SKL IPA 9 : Getaran dan Gelombang

MY BLOGGER

ASSALAMMUALAIKUM Wr.wb

SKL IPA 9 : Getaran dan Gelombang

KOMPETENSI
Memahami konsep-konsep dan penerapan, getaran, gelombang, bunyi, dan optik dalam produk
teknologi sehari-hari.

INDIKATOR
Menentukan besaran fisis pada getaran atau gelombang.

MATERI
Getaran dan Gelombang
Periode : waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran/gelombang

Frekuensi : banyaknya getaran/gelombang yang terjadi selama 1 detik

Hubungan periode dan frekuensi

Cepat rambat gelombang

F = frekuensi (Hz)
T = periode (s)
t = waktu yang diperlukan (s)
n = banyaknya getaran atau gelombang
v = cepat rambat gelombang (m/s)
λ = panjang gelombang (m)

Contoh soal
Gelombang permukaan air suatu danau tampak seperti gambar berikut ini!

Bila kedua gabus tersebut naik turun bersama permukaan air dengan frekuensi 2 Hz, maka cepat rambat gelombang tersebut adalah ....
A. 20 cm/detik         C. 80 cm/detik
B. 30 cm/detik         D. 120 cm/detik
Penyelesaian

Getaran

Pengertian getaran

Tak kenal maka tak sayang, maka sebelum lebih jauh menjelaskan maka disini admin akan menjelaskan Apakah yang di maksud dengan getaran tersebut. Getaran merupakan gerak bolak-balik benda  secara teratur melalui titik keseimbangan. Salah satu ciri getaran adalah adanya amplitudo ( simpang terbesar suatu getaran ).

Periode dan frekuensi getaran

Setiap benda yang bergetar selalu memiliki frekuensi dan periode getar. Apakah yang  di maksud dengan frekuensi getaran? Dan apakah yang di maksud dengan periode getaran? Bagaimana hubungan antara frekuensi dan periode getaran?

Periode getar adalah waktu yang di perlukan benda untuk melakukan satu kali getaran. Periode dinyatakan dalam satuan sekon.
Dalam rumus matematika, getaran dapat dinyatakan sebagai berikut:

Periode getaran (T)= waktu getar /Jumlah getaran (n)

Ferkuensi adalah jumlah getaran dalam satu sekon. Satuan ferkuensi adalah hertz (Hz). Frekuensi dapat dinyatakan dalam satuaan matematika sebagai berikut:

Frekuensi (f) = Jumlah getaran / Waktu getaran (t)

Hubungan antara frekuensi da periode dinyatakan sebagai berikut:

F= 1/T 

T =1/f

Keterangan : f= ferekuensi        T=periode 

Gelombang

Pengertian gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang terjadi karna adanya sumber getaran. Pada perambatannya gelombang merambatkan energi gelombang, sedangakan perantaranya tidak ikut merambat.menurut zat perantaranya gelombang di bedakan menjadi dua macam yaitu :

1. Gelombang mekanik :gelombang yang perambatanya memerlukan medium, contoh :gelombang air dan gelombang bunyi.
2. Gelombang elektrik : gelombang yang dalam perambatanya tidak memerlukan medium.contoh gelombang radio dan gelombang cahaya

Gelombang transversal dan gelombang longitudinal

Berdasarkan arah rambat dan arah getaranya, gelombang dibedakan atas gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
 

Gelombang transversaladalah gelombang yang arah rambatanya tegak lurus terhadap arah getaranya. Gelombang transversal berbentuk bukit gelombang dan lembah gelombang yang merambat. Contoh gelombang pada tali, permukaan air dan gelombang cahaya.

Gambar gelombang transversal :

Panjang gelombang pada gelombang transversal 

Panjang gelombang adalah panjang suatu gelombang yang terdiri dari satu bukit dan satu lembah gelombang.panjang gelombang di lambangkan dengan lamda (   )dan satuanya adalah meter
 

Gelombang longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya. Gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan renggangan. Contohnya gelombang bunyi.
Gambar gelombang longitudinal :
 

Panjang gelombang longitudinal 
Panjang gelombang longitudinal adalah panjang satu gelombang yang terdiri dari satu rapatan dan satu renggangan.

Periode gelombang (T)Yaitu  waktu yang di prlukan untuk menempuh satu gelombang,satuanya adalah sekon (s)
 

Frekuensi gelombang (f)
Yaitu jumlah gelombang yang terbentuk dalam satu detik,satuanya adalah Hz (hertz)
 

Cepat rambat gelombang (v)Yaitu jarak yang di tempuh gelombang dalam waktu satu detik ,satuanya adalah meter/detik (m/s)
 

Hubungan antara panjang gelombang, periode, frekuensi, dan cepat rambat gelombang.
 

Rumus dasar gelombang adalah:

λ = vT atau v =  λ/T Dan f = 1/T maka  v = λ f

v          = cepat rambat gelombang (m/s)

λ          = panjang gelombang (m)

T          = periode (s)

f           = frekuensi (Hz)Gelombang Mekanik

gelomnag mekanik dibagi menjadi dua macam yakni gelombang tranversal dan gelombang longitudinal.

Gelombang Tranversal

adalah gelombang mekanik yang arah perambatannya tegak lurus terhadap arah getarannya.

Perhatikan gambar di samping  :

gelombang merambat dari kiri kekanan sedangkan arah getarannya naik turun.

contoh gelombang tranversal :

gelombang tali, gelombang air  dll.

Hal2 yang perlu diperhatikan dalam gelombang tranversal ini :

• ABC, EFG, dan IJK = bukit gelombang
• CDE dan GHI = lembah gelombang
• B, F, dan J = titik puncak gelombang
• D dan H = titik dasar gelombang
• ABCDE, EFGHI = satu gelombang

Satu gelombang terdiri atas satu puncak gelombang dan satu lembah gelombang. Jadi, gelombang transversal pada Gambar di atas terdiri atas 3 puncak gelombang dan 2 lembah gelombang. Dengan kata lain terdiri atas 2,5 gelombang.

Gelombang Longitudinal  

adalah gelombang mekanik yang arah perambatannya sejajar terhadap arah getarannya.

Contohnya gelombang bunyi.

 Cepat Rambat dan Panjang Gelombang

 v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)

 s = jarak yang ditempuh (m)

 t = waktu tempuh (s).

berarti rumus kecepatan ada tiga macam dan penggunaanya tergantung dengan apa yang diketahui dalam soal. misal diketahui jarak tempuh (s) dan waktunya (t) maka menggunakan rumus v = s/t .

conoh soal :

diketahui sebuah gelombang seperti pada gambar  jika jarak tempuh = 10 m

a. berapa Amplitudonya?

b. berapa frekuensi dan periodenya ?

c. berapa panjang gelombangnya ?

d. berapa kecepatannya ?

a. Ampitudo (A) nya = 5 cm

b. frekuensi (f) = banyak gelombang/waktu = 2,5/1 = 2,5 Hz

    Periode (T) = waktu/banyak gelombang = 1/2,5 = 0,4 sekon

c. panjang gelombang = jarak tempuh/banyak gelombang = 10/2,5 =  4 m

d. karena yang dikethui dalam soal cukup banyak untuk mencari kecepatan dapat menggunakan 2 cara :

     cara I : kecepatan (v) = jaraktempuh (s) / waktu tempuh (t) = 10 / 1 = 10 m/s

    cara II : kecepatan(v) = panjang gelombang x frekuensi (f) = 4 x 2,5 = 10 m/s

Gelombang Bunyi

seperti yang telah dikemukakan sebelumnya, bunyi merupakan bentuk dari gelombang tranversal (arah rambatan sejajar dengan arah getarannya). kuat lemah bunyi dipengaruhi Amplitudo dan tinggi rendah bunyi dipengaruhi oleh frekuensi

Nada adalah bunyi yang teratur

Desah adalah bunyi yang tidak teratur

Timbre adalah warna bunyi

Resonansi adalah peristiwa ikut bergetarnya benda lain yang berfrekuensi sama dengan sebuah benda yang bergetar. contoh pantulan bunyi dalam kotak udara gitar mempunyai frekuensi yang sama....maka terjadi resonansi dan bunyi gitar menjadi lebih nyaring dari bunyi aslinya (petikan senar saja).

contoh lain resonansi :

ketika sebuah bandul digoyang maka bandul lain yang tidak digoyang namun memiliki panjang yang sama akan secara alami ikut bergoyang...hal ini karena bandul yang mempunyai panjang tali yang sama juga mempunyai frekuensi yang sama juga....sehingga terjadi resonansi

Hukum Marsenne

Marsenne menyelidiki hubungan frekuensi yang dihasilkan oleh senar yang bergetar dengan panjang senar, penampang senar, tegangan, dan jenis senar. Faktor-faktor yang memengaruhi frekuensi nada alamiah sebuah senar atau dawai menurut Marsenne adalah sebagai berikut :

1) Panjang senar, semakin panjang senar semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
2) Luas penampang, semakin besar luas penampang senar, semakin rendah frekuensi yang dihasilkan.
3) Tegangan senar, semakin besar tegangan senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.
4) Massa jenis senar, semakin kecil massa jenis senar semakin tinggi frekuensi yang dihasilkan.

Pengelompokan bunyi berdasarkan frekuensinya :

1. Bunyi Infrasonik adalah bunyi yang frekuensinya < 20 Hz. bunyi ini tidak dapat didengarkan oleh manusia namun dapat didengarkan oleh laba-laba, jangkrik dan lumba-lumba.

2. Bunyi audiosonik adalah bunyi yang frekuensinya diantara  20 Hz - 20.000 Hz. bunyi jenis inilah yang dapat didengarkan oleh manusia.

3. Bunyi ultrasonik adalah bunyi yang frekuensinya  > 20.000 Hz. bunyi jenis ini juga tidak dapat di dengarkan manusia. hewan yang mampu mengarkan bunyi jenis ini adalan lumba2, jangkrik, anjing....dll

Pemantulan Bunyi

Jenis pemantulan bumi ada 2 yakni :

1. Gaung, adalah bunyi pantul yang sebagian terdengar bersamaan dengan bunti aslinya. Hal ini menyebabkan bunyi asli terdengar kurang jelas.

Contoh

Bunyi asli           : mer - de - ka

Bunyi pantul     :          mer - de - ka

mperistiwa seperti ini dapat terjadi dalam sebuah gedung yang tidak ada peredam suaranya. untuk mengurangi atau menghilangkan gaung diperlukan bahan peredam suara seperti : gabus, kapas, wool, kardus dll.

2. Gema, adalah bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai. hal ini terjadi karena dinding pantulnya mempunyai jarak yang jauh. misalnya pada suatu lembah atau gunung.

Contoh

Bunyi asli           : mer - de - ka

Bunyi pantul     :                             mer - de - ka

Perhitungan Jarak Sumber Bunyi dengan Bidang Pantul

karena lintasan bunyi pantul merupakan gerak bolak balik maka jarak sumber dengan bidang pantul sama dengan separuhnya

s = jarak tempuh gelombang bunyi (m)
v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)
t = waktu tempuh gelombang bunyi (t)

 Contoh :

Diketahui cepat rambat gelombang bunyi di udara adalah 340 m/s. Sebuah kapal memancarkan bunyi sonar ke dasar laut. Jika 4 sekon kemudian orang di dalam kapal dapat mendengarkan bunyi pantulannya. Hitung kedalaman laut tersebut...?

t   = 4 s
v  = 340 m/s
s  = (v x t) / 2 = (340 x 4) / 2 = 680 m

sekian blog dari aku... salam blogger