4. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 4
SIFAT dan CIRI Gelombang
Gelombang di permukaan laut pada umumnya
berbentuk gelombang sinus
Gelombang sinus dicirikan oleh:
Panjang gelombang (L)
Periode gelombang (T)
Tinggi gelombang (H)
Kecepatan translasi ( C ) = dikenal sbg ‘celerity’
Hubungan antara frekuensi (f = 1/T) dan
kebalikan dari panjang gelombang (1/L) dikenal
sebagai hubungan DISPERSI
5. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 5
SIFAT dan CIRI Gelombang
QuickTime™ and a
TIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
6. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 6
SIFAT dan CIRI Gelombang (2)
Hubungan tersebut dinyatakan oleh formula:
Dimana s = 2/T = frekuensi radian
k = 2/L = bilangan gelombang
g = 9.8 ms-2
h = kedlman air
tanh () = fungsi tangen hiperbola (nilai antara 0 dan 1)
s2
gktanh(k h)
7. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 7
Grafik Tangen hiperbolik
Grafik Tangen hiperbolik (tanh)
-1
-0.75
-0.5
-0.25
0
0.25
0.5
0.75
1
-5.00 -4.00 -3.00 -2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00
Nilai (x)
tanh
(x)
tanh (kd)
8. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 8
SIFAT dan CIRI Gelombang (3)
Jika kedlman air (h) jauh lebih besar dari panj.gelombang
Dikenal sebagai GELOMBANG LAUT DALAM
Maka tanh () ~ 1
Sehingga hubungan dispersinya adalah
h
L
2
s2
gk
kh
atau
9. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 9
SIFAT dan CIRI Gelombang (4)
Jika kedlman air (h) jauh lebih kecil dari panj.gelombang
Dikenal sebagai GELOMBANG LAUT Dangkal
Maka tanh () ~ (kh)
Sehingga hubungan dispersinya adalah
h
L
20
s2
gk k h
c2
(s k)2
gh
kh
10
atau
10. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 10
SIFAT dan CIRI Gelombang (5)
Sehingga hubungan dispersinya adalah
Ini berarti semua gelombang dengan L berbeda (periode berbeda)
akan merambat dengan kecepatan yang sama
Rambatan gelombangnya hanya ditentukan oleh kedlman
Gelombang yang merambat di air yang sangat dangkal, maka
kecepatan gelombang (s) nya akan bersifat non-linier
Artinya kecepatan gelombangnya tergantung pada:
Kedlman Air dan
Tinggi Gelombang
s2
gk kh
c2
(s k)2
gh
11. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 11
SIFAT dan CIRI Gelombang (6)
Jadi gelombang yang
lebih tinggi bergerak lebih
cepat daripada gelombang
rendah. Ini menyebabkan
gelombang tumpah
(gelombang pecah)
13. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 13
Gerakan Partikel Air Pada
Gelombang Progresif
QuickTime™ and a
TIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
Berlaku untuk gelombang
dgn amplitudo kecil
14. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 14
Energi Gelombang & Kecepatan
Grup Gelombang
QuickTime™ and a
TIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
15. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 15
Kecepatan Grup Gelombang
Cg
d
d k
(1)
2
gk tanh k h
16. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 16
Kecepatan Fase Gelombang
Cp
k
(2)
2
gk tanh k h
17. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 17
Kecepatan Grup & Fase
Gelombang
Gabung persamaan (1) dan (2),
diperoleh
Cg
d
d k
d
d k
gk tanh k h
1/ 2
1
2
k
1
2k h
sinh 2k h
Cp
18. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 18
Untuk Gelombang Laut Dangkal
& Dalam
Gelombang Laut Dalam
Gelombang Laut Dangkal
Cg
Cp
2
Cg Cp
19. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 19
Gelombang Laut Dalam
QuickTime™ and a
TIFF (Uncompressed) decompressor
are needed to see this picture.
20. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 20
KELOMPOK Gelombang
Jika kita mengukur H, T, dan L dari 100 gelombang dalam
satu kelompok,
Akan didapati:
Variasi yang besar dari tinggi gelombang H
Variasi yang sedang untuk T dan L
Lalu kita membuat statistik untuk melihat polanya:
Histogram dari tinggi gelombang dari kelompok tsb, diperoleh
distribusi bermoda satu
Maka Hm = estimasi dari gelombang menengah
Maka Hs atau H1/3 = ukuran dari gelombang yang lebih besar
dalam kelompok
Tm = estimasi darinilai rerata periode gelombang dari kelompok
21. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 21
KELOMPOK Gelombang (2)
Jika kita plotkan antara (H,T) dengan (L,T) dari kelompok
gelombang laut dalam, tidak didapati hubungan antara H dan L
Demikian pula tidak terlihat hubungan antara H dan T
Tetapi diperoleh hubungan kuat antara L dan T
Hubungan dispersinya adalah sebagai berikut
Nilai umum untuk T adalah 10 detik; L adalah 150 m; dan H = 2m
L gT2
/2
22. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 22
Pembentukan Gelombang Laut
Dalam oleh Angin
Gelombang ditimbulkan oleh angin
Ada tiga faktor utama yang menentukan terbentuknya
berbagai tinggi gelombang dan berbagai periode
gelombang
Kekuatan tiupan angin (wind speed)
Luas daerah angin bertiup (fetch)
Lamanya angin bertiup (duration)
23. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 23
Status Laut
Status laut sangat tergantung pada kondisi angin
Makin kuat angin bertiup, makin lama bertiupnya, dan luas daerah
dari tiupan angin akan menghasilkan gelombang yang makin
besar
Kondisi Angin Kec. Angin Tinggi Gel.
Tenang 0-4 m/s 1 m
Angin sedang 4 - 12 3
Badai 12 - 24 10
24. October 2009 OseFis-John I. Pariwono 24
Status Laut (2)
Status laut : Fully developed Seas
Terjadi ketika angin bertiupdalam jangka waktu lama, dengan luas
area yang besar, maka hubungan antara tinggi gelombang
dengan kecepatan angin dapat dinyatakan sebagai berikut:
H1/3 >> 0.2 U2/g meter
Hm >> 0.1 U2/g meter
Tm >> 7 U/g detik
