Makalah Fisika Gelombang Stasioner Baru [PDF]

Citation preview

MAKALAH GELOMBANG STASIONER



Guru pembimbing: Ninik hartati Nama kelompok: 1. Ari kurniawan 2. Dodik arif wahyu putra 3. Dwi prastiwi 4. Sonia eka wahyu setyani Kelas : XII-IPA2



SMAN 1 GONDANG TAHUN AJARAN 2017-2018







Pengertian gelombang stasioner



Gelombang stasioner merupakan perpaduan dua gelombang yang mempunyai frekuensi, cepat rambat, dan amplitudo yang sama besar namun merambat dalam arah yang berlawanan arah.



Singkatnya : Gelombang stasioner adalah gelombang yang memiliki frekuensi sama, cepat rambat sama, amplitudo sama tetapi arah rambat berbeda Besar amplitudo gelombang stasioner akan berubah-ubah di antara nilai maksimum dan nilai minimimumnya.Titik yang amplitudonya maksimun disebut titik perut dan titik yang amplitudonya minimum (0) disebut titik simpul.







Macam-macam gelombang stasioner



Ada dua jenis gelombang stasioner, yaitu gelombang stasioner ujung terikat/tetap dan gelombang stasioner ujung bebas.



1. Gelombang stasioner ujung terikat/ tetap Maksud dari gelombang stasioner ujung terikat adalah suatu gelombang yang terjadi pada sebuah dawai/tali dan salah satu ujungnya terikat. Ada dua hal yang akan dibahas pada saat kita mempelajari konsep ini, yaitu menentukan persamaan & amplitudo, simpul dan perut pada gelombang stasioner.



a. Menentukan persamaan gelombang Pada dasarnya persamaan gelombang stasioner bisa dituliskan sebagai berikut:



y = 2A sin kx cos ωt y = Ap sin cos ωt Dengan ampitudo stasionernya: 2A sin kx Keterangan: Ap



= amplitudo gelombang stasioner (m)



k



= bilangan gelombang



λ



= panjang gelombang (m)



b. Menentukan titik simpul gelombang pada ujung terikat Perhatikan gambar berikut!



Berdasarkan gambar tersebut kita melihat yang namanya simpul-simpul gelombang. Nah untuk menentukan letak-letak simpul tersebut kita bisa mempergunakan persamaan.



Xn+1 = (2n) λ/4 Dengan n = 0, 1, 2, . . . Untuk simpul ke-1 n=0, simpul ke-2 n=1 dan seterusnya.



c. Menentukan titik perut gelombang pada ujung terikat Perhatikan gambar berikut!



Setelah mempelajari simpul gelombang. Selanjutnya kita akan mengaji tentang titik perut pada gelombang. Nah untuk menentukan letak-letak titik perut gelombang tersebut kita bisa memepergunakan persamaan:



Xn+1 = (2n+1) λ/4 Dengan n = 0, 1, 2, . . . Untuk simpul ke-1 n=0, simpul ke-2 n=1 dan seterusnya.



2. Gelombang stasioner pada ujung bebas kebalikan dari gelombang stasioner ujung terikat, pada gelombang stasioner ujung bebas salah satu ujungnya tidak diikat secara kuat melainkan dibiarkan longgar sehingga ujung tali bisa bergerak secara bebas.



a.



Menentukan persamaan gelombang stasioner pada ujung bebas



Pada dasarnya persamaan gelombang stasioner bisa dituliskan sebagai berikut: y = 2A cos kx sin ωt y = Ap sin ωt Dengan amplitudo stasionernya: 2A cos kx Keterangan: Ap



= Amplitudo gelombang stasioner (m)



k



= Bilangan gelombang



λ



= Panjang gelombang (m)



b. Menentukan letak titik simpul pada ujung bebas gelombang stasioner.



Berdasarkan gambar diatas kita melihat yang namanya simpul-simpul gelombang. Untuk mengetahui letak-letak gelombang yang dihitung dari ujung gelombang, maka bisa dipergunakan persamaan:



Xn+1 = (2n+1) λ/4 Dengan n = 0, 1, 2, . . . Untuk simpul ke-1 n=0, simpul ke-2 n=1 dan seterusnya.



c. Menentukan titik perut gelombang stasioner pada ujung bebas



Untuk menentukan letak-letak perut seperti yang ditunjukan diatas, bisa dipergunakan persamaan berikut:



Xn+1 = (2n) λ/4 Dengan n = 0, 1, 2, . . . Untuk perut ke-1 n=0, perut ke-2 n=1 dan seterusnya.



Contoh soal! Sebuah tali salah satu ujungnya digetarkan terus menerus dan ujung lainnya terkat kuat. Ujung amplitudonya yang diberikan adalah 10 cm, frekuensi 4 Hz dan cepat rambat gelombang pada tali 4 m/s, tentukanlah: a.



Amplitudo sebuah titik yang berjarak 1 m dari



b.



Jarak simpul ke-3 dari ujung terikat.



c.



Jarak perut ke-2 dari ujung terikat.



titik ikat.



Jawab! Diketahui :A = 10 cm = 0,1 m f = 4 Hz v = 4 m/s Ditanya



:a. Ap.....? b. x₃......? c. x₂......?



Penyelesaian : Untuk menyelesaikan soal diatas, ada beberapa besaran/nilai yang perlu dicari terlebih dahulu, yaitu panjang gelombang (λ) dan bilanga kelompok (k).  Menghitung panjang gelombang (λ): λ = v/f = 4/4 = 1 meter  Menghitung bilangan gelombang (k): k = 2π/λ = 2π/1 = 2π a. Amplitudo suatu titik pada jarak 1 m Ap = 2A cos kx = 2 х 0,1 x cos(2π.1) = 0,2 meter b. Simpul ke-3 x₃ = (2n+1) λ/4 = (2.2 + 1) ¼ = 1,25 meter c. Simpul ke-2 x₂ = (2n) λ/4 = (2.1) ¼ = 0,5 meter