1. MEDIA PEMBELAJARAN KELAS XII IPA
GEJALA GELOMBANG
Oleh:
Dian Mufarridah, M.Pd
NIP. 199809152003122015
SMA NEGERI 2 BONTANG
201409/27/14
2. TUJUAN PEMBELAJARAN :
Setelah mempelajari bab ini siswa diharapkan mampu:
1.memformulasikan masalah perambatan gelombang melalui suatu medium,
2.mengidentifikasi karakteristik gelombang transfersal dan longitudinal,
3.mengidentifikasi karakteristik gelombang mekanik dan elektromagnetik,
4.mengidentifikasi persamaan gelombang berjalan dan gelombang stasioner,
5.menyelidiki sifat-sifat gelombang (pemantulan, pembiasan, interferensi, dispersi,
difraksi, dan polarisasi) serta penerapannya dalam kehidupan sehari-hari,
6.memformulasikan efek Doppler pada gelombang.
09/27/14
3. 27/09/14 3
memindahkan energi ke benda apa
saja yang merintanginya, sehingga
mampu menghancurkan
Gelombang getaran yang merambat melalui medium
memindahkan energi 1. Zat padat, contoh: slinki, tali
2. Zat Cair, contoh: air
3. Gas, contoh: udara
Pada proses terjadinya gelombang, materi-materi dalam
medium tidak ikut merambat
Bukti :
Gelombang Laut/Ombak
Gempa Bumi
09/27/14
5. 27/09/14 5
GELOMBANG TRANSVERSAL (arah getar tegak lurus arah
rambat)
λ
Satu gelombang penuh terdiri dari satu bukit dan
satu lembah
Satu gelombang penuh
terbentuk jika pada
medium diberi satu
getaran (t = T)
Jarak yang ditempuh
gelombang dalam
waktu satu periode T
disebut panjang
gelombang (λ)
Cepat rambat gelombang
(ν) λ = νT
Sumber:
09/27/14
6. 27/09/14 6
Cepat rambat gelombang
(ν)
λ = νT ν = λ / T
ν = λ f
Fase Gelombang keadaan getaran suatu benda yang berkaitan dengan
simpangan dan arah geraknya
Sefase titik-titik berjarak 1λ, 2 λ, 3 λ, … , n λ
Berlawanan fase titik-titik berjarak 1/2λ, 3/2 λ, 5/2 λ, … , (2n-1) 1/2
λ
A
B
C
D
09/27/14
7. 27/09/14 7
GELOMBANG LONGITUDINAL (arah getar sejajar arah rambat)
λ
Jarak antara dua regangan yang berdekatan atau jarak antara dua
rapatan yang berdekatan sama dengan panjang gelombang (λ)
Jarak antara rapatan dan regangan yang berdekatan sama
dengan ½ panjang gelombang (1/2 λ)
09/27/14
8. 27/09/14 8
Gelombang berjalan gelombang mekanik yang memiliki amplitudo konstan di
setiap titik yang dilalui gelombang
Sumber:
09/27/14
12. 27/09/14 12
Yo = A sin ωt
Y o= A sin 2πft
O
Persamaan gelombang di titik O:
Persamaan gelombang di titik yang terletak di sebelah kanan titik O (gelombang
berjalan ke kanan):
Y = A sin (ωt – kx)
A +jika arah getar pertama ke atas (sumbu y +)
-jika arah getar pertama ke bawah(sumbu y -)
Persamaan umum gelombang berjalan:
Y = ±A sin (ωt ± kx)
k +jika arah rambat gelombang ke kiri (sumbu x -)
-jika arah rambat gelombang ke kanan (sumbu x +)
Bilangan gelombang (k):
Amplitudo gelombang (A):
09/27/14
13. 27/09/14 13
Keterangan:
λ = panjang gelombang (m)
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)
Y = simpangan gelombang(m)
A = amplitudo gelombang (m)
K = bilangan gelombang atau angka gelombang
k = 2 π/ λ
X = posisi suatu titik dari sumber getar (m)
ω= frekuensi sudut (rad/s)
ω= 2πf = 2 π/T
Simpangan (Y) posisi suatu titik terhadap titik acuan
Amplitudo (A) simpangan terjauh (maksimal)
09/27/14
14. 27/09/14 14
Kecepatan Getaran:
P
Kecepatan getaran partikel di titik P diperoleh dari turunan pertama simpangan (Y)
terhadap waktu (t):
( )[ ]
( )kxtA
kxtA
dt
d
dt
dY
P
P
P
−=
−==
ωων
ων
cos
sin
Sumber:
09/27/14
15. 27/09/14 15
Percepatan getaran partikel di titik P diperoleh dari turunan pertama kecepatan (νP)
terhadap waktu (t):
( )[ ]
( )kxtAa
kxtA
dt
d
dt
d
a
P
P
P
−−=
−==
ωω
ωω
ν
sin
cos
2
Percepatan Getaran:
Sumber:
09/27/14
16. 27/09/14 16
Persamaan gelombang berjalan dengan arah getar pertama ke atas dan arah rambat
gelombang ke kanan:
( )kxtAYP −= ωsin
−= xt
T
AYP
λ
ππ 22
sin
dengan:
k = 2 π/ λ
ω= 2πf = 2 π/T
sudut fase gelombang θP
( )
−=−=
λ
πωθ
x
T
t
kxtP 2
fase gelombang ϕP
09/27/14
17. 27/09/14 17
1. Sebuah gelombang transversal mempunyai periode 4 detik. Jika jarak antara
titik berurutan yang sama fasenya 8 cm, maka cepat rambat gelombang itu
adalah ...
a. 1 cm/det b. 2 cm/det c. 3 cm/det d. 4 cm/det e. 5 cm/det
(EBTANAS 85/86)
2. Pada permukaan suatu danau terdapat dua gabus yang terpisah satu dari
lainnya sejauh 60 cm. Keduanya turun naik bersama permukaan air dengan
frekuensi 2 getaran per detik. Bila salah sebuah gabus berada di puncak bukit
gelombang, yang lainnya berada di bawah gelombang, sedangkan diantara
kedua gabus itu terdapat satu bukit gelombang. Cepat rambat gelombang
pada permukaan danau adalah ....
a. 20 cm/s b. 30 cm/s c. 80 cm/s d. 120 cm/s e. 240 cm/s
(SKALU 80/81)
09/27/14
18. 27/09/14 18
3. Persamaan simpangan gelombang berjalan transversal pada seutas tali
memenuhi persamaan simpangan y = 2 sin . Kecepatan rambat
gelombang ....
a. 1 m/s b. 2 m/s c. 3 m/s d. 4 m/s e. 5 m/s
(EBTANAS 00/01)
4. Berikut ini adalah persamaan gelombang berjalan y = 10 sin (0,4 πt – 0,5πx).
Periode gelombangnya adalah ....
a. 10 s b. 5 s c. 4 s d. 0,4 s e. 0,2 s
(EBTANAS 94/95)
09/27/14
19. 27/09/14 19
Gelombang stasioner atau gelombang diam, gelombang berdiri, atau gelombang
tegak gelombang hasil perpaduan atau interferensi dua buah gelombang yang
memiliki amplitudo dan frekuensi sama, tetapi arah rambatannya berbeda.
Amplitudo gelombang
stasioner tidak konstan
Perut amplitudo
maksimum
Simpul amplitudo
minimum (nol)
Gelombang stasioner
dapat terbentuk pada:
Dawai ujung Bebas fase
gelombang datang =
fase gelombang pantul
Dawai ujung terikat terjadi
pembelokan fase
09/27/14
20. 27/09/14 20
GELOMBANG STASIONER PADA DAWAI UJUNG BEBAS
Sumber:
Gelombang datang dari titik asal getaran O pada seutas dawai dengan panjang l
dan melewati titik P yang berjarak X dari ujung pemantul Q
O P Q
l
X
Persamaan gelombang datang dari titik P, XP = (l – X):
( ) ( )( ))sinsin1 XlktAkxtAY P −−=−= ωω
Persamaan gelombang pantul dari titik P, XP = (I + X):
( ) ( )( ))sinsin2 XlktAkxtAY P +−=−= ωω
Pada titik P terjadi perpaduan gelombang datang dan pantul:
Y = Y1 + Y2
09/27/14
21. 27/09/14 21
Sumber:
O P Q
l
X
( )( ) ( )( )
( )kltkxAY
XlktAXlktAY
P
P
−=
+−+−−=
ω
ωω
sincos2
)sin)sin
Pada titik P terjadi perpaduan gelombang datang dan pantul:
Y = Y1 + Y2
Letak Perut (Amplitudo maksimum) dari ujung pemantul:
terjadi jika cos (2π/λ)X = ± 1 AP = 2A
Cos (2π/λ)X = ± 1 cos (2π/λ) X= cos n π, sehingga:
X = n(1/2 λ) dengan n = 0, 1, 2, 3, …
Jadi, letak perut dari ujung pemantul adalah: X = 0, ½ λ, λ, 3/2 λ, …09/27/14
22. 27/09/14 22
Letak Simpul (Amplitudo minimum) dari ujung pemantul:
terjadi jika cos (2π/λ)X = 0 AP = 0
Cos (2π/λ)X = 0 cos (2π/λ) X= cos (2n+1) π/2, sehingga:
X = (2n+1) (1/4 λ) dengan n = 0, 1, 2, 3, …
Jadi, letak simpul dari ujung pemantul adalah: X = ¼ λ, ¾ λ, 5/4 λ, …
09/27/14
23. 27/09/14 23
GELOMBANG STASIONER PADA DAWAI UJUNG
TERIKATGelombang datang dari titik asal getaran O sepanjang dawai l dan melewati titik P
yang berjarak X dari ujung pemantul Q
O
P
Ql
X
Persamaan gelombang datang dari titik P, XP = (I – X):
( ) ( )( ))sinsin1 XlktAkxtAY P −−=−= ωω
Persamaan gelombang pantul dari titik P, XP = (I + X) dan beda fase ∆θ = π:
( ) ( )( )
( )( )XlktAY
XlktAkxtAY P
+−−=
++−=+−=
ω
πωπω
sin
sinsin
2
2
Pada titik P terjadi perpaduan gelombang datang dan pantul:
YP = Y1 + Y2
Sumber:
09/27/14
24. 27/09/14 24
GELOMBANG STASIONER PADA DAWAI UJUNG
TERIKAT
O
P
Ql
X Sumber:
Pada titik P terjadi perpaduan gelombang datang dan pantul:
Y = Y1 + Y2
Letak Perut (Amplitudo maksimum) dari ujung pemantul:
terjadi jika sin (2π/λ)X = ± 1 AP = 2A
Sin (2π/λ)X = ± 1 sin (2π/λ) X= sin (2n+1) π/2, sehingga:
X = (2n+1)(1/4 λ) dengan n = 0, 1, 2, 3, …
Jadi, letak perut dari ujung pemantul adalah: X = 1/4 λ, ¾ λ, 5/4 λ, …
( )( ) ( )( )
( )kltkxAY
XlktAXlktAY
P
P
−=
+−−−−=
ω
ωω
cossin2
)sin)sin
09/27/14
25. 27/09/14 25
Letak Simpul (Amplitudo minimum) dari ujung pemantul:
terjadi jika sin (2π/λ)X = 0 AP = 0
Sin (2π/λ)X = 0 sin (2π/λ) X= sin n π, sehingga:
X = n (1/2 λ) dengan n = 0, 1, 2, 3, …
Jadi, letak simpul dari ujung pemantul adalah: X = ½ λ, λ, 3/2 λ, …
titik asal
getaran
ujung
tetap
l
123456
123456
XS
XP
09/27/14
26. 27/09/14 26
1. Dua buah gelombang berjalan, masing-masing memiliki persamaan:
Dengan X dalam cm dan t dalam sekon, berinterferensi menghasilkan suatu
gelombang stasioner. Tentukanlah:
a. Amplitudo gelombang pada X = 21 cm,
b. Letak perut dan simpul,
c. Letak perut dan simpul ke tiga.
09/27/14
27. 27/09/14 27
2. Seutas tali yang panjangnya 6 m direntangkan horizontal. Salah satu ujungnya
digetarkan dan ujung lainnya tetap. Setelah pada tali terjadi gelombang stasioner,
ternyata perut kelima berjarak 3,75 m dari titik asal getaran.
a. Tentukan panjang gelombang yang terjadi.
b. Hitung letak simpul ke lima diukur dari titik asal getar.
titik asal
getaran
ujung
tetap
l
123456
123456
XP
09/27/14
28. 27/09/14 28
1. Foster, Bob. 2000. Fisika SMU Kelas 3. Jakarta : Erlangga.
2. INDOSAT GALILEO
3. PhETcolorado
4. Supiyanto. 2006. FISIKA UNTUK SMA KELAS XII. Jakarta : PHIβETA,
5. WWW. GOOGLE.COM
09/27/14
