9
Fisika SMAMA XII
Gambar 1.9
Gelombang berjalan pada tali
4. Difraksi Gelombang
Untuk menunjukkan adanya difraksi gelombang dapat dilakukan
dengan meletakkan penghalang pada tangki riak dengan penghalang yang
mempunyai celah, yang lebar celahnya dapat diatur.
Difraksi gelombang adalah peristiwa pembelokanpenyebaran
lenturan gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Gejala difraksi
akan semakin tampak jelas apabila lebar celah semakin sempit. Dengan sifat inilah
ruangan dalam rumah kita menjadi terang pada siang hari dikarenakan ada
lubang kecil pada genting. Serta suara alunan musik dari tape recorder dapat sampai ke ruangan
lain, meskipun kamar tempat tape tersebut pintunya tertutup
rapat.
Gambar 1.8
Difraksi gelombang a penghalang dengan celah lebar, b penghalang dengan celah sempit
a b penghalang
B. Gelombang Berjalan
1. Persamaan Gelombang Berjalan
Seutas tali AB yang kita bentangkan mendatar Gambar 1.9
. Ujung B diikatkan pada tiang, sedangkan ujung A kita pegang. Apabila ujung A kita getarkan naik turun terus-
menerus, maka pada tali tersebut akan terjadi rambatan gelombang dari ujung A ke ujung B. Misalkan amplitudo
getarannya A dan gelombang merambat dengan kecepatan v
dan periode getarannya T.
Misalkan titik P terletak pada tali AB berjarak x dari ujung A dan apabila titik A telah bergetar selama t sekon, maka
titik P telah bergetar selama t
P
= , di mana adalah
waktu yang diperlukan gelombang merambat dari A ke P.
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
10
Persamaan simpangan titik P pada saat itu dapat dinyatakan sebagai berikut :
Y
P
= A sin Z t
P
Y
P
= A sin Z
= A sin
di mana Z = 2Sf = maka persamaan tersebut dapat ditulis
menjadi : Y
P
= A sin
= A sin
. Jika
= k, di mana k didefinisikan sebagai bilangan gelombang maka persamaan simpangan dapat dituliskan menjadi :
Yp = A sin Zt – kx .... 1.2
Persamaan tersebut yang disebut sebagai persamaan gelombang berjalan yang secara umum dapat dituliskan :
Yp = A sin Zt ± kx ....1.3
Dalam persamaan di atas dipakai nilai negatif - jika gelom- bang berasal dari sebelah kiri titik P atau gelombang merambat
ke kanan dan dipakai positif + jika gelombang berasal dari sebelah kanan titik P atau gelombang merambat ke kiri.
2. Sudut Fase, Fase, dan Beda Fase pada Gelombang
Seperti halnya pada getaran, pada gelombang pun dikenal pengertian sudut fase, fase, dan beda fase. Oleh karena itu
perhatikan lagi persamaan gelombang berjalan berikut ini
Y
P
= A sin Zt - kx = A sin
= A sin 2 S
di mana T disebut sudut fase sehingga :
.... 1.4
Di unduh dari : Bukupaket.com
11
Fisika SMAMA XII
Mengingat hubungan antara sudut fase T dengan fase M
adalah T = 2SM maka fase titik P adalah:
M
P
= .... 1.5
Apabila pada tali tersebut terdapat dua buah titik, titik P yang berjarak
x
1
dari titik asal getaran dan titik Q yang berjarak x
2
dari titik asal getaran, maka besarnya beda fase antara titik P dan Q adalah
M = M
P
- M
Q
=
M = .... 1.6
Sebuah gelombang merambat pada tali yang memenuhi persamaan : Y = 0,4 sin 2
S 60 t – 0,4 x di mana Y dan x dalam meter dan t dalam sekon, tentukanlah :
a. amplitudo gelombang,
b. frekuensi gelombang, c.
panjang gelombang, d. cepat rambat gelombang, dan
e. beda fase antara titik A dan B pada tali itu yang terpisah sejauh 1 m.
Penyelesaian : Untuk menyelesaikan persoalan gelombang berjalan yang diketahui
persamaan gelombangnya, kita mengubah bentuk persamaan gelombang tersebut ke dalam bentuk persamaan gelombang umum.
Diketahui :
Y = 0,4 sin 2 S 60 t – 0,4 x
Ditanyakan : a. A = ... ? b.
f = ... ? c.
O = ... ? d.
v = ... ? e.
M = ... ?
Contoh Soal
Di unduh dari : Bukupaket.com
Fisika SMAMA XII
12
Jawab : Y
= 0,4 sin 2 S 60 t – 0,4x diubah menjadi bentuk
Y = 0,4 sin 120
S t – 0,8Sx Y
P
= A sin
Zt – kx a.
A = 0,4 m b.
Zt = 120 St Z = 2Sf o 2Sf = 120 S o f =
= 60 Hz c.
k = 0,8 S o
= 0,8 S o O =
= 2,5 m d.
v = f x O = 60 x 2,5 = 150 ms
e. M =
Soal Latihan :
1. Sebuah gelombang merambat pada tali memenuhi
persamaan Y = 0,2 sin 10 St – 0,2Sx , jika Y dan x dalam
meter dan t dalam sekon, tentukanlah : a.
amplitudo gelombang, b. frekueksi gelombang,
c. panjang gelombang,
d. cepat rambat gelombang, e.
beda fase antara titik A dan B pada tali itu yang terpisah sejauh 2,5 m.
2. Gelombang transversal merambat pada tali memenuhi
persamaan Y = 0,5 sin S 60t + 0,5x jika Y dan x dalam
meter dan t dalam sekon, tentukanlah : a.
amplitudo gelombang, b. frekuensi gelombang,
c. panjang gelombang,
d. cepat rambat gelombang, e.
beda fase antara titik A dan B pada tali itu yang terpisah sejauh 3 m.
Di unduh dari : Bukupaket.com
13
Fisika SMAMA XII
Life Skills : Kecakapan Akademik
Sebuah tali yang panjang dibentangkan horisontal, apabila salah satu ujungnya digetarkan terus-menerus dengan periode 0,2 s dengan amplitudo 20 cm,
sehingga pada tali merambat gelombang transversal dengan kecepatan 10 ms. Sebuah titik P terletak pada jarak 2,5 m dari ujung yang digetarkan.
Tuliskan bentuk persamaan simpangan titik P tersebut Hasilnya dikumpulkan kepada guru kalian
C. Gelombang Stasioner
Kategori