Dokumen tersebut membahas tentang gelombang secara umum, termasuk definisi gelombang, jenis gelombang (mekanik dan elektromagnetik), karakteristik gelombang seperti panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan gelombang, serta contoh-contoh penerapan gelombang dalam kehidupan sehari-hari.

1. Gelombang

3. Gelombang adalah perambatan energi
dari satu tempat ke tempat lain tanpa
menyeret materi yang dilewatinya

4. Gelombang
Mekanik Elektromagnetik
 Gelombang Suara  Cahaya
 Gempa Bumi  Sinar X
 Gelombang pada dawai  Gelombang Radio
 dll  dll.

5. Gelombang Mekanik
 Gelombang Mekanik Timbul :
 Perlu usikan sebagai sumber
 Perlu medium yang dapat diusik
 Perlu adanya mekanisme penjalaran usikan

6. Karakter Fisik yang menjadi ciri gelombang :
 Panjang Gelombang ( )
 Frekwensi (f )
 Cepatrambat Gelombang (v)
Panjang Gelombang : Jarak minimum antara dua titik pada
gelombang yang berperilaku identik.
Frekwensi Gelombang : Jumlah pengulangan usikan
persatuan waktu.
Cepatrambat Gelombang : Jarak penjalaran usikan yang
ditempuh dalam satu satuan wak

7. Tipe Gelombang
Transversal Longitudinal
Gerak partikel yang terusik Gerak partikel yang terusik
tegak lurus arah penjalaran sejajar arah penjalaran

8. Tipe Gelombang
Menurut arah gangguan relatif terhadap arah propagasi:
Gelombang Transversal:
Perpindahan medium
Arah jalar gelombang
Gelombang Longitudinal:
Perpindahan medium
Arah jalar gelombang

9. Tipe Gelombang
Gelombang Longitudinal
Gelombang Transversal

10. Tipe Gelombang
Gelombang Air

11. Sifat Gelombang
 Panjang Gelombang: Jarak antara titik-titik identik pada
gelombang.
 Amplitudo: Perpindahan maksimum A dari sebuah titik
pada gelombang.
Panjang gelombang
Amplitudo A
A
 Perioda: Waktu T dari sebuah titik pada gelombang untuk
melakukan satu osilasi secara komplit.

12. y
Sifat Gelombang +A t 0
x
 Laju: Gelombang bergerak
satu panjang gelombang -A
dalam satu perioda T atau +A t T
4
panjang gelombang yang x
terjadi setiap satu satuan -A
waktu +A t 2T
4
x
-A
+A t 3T
4
x
= vT v= T= f
-A
+A
t T
f = 1/T : Frekuensi, jumlah x
perioda per detik (Hertz, Hz) -A

13. Contoh
 Sebuah kapal melempar sauh pada suatu lokasi dan
diombang-ambingkan gelombang naik dan turun. Jika
jarak antara puncak gelombang adalah 20 meter dan laju
gelombang 5 m/s, berapa lama waktu t yang
dibutuhkan kapal untuk bergerak dari puncak ke dasar
lembah gelombang? t
t+ t

14. Contoh
 Laju bunyi di udara sedikit lebih besar dari 300 m/s, dan
laju cahaya di udara kira-kira 300,000,000 m/s.
 Misal kita membuat gelombang bunyi dan gelombang
cahaya yang keduanya memiliki panjang gelombang 3 m.
Berapa rasio frekuensi gelombang cahaya terhadap
gelombang bunyi?

15. Contoh …
 Berapakah frekuensi tersebut?

16. Contoh
 Panjang gelombang microwave yang dihasilkan oleh oven
microwave kira-kira 3 cm. Berapa frekuensi yang
dihasilkan gelombang ini yang menyebabkan molekul air
makanan anda bervibrasi?
34

17. Fungsi Gelombang
• Kita menggunakan fungsi sinusoid untuk
menggambarkan berbagai gelombang
y(x,t) = Asin(kx- t)
A: amplitudo Jika ∆x= , fasa
bertambah 2
kx- t : fasa
2 Jika ∆t=T, fasa
k: bilangan k
bertambah 2
gelombang
2
: frekuensi angular 2 f
T
(2 rads = 360 )

18. Contoh
(a) Tuliskan persamaan yang gelombang sinusoidal transversal
yang menjalar pada tali dalam arah y dengan bilangan
gelombang 60 cm-1, perioda 0.20 s, dan amplitudo 3.0 mm.
Ambil arah z sebagai arah transversal. (b) Berapa laju
transversal maksimum dari titik pada tali?

19. Soal
Gelombang sinusoidal dengan frekuensi 500 Hz menjalar
dengan laju 350 m/s. (a) Berapa jarak dua titik yang berbeda
fasa /3 rad? (b) Berapa beda fasa antara dua pergeseran
pada suatu titik dengan perbedaan waktu 1.00 ms ?

20. Laju Gelombang
• Seberapa cepat bentuk gelombang menjalar?
Pilih sebuah perpindahan tertentu fasa tertentu
dx
kx- t = konstan v
dt k
y(x,t) = Asin(kx- t) v>0
y(x,t) = Asin(kx+ t) v<0
• Laju gelombang adalah konstanta yang bergantung hanya
pada medium, bukan pada amplitudo, panjang gelombang
atau or perioda (seperti OHS)
Gelombang Transversal (Tali):
v
: rapat massa, : tegangan

21. Gelombang pada tali
• Apa yang menentukan laju gelombang?
• Tinjau sebuah pulsa yang menjalar pada sebuah tali:
v
Misalkan:
 Tegangan tali adalah F
 Massa per satuan panjang adalah (kg/m)
 Bentuk tali pada daerah maksimum pulsa adalah
lingkaran dengan jari-jari R
F
R

22. Gelombang pada tali ...
 Tinjau gerak bersama dengan pulsa
 Gunakan F = ma pada segmen kecil tali di “puncak” pulsa
 Gaya total FNET adalah jumlah tegangan F pada ujung-ujung
segmen tali.
 Total gaya pada arah-y
v
F F
FNET = 2F
y
(karena kecill, sin ~ )
x

23. Gelombang pada tali ...
 Massa m dari segmen adalah panjangnya (R x 2 )
dikalikan massa per satuan panjang .
m=R2
R
y
x

24. Gelombang pada tali ...
 Percepatan a dari segmen adalah v 2/ R (sentripetal)
dalam arah-y.
v
a
R
y
x

25. Gelombang pada tali ...
v2
 Jadi FNET = ma menjadi: 2F R2
R
FTO m a
T
2 F
F v v
v
tegangan F
massa per satuan panjang

26. Gelombang pada tali ...
 Jadi didapat: F
v
v
tegangan F
massa per satuan panjang
 Jika tegangan makin besar, laju bertambah.
 Jika tali makin berat, laju berkurang.
 Seperti disebutkan sebelumnya, ini bergantung hanya pada
sifat alami medium, bukan pada amplitudo, frekuensi, dst.
dari gelombang.

27. Refleksi
From high speed to From low speed to
low speed (low high speed (high
density to high density to low
density) density)

28. Refleksi
• Saat gelombang menjalar dari
satu batas ke batas
lainnya, terjadilah refleksi.
Beberapa gelombang berbalik
kembali (mundur) dari batas
– Menjalar dari cepat ke
lambat -> terbalik
– Menjalar dari lambat ke
cepat -> tetap tegak
F
v

29. Refleksi

30. Gelombang Tegak
• Fundamental n=1
n = 2L/n
• fn = n v / (2L)

31. Frekuensi Resonansi
Resonansi: saat terbentuk gelombang berdiri.
n 2L
f
2L n
Harmonik fundamental atau pertama
1 1
L f1
2 2L
Harmonik ke dua atau overtone pertama
L 2
f2 2 f1
Dst…dst.