Matematika Education: GETARAN DAN GELOMBANG

GETARAN DAN GELOMBANG

Makalah

Disusun Guna Memenuhi Salah Satu Tugas Mata Kuliah Fisika Dasar II

Dosen Pengampu : Syarif Barnas, Drs., M.Pd.

Disusun Oleh :

Miftahul Jannah (152151046)

Komara (152151069)

Zulfatul Karomah (152151073)

Dhavita Aprilia Fasi (152151077)

Fuji Lailatul Fazri (152151084)

Moch. Ilham Yasin (152151090)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN MATEMATIKA

FAKULTAS KEGURUAN DAN ILMU PENDIDIKAN

UNIVERSITAS SILIWANGI

TASIKMALAYA

2015

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan rahmat, karunia, serta taufik dan hidayah-Nya kami dapat menyelesaikan makalah tentang Getaran dan Gelombang ini dengan baik meskipun banyak kekurangan didalamnya.

Kami sangat berharap makalah ini dapat berguna dalam rangka menambah wawasan serta pengetahuan mengenai materi Getaran dan Gelombang. Kami juga menyadari sepenuhnya bahwa di dalam makalah ini terdapat kekurangan dan jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kami berharap adanya kritik, saran dan usulan demi perbaikan makalah yang telah kami buat di masa yang akan datang, mengingat tidak ada sesuatu yang sempurna tanpa saran yang membangun.

Semoga makalah sederhana ini dapat dipahami bagi siapapun yang membacanya dan bermanfaat khususnya untuk kami selaku penulis dan umumnya bagi kita semua.

Tasikmalaya, Mei 2016

Penulis,

GETARAN DAN GELOMBANG

A. GETARAN

1. Pengertian getaran

Apakah yang di maksud dengan getaran? Getraran adalah:gerak bolak-balik benda secara teratur melalui titik keseimbangan.Salah satu ciri getaran adalah adanya amplitudo ( simpang terbesar suatu getaran ).

2. Ciri getaran ditandai adanya amplitudo, frekuensi dan periode getaran

a. Titik A merupakan titik keseimbangan

b. Simpangan terbesar terjauh bandul (ditunjuk kan dengan jarak AB = AC) disebut amplitudo getaran.

c. Jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran penuh.

d. Titik A merupakan titik keseimbangan

e. Simpangan terbesar terjauh bandul ( ditunjuk kan dengan jarak AB = AC ) disebut amplitudo getaran.

f. Jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran penuh.

3. Amplitudo

Amplitudo adalah simpangan terjauh yang dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter.

4. 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 adalah waktu yang di perlukan benda untuk melakukan satu kali getaran. Periode dinyatakan dalam satuan sekon.Periode dapat di nyatakan dalam rumus matematika sebagai berikut.

Periode getaran (T)=

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

Frekuensi (f) =

T =

Hubungan antara frekuensi da periode dinyatakan sebagai berikut:

Keterangan : f= ferekuensi T=periode

5. Manfaat Getaran

a. Slinki: Membuat pengendara motor merasa nyaman saat berada di jalan yang tidak rata.

b. Menghasilkan bunyi

c. Bidang kesehatan untuk membakar lemak.

6. Contoh Getaran

a. Sinar gitar yang dipetik

b.Bandul jam dinding yang bergoyang

c.Ayunan anak-anak yang sedang dimainkan

d. Mistar plastik yang dijepit salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya.

e. Pegas yang diberi beban.

B. GELOMBANG

1. Pengertian gelombang

Gelombang adalah getran yang merambat. Gelombang terjadi karna adanya sumber getaran. Pada perambatanya gelombang merambatkan energy gelombang,sedangakan perantaranya tidak ikut merambat.

2. Terjadinya Gelombang

Gelombang terjadi karena adanya usikan yang merambat. Menurut konsep fisika, cerminan gelombang merupakan rambatan usikan, sedangkan mediumnya tetap. Jadi, gelombang merupakan rambatan pemindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.

Gejala mengenai gerak gelombang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari. Seperti contoh gelombang yang dihasilkan oleh sebuah benda yang dijatuhkan ke dalam air. Jadi gelombang adalah fenomena perambatan energi.

3. Macam-macam gelombang

Berdasarkan zat perantaranya gelombang di bedakan menjadi dua macam yaitu:

a. Gelombang mekanik :gelombang yang perambatanya memerlukan medium, contoh :gelombang air dan gelombang bunyi.

b. Gelombang elektrik : gelombang yang dalam perambatanya tidak memerlukan medium.contoh gelombang radio dan gelombang cahaya.

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

a. Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah 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 (λ )dan satuanya adalah meter.

b. 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 :

4. Panjang gelombang longitudinal

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

5. Periode gelombang (T)

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

6. Frekuensi gelombang((f)

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

7. Cepatrambat gelombang (v)

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

Hubungan antara pajang gelombang,periode,frekuensi, dan cepat rambat gelombang:

Rumus dasar gelombang adalah:

λ = vT

v =

f =

v = λ f

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

T = periode (s)

f = frekuensi (Hz)

8. Sifat-sifat gelombang

a. Dapat Dipantulkan (Refleksi)

Pada proses pemantulan gelombang berlaku:

gelombang datang d, garis normal N dan gelombang pantul p terletak padasatu bidang datar

sudut datang (i) = sudut pantul (r)

b. Dapat Dibiaskan (Refraksi)

Di dalam pembiasan gelombang akanberlaku Hukum Snellius:

“gelombang datang dari medium kurang rapat (n1) menuju medium lebihrapat (n2) akan dibiaskan mendekati garis normal, begitu juga sebaliknya.

c. Dapat Dipadukan (Interferensi)

Interferensi adalah perpaduan antara dua buah gelombang atau lebih pada suatutempat pada saat yang bersamaan. Interferensi dapat terjadi bila gelombangmelalui selaput tipis atau celah ganda maupun kisi-kisi. Contohnya kepingan VCD yang ada warnanya.

d. Dapat Dilenturkan (Difraksi)

Lenturan gelombang dapat terjadi jika gelombang gelombang sampai pada suatupenghalang yang berupa celah sempit. Jadi, jika gelombang melewati celahsempit atau penghalang maka titik titik pada celah yang sempit itu akan menjadisumber gelombang yang baru dan meneruskan gelombang itu ke segala arah.

e. Dapat Diserap Arah Getarnya (Polarisasi)

Pengertian polarisasi hanya untuk gelombang transversal. Polarisasi berkaitandengan arah getar gelombang medan magnet dan medan listriknya. Cahaya alam(cahaya tampak) termasuk gelombang transversal, dan merupakan gelombangyang dapat terpolarisasi.Beberapa jenis bahan dapat mempolarisasikan cahaya dinamakan polarisator.

Gelombang juga mempunyai sifat khusus yaitu dapat di pantulkan. Pemantulan ini dapat kita lihat pada sebuah tali yang salah satu ujungnya di ikatkan pada kayu, terlihat pada ujung yang tetap sebuah bukit terpantul menjadi lembah dan sebaliknya. Pemantulan gelombang dibagi atas 2 yaitu pemantulan ujung terikat dan pemantulan ujung bebas.

9. Manfaat Gelombang

Manfaat gelombang elektromagnetik:

a. Sinar gamma : membunuh sel kanker dan sterilisasi.

b. Sinar X : mendiagnosa penyakit dan analisis atom

c. Sinar ultraviolet : membunuh kumandan sterilisasi

d. Gelombang radar : alat komunikasi

e. Gelombang radio : alat komunikasi

C. CONTOH SOAL

Dari gambar diatas, sebuah benda diikat tali panjang berayun harmonis hinggamembentuk suatu getaran. Lintasan A ke B ditempuh benda dalam waktu 1 detik, tentukan:
a. Letak titik seimbang
b. Letak titik-titik saat benda berada pada simpangan terjauh
c. Besar amplitudo getaran
d. Nilai periode getaran
e. Nilai frekuensi getaran
f. Banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 menit
g. Jumlah getaran yang terjadi saat benda bergerak sepanjang lintasan:

1) A-B
2) A-B-C-B-A
3) A-B-C-B-A-B

Pembahasan
a. Titik seimbang di titik B

b. Titik-titik saat benda berada pada simpangan terjauh adalah titik A dan titik C

c. Amplitudo getaran
A = 15 cm

d. Periode getaran
Waktu untuk membentuk 1 buah getaran yaitu dari A hingga kembali ke titik A,
T = 4 sekon

e. frekuensi getaran
Frekuensi getaran adalah kebalikan dari periode getar
f = 1/ T
f = 1/4 = 0,25 Hz

f. banyaknya getaran yang terjadi dalam 1 menit = 60 detik
Mencari banyak getaran
n = t x f
n = 60 x 0,25
n = 15 getaran

g. banyak getaran yang terjadi saat benda bergerak sepanjang lintasan:
1) A-B adalah 1/4 getaran
2) A-B-C-B-A adalah 4/4 atau 1 getaran
3) A-B-C-B-A-B adalah 5/4 atau 1,25 getaran

2. Periode suatu gelombang adalah 0,02 s dengan panjang gelombang sebesar 25 meter. Hitunglah cepat rambat gelombangnya!

Pembahasan

Data soal:

Periode T = 0,02 s

Panjang gelombang λ = 25 m

Cepat rambat ν =.........

λ = T ν

ν = λ / T

ν = 25 / 0,02

ν = 1250 m/s

3. Sebuah ayunan bandul sederhana membuat 20 ayunan dalam 62,8 detik. Jika percepatan gravitasi, g= 10m/s² dan π = 3,14, berapa panjang tali ayunan tersebut?

Pembahasan

Periode ayunan;

T =