Pengertian Gelombang Alat dan Bahan Jawablah pertanyaan berikut dengan benar

258 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang Contoh Soal Sebuah tali bergetar sebanyak 60 kali selama 0,5 menit. Tentukan: a. periode dan b. frekuensi getarnya Penyelesaian: Diketahui: n = 60 t = 0,5 menit = 0,5 × 60 sekon = 30 sekon Ditanyakan: a. T = . . .? b. f = . . .? Jawab : a. 30 1 = = = = 0,5 sekon 2 60 t T n Jadi, periode getar tali tersebut adalah 0,5 sekon. b. 60 = = = 2 Hz 30 n f t Jadi, frekuensi getar tali tersebut adalah 2 Hz. Setelah kamu mempelajari materi-materi di atas, coba kita uji pemahamanmu dengan mengerjakan pelatihan berikut Kerjakan soal berikut dengan tepat 1. Sebut dan jelaskan pengertian dari getaran Berikan contohnya 2. Perhatikan gambar di bawah ini Dari gambar di samping, tunjukkan: a. amplitudo getaran, b. gerak 1 2 getaran, dan c. gerak 1 getaran 3. Sebuah mistar bergetar sebanyak 50 kali dalam waktu 25 sekon. Tentukan frekuensi dan periode getaran mistar tersebut Kerja Mandiri

B. Pengertian Gelombang

Pernahkah kamu melihat gelombang air laut? Gelombang air laut terjadi karena angin yang bertiup melintasi permukaan air laut. Apakah gelombang itu? Untuk memahami lebih jauh tentang gelombang, lakukan kegiatan berikut B O C A D Di unduh dari : Bukupaket.com 259 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang Praktikum 3 Gelombang A . Tujuan Mengamati terjadinya gelombang.

B. Alat dan Bahan

1. Tali ± 2 m 2. Kertas berwarna merah, hijau, secukupnya dan biru atau warna-warna lainnya

C. Langkah Kerja

1. Pegang ujung tali, kemudian gerakkan ujung tali naik-turun secara berulang-ulang Amatilah apa yang terjadi 2. Ikatkan kertas berwarna hijau dengan jarak 50 cm dari ujung tali 3. Ikatkan kertas berwarna merah dengan jarak 50 cm dari kertas warna hijau 4. Ikatkan kertas berwarna biru dengan jarak 50 cm dari kertas warna merah 5. Ulangi langkah 1 Amatilah apa yang terjadi 6. Buatlah laporan hasil percobaan di atas Kumpulkan laporanmu kepada gurumu 7. Jangan lupa untuk merapikan meja kerjamu Berdasarkan percobaan di atas, tali bergetar ketika digerakkan naik-turun. Getaran tersebut merambat pada tali dalam bentuk gelombang. Ketika tali yang telah diikat dengan kertas berwarna digetarkan, kertas berwarna akan ikut bergetar. Akan tetapi, kertas-kertas berwarna tersebut tidak bertukar atau berpindah tempat. Ketiga kertas berwarna tersebut hanya bergerak naik-turun. Hal ini berarti gelombang merambat tanpa memindahkan materi. Dengan demikian, dapat diambil kesimpulan bahwa gelombang adalah getaran yang merambat dengan membawa energi dari suatu tempat ke tempat yang lain.

1. Jenis-jenis Gelombang

Gelombang ada beberapa jenis. Berdasarkan medium peran- taranya, gelombang dibagi menjadi dua jenis, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

a. Gelombang mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk merambat. Contoh gelombang mekanik antara lain gelombang pada tali, gelombang air laut, dan gelombang bunyi.

b. Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa melalui medium. Contoh gelombang elektromagnetik adalah gelombang cahaya, gelombang radio, dan sinar-X. Gelombang Sebaiknya Tahu Sinar-X merupakan gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari tabung sinar-X. Sinar-X dapat menembus jaringan tetapi diserap oleh tulang-tulang. Jadi, untuk mengetahui keadaan tulang dapat digunakan sinar-X yang hasilnya akan ditunjukkan pada pelat fotografi. Gambar 20.2 Foto yang diha- silkan oleh sinar-X Rep. www .blogs.warwick.uk Di unduh dari : Bukupaket.com 260 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang Berdasarkan amplitudonya, gelombang dibedakan menjadi dua, yaitu:

a. Gelombang berjalan

Gelombang yang memiliki amplitudo tetap disebut gelombang berjalan . Contoh gelombang berjalan adalah gelombang yang terjadi pada tali yang dihubungkan dengan pegas yang bergetar.

b. Gelombang diam stasioner

Gelombang yang memiliki amplitudo yang berubah-ubah disebut gelombang diam stasioner. Gelombang stasioner terjadi karena perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang memiliki frekuensi dan panjang gelombang sama. Contoh gelombang stasioner adalah gelombang pada dawai gitar dan biola. Berdasarkan arah getarnya, gelombang dibagi menjadi dua jenis, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

a. Gelombang transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Gelombang transversal dapat diamati pada tali yang digerakkan ke atas dan ke bawah. Pada tali akan terlihat arah getarannya adalah naik-turun sedangkan arah rambatnya menuju ke depan atau tegak lurus arah getar. Perhatikan gambar 20.3 di atas Titik B dan F merupakan puncak gelombang, yaitu titik-titik tertinggi gelombang. Titik D dan H merupakan dasar gelombang, yaitu titik-titik terendah pada gelombang. Lengkungan ABC dan EFG disebut sebagai bukit gelombang. Sedangkan cekungan CDE dan GHI disebut lembah gelombang. Jarak BB’, DD’, FF’, dan HH’ merupakan amplitudo gelombang, yaitu simpangan terbesar dari gelombang tersebut. Dalam konsep gelombang dikenal istilah panjang gelombang. Panjang gelombang O suatu gelombang transversal didefinisikan sebagai: a. panjang satu lembah gelombang dan satu bukit gelombang ABCDE atau CDEFG atau b. jarak antara dua puncak yang berdekatan BCDEF atau c. jarak antara dua lembah yang berdekatan DEFGH. Contoh gelombang transversal antara lain gelombang permukaan air, gelombang radio, dan gelombang pada tali. Gelombang Transversal Panjang Gelombang Gambar 20.3 Gelombang transversal yang terbentuk pada tali yang digetarkan Y A B C D E F G H I B’ H’ F’ D’ X Di unduh dari : Bukupaket.com 261 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang

b. Gelombang Longitudinal

Bagaimana bentuk gelombang longitudinal itu? Gelombang longitu- dinal dapat kita amati pada sebuah pegas panjang slinky yang dapat dirapatkan dan direnggangkan. Perhatikan gambar 20.4 di bawah ini rapatan renggangan Gambar 20.4 Gelombang longitudinal yang terjadi pada slingky O O O Gelombang Longitudinal Jika ujung slinky dirapatkan, kemudian dilepaskan akan terlihat pola gelombang yang berbeda dengan gelombang transversal. Pada gelombang longitudinal, slinky akan terlihat merapat, kemudian mereng- gang, demikian seterusnya. Bagian yang merapat dinamakan rapatan, sedang bagian yang renggang dinamakan renggangan. Rapatan dan renggangan pada slinky akan merambat sepanjang slinky, sedangkan arah getaran berimpit dengan arah memanjang slinky. Pola gelombang yang arah getarannya berimpit arah rambatnya inilah yang dinamakan gelombang longitudinal . Pada gelombang longitudinal terdapat rapatan dan renggangan. Panjang gelombang O suatu gelombang longitudinal didefinisikan sebagai: a. jarak satu rapatan dan satu renggangan atau b. jarak antara dua rapatan yang berdekatan atau c. jarak antara dua renggangan yang berdekatan.

2. Periode, Frekuensi, dan Cepat Rambat Gelombang

Gelombang merupakan getaran yang merambat. Dalam pembahasan gelombang juga dikenal istilah frekuensi, periode, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang. Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, periode, dan cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut. O O = atau = × v v f T . . . 20.4 Keterangan: v : cepat rambat gelombang ms O : panjang gelombang m Sekarang, pelajarilah penerapan matematis dari rumus-rumus di atas melalui contoh soal berikut Di unduh dari : Bukupaket.com 262 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang Contoh Soal Sebuah tali digetarkan selama 10 sekon dan membentuk dua bukit dan satu lembah sepanjang 60 cm. Jika tinggi sebuah bukit gelombang 3 cm, tentukan: a. amplitudo, b. frekuensi dan periode, serta c. panjang gelombang dan cepat rambat Penyelesaian: Diketahui: A = 60 cm t = 10 sekon n = 1,5 = 3 2 karena terdiri atas 2 bukit dan 1 lembah Ditanyakan: a. A = . . .? b. f = . . .? T = . . .? c. O = . . .? v = . . .? Jawab: a. A = tinggi bukit = 3 cm Jadi, amplitudo gelombang tersebut adalah 3 cm. b. 1,5 = = = 0,15 Hz 10 n f t 1 1 = = = 6,67 sekon 0,15 T f Jadi, gelombang tersebut mempunyai frekuensi 0,15 Hz dan periode 6,67 sekon. c. O 3 . = 2 A O = 2 3 · A = 2 3 · 60 = 40 cm = 0,4 m v = O · f = 0,4 · 0,15 Hz v = 0,06 ms Jadi, panjang gelombangnya 0,4 m dan cepat rambat gelombang tersebut adalah 0,06 ms. Kerjakan bersama teman sebangkumu 1. Sebut dan jelaskan tentang pengertian gelombang Sebutkan pula contohnya 2. Sebut dan jelaskan jenis-jenis gelombang Kerja Berpasangan Di unduh dari : Bukupaket.com 263 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang 3. Sebutkan pengertian dari besaran-besaran berikut a. Amplitudo. b. Frekuensi. c. Periode. 4. Sebuah slinky yang digetarkan menghasilkan 3 rapatan dan 2 renggangan dengan jarak 30 cm selama 5 sekon. Tentukan frekuensi, periode, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang pada slinky tersebut 5. Seutas tali yang panjangnya 120 cm digetarkan selama 25 sekon dan membentuk dua bukit dan tiga lembah. Jika tinggi bukit gelombang 30 cm, tentukan: a. amplitudo, b. frekuensi, c. periode, d. panjang gelombang, dan e. cepat rambat gelombang

3. Pemantulan Gelombang

Gelombang memiliki sifat atau karakteristik tertentu. Sifat gelombang tersebut antara lain: a. dapat dibiaskan, b. dapat terpolarisasi, c. dapat mengalami interferensi, d. dapat mengalami difraksi, dan e. dapat mengalami pemantulan. Kali ini kita akan mempelajari sifat pemantulan gelombang. Sifat-sifat gelombang lainnya akan kita pelajari pada bab selanjutnya. Untuk memahami peristiwa pemantulan gelombang, simaklah materi berikut Perhatikan gambar 20.5 di samping Jika seutas tali yang salah satu ujungnya diikatkan pada tiang digetarkan maka akan terjadi gelombang pantulan yang meram- bat sepanjang tali dengan arah berlawanan dengan arah semula. Contoh pemantulan gelombang dan pemanfaatannya adalah sebagai berikut. a. Gelombang air laut dipantulkan oleh pantai sehingga ada gelombang air laut yang menuju ke tengah laut. b. Gelombang bunyi dipantulkan oleh dinding atau tebing sehingga terjadi gema. c. Pemantulan gelombang bunyi oleh dasar laut dapat dimanfaatkan untuk menentukan kedalaman laut dengan menggunakan sistem sonar. d. Pemantulan gelombang elektromagnetik oleh suatu benda dapat diman- faatkan untuk mendeteksi benda tersebut dengan menggunakan sistem radar. Gambar 20.5 Gelombang pantulan pada tali gelombang pantulan gelombang datang Di unduh dari : Bukupaket.com 264 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang Kerjakan bersama kelompokmu Buatlah sebuah karya ilmiah mengenai pemanfaatan pemantulan gelombang Misalnya, sonar atau radar. Sampaikan hasil karyamu di depan kelas Beri kesempatan pada kelompok lain untuk menanggapi Kerja Kelompok Rangkuman 1. Getaran adalah gerak bolak-balik suatu benda secara periodik melalui titik setimbangnya. 2. Amplitudo adalah simpangan terbesar dari titik setimbang. 3. Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan tiap satu satuan waktu. Frekuensi dirumuskan: = n f t 4. Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran. Periode suatu getaran dapat ditentukan dengan rumus berikut. = t T n 5. Gelombang adalah getaran yang merambat dengan membawa energi dari suatu tempat ke tempat yang lain. 6. Jenis gelombang berdasarkan medium perantaranya ada dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Contoh gelombang mekanik antara lain gelombang tali dan gelombang bunyi. Contoh gelombang elektromagnetik antara lain gelombang radio dan gelombang cahaya. 7. Jenis gelombang berdasarkan arah rambatnya ada dua, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Contoh gelombang transversal antara lain gelombang pada tali dan gelombang radio. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinky. 8. Hubungan antara cepat rambat gelombang v, panjang gelombang O, frekuensi f, dan periode T adalah sebagai berikut. O O . = = v f T Di unduh dari : Bukupaket.com 265 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang A . Ayo, berilah tanda silang pada jawaban yang paling tepat 1. Gerakan bolak-balik melalui titik setim- bang disebut . . . . a. getaran c. amplitudo b. periode d. frekuensi 2. Perhatikan gambar di bawah ini Soal-soal Uji Kompetensi Amplitudo getaran ditunjukkan oleh . . . . a. Q c. PR b. RP d. QR 3. Sebuah bandul bergetar sebanyak 50 kali dalam waktu 25 sekon. Frekuensi bandul tersebut adalah . . . . a. 2 Hz b. 5 Hz c. 10 Hz d. 100 Hz 4. Periode getar suatu benda yang frekuensinya 4 Hz adalah . . . . a. 1,25 sekon b. 1 sekon c. 0,5 sekon d. 0,25 sekon 5. Gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya adalah . . . . a. gelombang mekanik b. gelombang elektromagnetik c. gelombang transversal d. gelombang longitudinal P Q R 6. Perhatikan gambar di bawah ini A B C D E F Y X Bukit gelombang ditunjukkan oleh . . . . a. A-B-C c. C-D-E b. B-C-D d. D-E-F 7. Dari gambar pada soal nomor 6, titik D merupakan . . . . a. amplitudo b. dasar gelombang c. puncak gelombang d. lembah gelombang 8. Hubungan antara panjang gelombang, frekuensi, dan cepat rambat gelombang dirumuskan . . . . a. v = O · f c. O = f v b. O = v f d. v = f 9. Sebuah tali digetarkan membentuk dua bukit dan satu lembah sepanjang 12 cm. Jika frekuensi gelombang 4 Hz, besarnya cepat rambat gelombang adalah . . . . a. 32 cms c. 0,5 cms b. 48 cms d. 2 cms 10. Sebuah slinky digetarkan selama 10 sekon, menghasilkan 2 rapatan dan 2 renggang- an. Periode gelombang pada slinky adalah . . . . a. 5 sekon c. 15 sekon b. 10 sekon d. 20 sekon Di unduh dari : Bukupaket.com 266 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Getaran dan Gelombang

B. Jawablah pertanyaan berikut dengan benar

1. Perhatikan gambar di bawah ini A B O C D Tentukan : a. gerak 1 getaran, b. gerak 1,5 getaran, dan c. gerak 1 4 getaran 2. Sebut dan jelaskan jenis-jenis gelombang berdasarkan arah getarnya 3. Sebuah bandul digetarkan sebanyak 40 kali selama 8 sekon. Berapakah periode dan frekuensi getaran bandul? 4. Sebuah tali yang digetarkan meng- hasilkan 2 bukit dan 3 lembah dengan jarak 45 cm selama 20 sekon. Tentukan besarnya cepat rambat gelombang 5. Jelaskan hubungan antara periode, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang Di unduh dari : Bukupaket.com BUNYI BAB 21 Hei Hati-hati, kamu nanti bisa jatuh ke sungai Lagi ngapain sich? Kebetulan kita nanti akan belajar tentang bunyi. Ada bunyi infrasonik, audiosonik, ultrasonik, resonansi bunyi, dan pemantulan bunyi. Oh, begitu, ya? Aku baru tahu. Ha ha ha, tentu saja tidak. Kedalaman sungai atau laut diukur memakai sonar yang memanfaatkan pemantulan bunyi. Aku sedang menerka-nerka dalamnya sungai ini. Bagaimana cara mengukurnya, ya? Apa kita harus menyelam sambil membawa meteran? Wah, asyik Setelah mempelajari bab ini kita akan memahami konsep bunyi dalam kehidupan sehari-hari. Di unduh dari : Bukupaket.com 268 Ilmu Pengetahuan Alam VIII Bunyi Gerbang Gambar 21.1 Seruling mengeluarkan bunyi yang merdu ketika ditiup P erhatikan gambar di atas Pada gambar terlihat seorang anak sedang meniup seruling. Setelah ditiup, seruling mengeluarkan bunyi yang merdu. Apa yang menyebabkan seruling itu dapat berbunyi ketika ditiup? Untuk menjawab pertanyaan tersebut simaklah materi berikut dengan saksama Kata kunci: bunyi – ultrasonik – infrasonik – audiosonik – resonansi – nada – gaung – gema

A. Pengertian Bunyi