Pertemuan 4

1

Refleksi dan Transmisi Bgmn jk gel merambat dan kemudian menemui

perubahan dlm medium perambatannya (misalnya dari medium udara kemudian masuk ke medium air)?

Ada 2 kejadian yg mungkin:

1. Refleksi

Yaitu gelombang merambat balik kembali ke medium pertama

2. Transmisi

Yaitu gelombang sebagian melewati batas medium dan merambat menuju medium kedua

2

Ilustrasi Refleksi Kasus pertama

Gelombang pada tali

Satu ujung tali tetap (diikat pada dinding)

Saat pulsa membentur dinding perubahan medium refleksi

Pulsa merambat ke arah yang berlawanan (kembali ke tali)

Mengapa pulsa hasil refleksi bernilai negatif ??

jelaskan dengan gaya aksi-reaksi

(tugas 1)

3

4

Ilustrasi Refleksi Kasus Kedua

Gelombang pada tali

Satu ujung tali ditambat pada tiang namun dapat bergerak bebas

Saat pulsa sampai pada tambatan terjadi refleksi

Pulsa merambat ke arah yang berlawanan (kembali ke tali)

Mengapa pulsa hasil refleksi tidak berubah nilai (tetap positif)?? jelaskan dengan gaya aksi-reaksi, apa

bedanya dengan kasus yang pertama? (tugas 2)

Ilustrasi Refleksi dan Transmisi

5

Gelombang merambat pada tali: tali kecil menuju ke tali besar

Gelombang yang direfleksikan dan ditransmisikan mempunyai amplitudo yang lebih kecil dari gelombang aslinya

Gelombang yang direfleksikan diinversikan (berubah tanda)

Keterangan:

o Incident pulse : pulsa atau gelombang

datang

o Reflected pulse : pulsa atau gelombang

yang di-refleksi-kan

o Transmitted pulse : pulsa atau

gelombang yang di-transmisi-kan

6

Ilustrasi Refleksi dan Transmisi

Gelombang merambat pada tali: tali besar menuju ke tali kecil

Gelombang yang direfleksikan dan ditransmisikan mempunyai amplitudo yang lebih kecil dari gelombang aslinya

Gelombang yang direfleksikan tidak diinversikan (tidak berubah tanda).

Keterangan:

o Incident pulse : pulsa atau gelombang

datang

o Reflected pulse : pulsa atau gelombang

yang di-refleksi-kan

o Transmitted pulse : pulsa atau

gelombang yang di-transmisi-kan

Kesimpulan Jika sebuah pulsa atau gelombang merambat/berjalan dari

medium A ke medium B dan vA > vB (yaitu medium B lebih rapat daripada medium A), maka pulsa akan diinversikan pada saat refleksi.

Jika sebuah pulsa atau gelombang merambat/berjalan dari medium A ke medium B dan vA < vB (yaitu medium A lebih rapat daripada medium B), maka pulsa akan tidak diinversikan pada saat refleksi.

Keterangan:

vA : kecepatan pulsa atau gelombang dalam medium A

vB : kecepatan pulsa atau gelombang dalam medium B

7

Gelombang Sinusoidal Merupakan gelombang periodik yang sangat sederhana

Disebut sinusoidal karena bentuknya sama dengan grafik fungsi sinus x yang digambar terhadap sudut x

8

Gelombang sinusoidal pada t=0

dinyatakan dengan persamaan:

A adl amplitude gelombang

adl panjang gelombang

Gel warna kuning: gelombang saat t = 0

Gel warna biru: gelombang saat t = t

Jika gelombang berjalan ke arah kanan dengan kecepatan v maka fungsi gelombang berjalan dapat dinyatakan dengan persamaan:

Contoh:

Perhatikan gelombang dengan warna biru pada gambar di atas. Terlihat bahwa gelombang telah berjalan ke arah kanan sejauh v.t dalam waktu t (bandingkan gelombang kuning dan gelombang biru).

Jika gelombang berjalan ke arah kiri dengan kecepatan v maka fungsi gelombang berjalan dapat dinyatakan dengan persamaan yang serupa namun bagian (x vt) diganti dengan (x + vt).

9

Dengan substitusi v = /T mk persamaan gelombang berjalan menjadi:

Jika didefinisikan bilangan gelombang (k) sebagai:

dan frekuensi sudut sebagai:

maka persamaan gelombang berjalan dapat dinyatakan kembali sebagai:

10

Frekuensi (f dalam hertz) dan perioda gelombang (T dalam detik) dihubungkan oleh persamaan:

Kecepatan gelombang (v) juga dapat dinyatakan oleh persamaan:

atau

Jk gelombang tidak dimulai dari posisi x = 0 pada saat t = 0, maka gelombang mempunyai konstanta fase () yang tidak sama dengan nol sehingga dapat dinyatakan dengan persamaan:

11

Contoh

Sebuah gelombang sinus yang berjalan ke arah x positif mempunyai

amplitude 15 cm, panjang gelombang 40 cm, dan frekuensi 8 Hz. Tinggi

gelombang pada posisi x = 0 dan saat t = 0 adalah 15 cm. Temukan:

Bilangan gelombang (k)

Perioda (T)

Frekuensi sudut ()

Kecepatan gelombang (v)

Berapa konstanta fase gel () dan nyatakan pers gel tsb.

12

Penyelesaian Dari soal digambarkan

gelombang yang dimaksud adalah sebagai berikut:

13

k = 2 / = (3 x 3,14) / 0,4 = a radian/meter = 2 f = 2 x 3,14 x 8 = b radian/detik T = 1/f = 1/8 = c detik v =f = 0,4 x 8 = d meter/detik Mencari y = 15 cm = 0,15 m saat x = 0 dan t = 0,

substitusikan pada persamaan

sehingga

berapakah harga ?

sin15,015,0

)0.0.(sin15,015,0

)(sin15,015,0

ba

btax

Quiz #2 Tentukan kecepatan dan arah perambatan gelombang sinusoidal berikut ini. Asumsikan x dinyatakan dalam meter dan t dalam detik.

a. y = 1,2 sin (15t + 2x)

b. y = 2 sin (20x 32t)

c. y = 1,5 sin (-40t +25x)

14

Referensi Fundamentals of Physics, Halliday Resnik, Chapter 16:

Motion Wave, page 502

College Physics, Serway: Chapter 13

15