumber yang diamsumber yang diam
► Untuk pergerakan ini,Untuk pergerakan ini,
pengamat merasakanpengamat merasakan
penambahan jumlahpenambahan jumlah
muka gelombangmuka gelombang
► Frekuensi yangFrekuensi yang
terdengar bertambahterdengar bertambah
Fig 14.8, p. 435
Slide 12

35. Efek Doppler, Kasus 2Efek Doppler, Kasus 2
► Pengamat menjauhiPengamat menjauhi
sumber yang diamsumber yang diam
► Pengamat merasakanPengamat merasakan
lebih sedikit mukalebih sedikit muka
gelombang per detikgelombang per detik
► Frekuensi yangFrekuensi yang
terdengar lebih rendahterdengar lebih rendah
Fig 14.9, p. 436
Slide 13

36. Efek Doppler, Sumber yangEfek Doppler, Sumber yang
BergerakBergerak
► Ketika sumber bergerakKetika sumber bergerak
mendekati pengamatmendekati pengamat
(A), panjang gelombang(A), panjang gelombang
yang muncul lebihyang muncul lebih
pendek danpendek dan
frekuensinya bertambahfrekuensinya bertambah
► Ketika sumber bergerakKetika sumber bergerak
menjauhi pengamat (B),menjauhi pengamat (B),
panjang gelombangpanjang gelombang
yang muncul lebihyang muncul lebih
panjang danpanjang dan
frekuensinya berkurangfrekuensinya berkurang

37. Apa yang terjadi ketika laju sumber samaApa yang terjadi ketika laju sumber sama
dengan laju gelombang!dengan laju gelombang!
Terjadi “Barrier” gelombang

38. Apa yang terjadi ketika laju sumber lebihApa yang terjadi ketika laju sumber lebih
besar dari laju gelombang!besar dari laju gelombang!
Terjadi gelombang “Bow”
Speedboat terjadi gelombang “Bow” 2-D
Pesawat supersonik terjadi gelombang “Bow” 3-D shock wave

39. Interferensi Gelombang BunyiInterferensi Gelombang Bunyi
►Interferensi gelombang bunyiInterferensi gelombang bunyi
 Interferensi KonstruktifInterferensi Konstruktif terjadi ketikaterjadi ketika
perbedaan lintasan antara dua gelombangperbedaan lintasan antara dua gelombang
adalah nol atauadalah nol atau kelipatan bulatkelipatan bulat
►Beda lintasan = nλBeda lintasan = nλ
 Interferensi DestruktifInterferensi Destruktif terjadi ketikaterjadi ketika
perbedaan lintasan antara dua gelombangperbedaan lintasan antara dua gelombang
adalah setengah kelipatan bulatadalah setengah kelipatan bulat
►Beda lintasan = (n + ½)λBeda lintasan = (n + ½)λ

40. Getaran TerpaksaGetaran Terpaksa
►Sebuah sistem dengan gaya pengendaliSebuah sistem dengan gaya pengendali
akan mengakibatkan getaran yang terjadiakan mengakibatkan getaran yang terjadi
sesuai dengan frekuensinyasesuai dengan frekuensinya
►Ketika frekuensi gaya pengendali samaKetika frekuensi gaya pengendali sama
dengan frekuensi alami sistem, sistemdengan frekuensi alami sistem, sistem
dikatakan berada dalamdikatakan berada dalam resonansiresonansi

41. Contoh dari ResonansiContoh dari Resonansi
► Bandul A digetarkanBandul A digetarkan
► Bandul yang lain mulaiBandul yang lain mulai
bergetar karena getaranbergetar karena getaran
pada tiang yang lenturpada tiang yang lentur
► Bandul C berosilasiBandul C berosilasi
pada amplitudo yangpada amplitudo yang
besar karenabesar karena
panjangnya, danpanjangnya, dan
frekuensinya samafrekuensinya sama
dengan bandul Adengan bandul A
Fig14.19, p. 445
Slide28
Contoh Resonansi yang lain!

42. LayanganLayangan
► Interferensi dua gelombang dengan frekuensi berbeda namunInterferensi dua gelombang dengan frekuensi berbeda namun
hampir sama (hampir sama (∆∆f<<)f<<)
► Layangan bunyi akan terdengar suatu nada yang mempunyaiLayangan bunyi akan terdengar suatu nada yang mempunyai
intensitas yang berubah-ubah secara bergantian antara keras danintensitas yang berubah-ubah secara bergantian antara keras dan
lemahlemah
► ∆∆f = frekuensi layanganf = frekuensi layangan
► Telinga manusia hanya dapat mendeteksi layangan denganTelinga manusia hanya dapat mendeteksi layangan dengan
frekuensi kurang dari 7 Hzfrekuensi kurang dari 7 Hz

43. PR
1.Jelaskan prinsip kerja CD (compact disc)?
2.Buku Hewitt: