Powerpoint Fisika SMP dan SMA

GELOMBANG
MEKANIK

1.


Gelombang Berjalan
Persamaan Umum Gelombang Berjalan :

 t x
y P  A sin (t  kx)  A sin 2   
T  


Kecepatan getaran partikel di titik P :

vP A cos (t  kx)


Percepatan getaran partikel di titik P :

aP   2 A sin (t  kx)   2 y P


Sudut fase, Fase dan Beda fase
 t x
2     sudut fase  P
T  
 t x
    fase  P
T  
x
 beda fase 


Contoh 1 :
Sebuah gelombang merambat ke arah sumbu x positif dengan
kecepatan rambat v = 5 m/s, frekuensi 10 Hz, dan
amplitudonya 2 cm. Jika asal getaran telah bergetar selama
2/3 sekon dengan arah getaran pertama ke bawah,
tentukanlah

a.
Persamaan umum gelombang
b.
Kecepatan dan percepatan partikel di titik x = 0.5 m
c.
Fase dan sudut fase gelombang di titik x = 0.5 m
d.
Beda fase antara titik x = 0.25 m dengan titik pada x =
0.75 m

2.

Gelombang Stasioner

Gel.
Pada dawai dgn Ujung
Stasioner Bebas

Pada dawai dgn Ujung
Terikat

Pers. Gel.
Stasioner

y P 2 A cos kx sin(t  kl )

y P 2 A sin kx cos(t  kl )

Amplitud
o

AP 2 A cos kx

AP 2 A sin kx

Letak
perut

x n( 12  )

x (2n  1) 14 

Letak
simpul

x (2n  1) 14 

x n( 12  )

Contoh 2 :
Seutas tali yang panjangnya 75 cm digetarkan harmonik naik
turun pada salah satu ujungnya, sedang ujung lainnya
bebas bergerak.
a.
Jika perut kelima berjarak 25 cm dari titik asal getaran,
berapa panjang gelombang yang terjadi?
b.
Berapa jarak simpul ketiga dari titik asal getaran?

3.

Gelombang pada Senar

Nada Dasar (f0)
(Harmonik pertama)
Nada atas pertama
(f1)
(Harmonik kedua)
Nada atas kedua (f2)
(Harmonik ketiga)
Nada atas pertama
(f3)
(Harmonik keempat)

l  0
1
2

l 1

v
v

0 2l
v v
f1  
1 l

f0 

v 3v

2 2l

l  2

f2 

l 23

v 2v
f3  
3
l

3
2

4.

Gelombang pada Pipa Organa

Pipa Organa Terbuka
Nada Dasar (f0)
(Harmonik pertama)
Nada atas pertama
(f1)
(Harmonik kedua)
Nada atas kedua (f2)
(Harmonik ketiga)

Nada atas ketiga (f3)

l  12 0
l 1
l  32 2
l 23

(Harmonik keempat)
1
l

(
2
n

1
)
Resonansi n
4

f0 

v
v

0 2l

v v
f1  
1 l
v 3v
f2  
2 2l
f3 

v 2v

3 l

Pipa Organa Tertutup

l  14 0
l  34 1
l  54 2
l  3
7
4

v
v

0 4l
v 3v
f1  
1 4l
v 5v
f2  
2 4l
f0 

f3 

v 7v

3 4l

Contoh 3 :
Sebuah pipa organa tertutup mempunyai panjang 40 cm. Jika
cepat rambat bunyi di udara 320 m/s, hitunglah frekuensi
nada dasar dan nada atas keduanya!
Contoh 4 :
Sebuah pipa organa terbuka yang panjangnya 2 m
menghasilkan dua frekuensi harmonik berturut-turut adalah
410 Hz dan 495 Hz. Berapakah cepat rambat bunyi pada
pipa organa tsb?

5.

Pelayangan Bunyi

f p  f1  f 2

6.

fp = frekuensi pelayangan (Hz)
f1 = frekuensi gelombang y1 (Hz)
f2 = frekuensi gelombang y2 (Hz)

Efek Doppler
fS
fP

v vP v vS

fP = frekuensi yg didengar pendengar (Hz)
fS = frekuensi dari sumber bunyi (Hz)
v = cepat rambat gel. bunyi (m/s)
vP = kecepatan pendengar (m/s)
vS = kecepatan sumber bunyi (m/s)

Jika P mendekati S
, maka vP = +
P menjauhi S
vP = S mendekati P
vP = S menjauhi P
vP = +

Contoh 5 :
Sebuah garputala yang diam, bergetar dgn frekuensi 384 Hz.
Garputala lain yg bergetar dgn frekuensi 380 Hz dibawa
seorang anak yg berlari menjauhi garputala pertama.
Kecepatan rambat bunyi di udara 320 m/s. Jika anak itu
tidak mendengar layangan bunyi, berapa kecepatan anak
tersebut?