5
Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012
Rayon 114 Unesa
d. Hubungan antara cepat rambat, frekuensi, dan panjang gelombang. a
Periode atau Waktu Getar Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang. .
Periode diberi lambang T, dan satuannya dalam SI adalah detik.
b Frekuensi
Frekuensi adalah banyak gelombang yang terjadi dalam satu detik. Frekuensi diberi lambang f dan satuannya dalam sistem SI adalah hertz Hz.
Hubungan frekuensi dan periode yaitu :
f T
atau T
f 1
1 =
= Gelombang menjalar dengan kecepatan tertentu, disebut cepat rambat.
Bagaimanakah hubungan antara cepat rambat gelombang, panjang gelombang dan frekuensi ?
Dari rumus gerak didapatkan hubungan rumus : waktu
jarak kecepa
= tan
Bila kita tentukan jarak = panjang gelombang, dan waktu = periode maka diperoleh :
periode gelombang
panjang t
cepatramba =
T v
λ
= …………………………………………….... 3
Karena T
T atau
T f
1 1
= =
, maka kita dapat hubungan T
v
λ
=
f v
atau f
v T
v =
= =
λ λ
λ
. 1
Dengan :
λ
= panjang gelombang m T = Periode detik
f = frekuensi Hz v = cepat rambat mdt
Contoh soal Cepat rambat gelombang yang berfrekuensi 300 Hz ialah 75 mdt. Berapakah
panjang gelombangnya?
6
Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012
Rayon 114 Unesa
Jawab : Frekuensi = f = 300 Hz
Cepat rambat = v = 75 mdt Gunakan hubungan v,
λ
dan f di dapat :
cm m
Hz dt
m f
v
25 4
1 300
75 =
= =
=
λ λ
λ
e. Gelombang
bunyi
Bunyi adalah salah satu contoh gelombang longitudinal, dalam perambatannya gelombang bunyi berbentuk rapatan dan renggangan yang
dibentuk oleh partikel-partikel perantara bunyi. Apabila gelombang bunyi merambat di udara perantaranya adalah partikel-partikel udara. Gelombang bunyi
tidak dapat merambat di dalam ruang hampa udara karena dalam ruang hampa udara tidak partikel-partikel udara.
Bunyi yang merambat melalui medium yang berbeda memiliki cepat rambat bunyi yang berbeda pula. Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu dan medium
yang dilaluinya. Di udara pada suhu C dan tekanan 1 atm, cepat rambat bunyi
sebesar 331 ms. Cepat rambat bunyi di udara akan bertambah 0,60 ms untuk tiap kenaikan suhu
C. Contohnya, cepat rambat bunyi di udara pada suhu C
adalah 340 ms. Dalam zat padat, cepat rambat bunyi bergantung pada kekakuan zat padat.
Semakin kaku suatu zat, semakin cepat gelombang bunyi yang melewatinya. Cepat rambat bunyi dalam berbagai medium ditunjukkan dalam tabel 1 berikut.
Tabel 1 cepat rambat bunyi dalam berbagai medium 1 atm, C
Medium Cepat rambat bunyi ms
Udara 340
Udara 0
o
C 331
Helium 1.005
Hidrogen 1.300
Air 1.440
Air laut 1.560
Besi 5.000
Gelas 4.500
Plastik 2.680
7
Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012
Rayon 114 Unesa
Alumunium 5.100
Kayu keras 4.000
Sejumlah faktor yang mempengaruhi kecepatan bunyi di dalam suatu gas a
Efek tekanan Suatu perubahan dalam tekanan akan diikuti dengan peruabahan rapat-massa.
Kecepatan tidak bergantung pada tekanan selama suhu gas tetap konstan.
b Efek suhu
Kecepatan bunyi bertambah dengan pertambahan suhu. Ia berbanding lurus dengan akar suhu absolut.
c Efek berat molekul
Untuk bermacam gas, yang jumlah atom per molekulnya sama, kemudian suhu dan tekanannya sama, maka kecepatan bunyi di dalam gas berbanding terbalik
dengan akar dari berat molekul.
d Efek kelembaban
Efek adanya uap air akan mengakibatkan menurunnya sedikit harga rapat massa udara. Jadi, kecepatan bunyi di udara lembab akan lebih besar dari pada
kecepatan bunyi di udara kering dalam keadaan suhunya sama.
e Efek frekuensi
Kecepatan bunyi yang didengar oleh telinga manusia tidak bergantung pada frekuensi gelombangnya.
f Efek amplitudo
Untuk amplitudo kecil, kecepatan bunyi tidak bergantung pada amplitudo tetapi gelombang bunyi dengan amplitudo besar akan merambat dengan kecepatan
yang bergantung pada dan bertambah dengan amplitudo, yang secara bertahap akan mengecil sampai ke batas harga normalnya.
Cepat rambat gelombang bunyi dalam medium sama dengan cepat rambat gelombang longitudinal. Jika udara dianggap sebagai gas ideal , capat rambat
bunyi di udara dapat dihitung dengan rumus:
Dengan adalah tetapan Laplace, P adalah tekanan udara, dan adalah massa jenisnya. Tetapan laplace merupakan rasio antara kalor jenis zat pada tekanan
tetap dan kalor jenis zat pada volume tetap
. Dalam gas ideal berlaku persamaan PV = nRT, dengan V adalah volume gas, n
adalah jumlah mol gas, R adalah tetapan umum gas R = 8,314 Jmol.K, dan T adalah suhu mutlak. Jika massa total gas nM massa molekul relative M
dikalikan jumlah mol n , maka berlaku
8
Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012
Rayon 114 Unesa
B. Kegiatan Belajar 2 : Optik
Kategori