presentasi 2 gelombang

5/16/2018 Presentasi 2 Gelombang - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/presentasi-2-gelombang 1/21

BAB 2GELOMBANG DAN BUNYI

2.1 Gelombang

= gejala perambatan usikan Dikenal 3 dasar pembagian gelombang:

1. Keperluan adanya medium perambatan gelombang.2. Arah getar relatif terhadap arah rambat gelombang.3. Kemenjalaran gelombang.



Ad 1 Keperluan adanya medium perambatan gelombang(a) Tidak memerlukan, artinya bisa melewati vakum, dsbt gem .

Contoh: gem Spektrum gem :

Gambar 2.1 Bagan spektrum gem .

(b) Perlu medium rambat, artinya tidak bisa melewati vakum,

dsbt gelombang mekanis.Contoh: gelombang bunyi, air, dll.



Ad 2 Arah getar relatif terhadap arah rambat gelombang(a) Arah getar sejajar arah rambat gelombang, dsbt.

gelombang longitudinal.

1 = 1 regangan + 1 rapatan

Sifatnya: sukar digambar Misal: gelombang bunyi, gelombang pegas

(b) Arah getar tegaklurus arah rambat gelombang, dsbt. gelombang transversal.

1 = jarak terdekat 2 titik pada gelombang yangmempunyai: simpangan, arah getar, dan kelajuantransversal yang sama.



Bagan gelombang transversal:

Gambar 2.2 Bagan gelombang transversal.

1 = AI, BJ, CK, HP, LT

Amplitudo: simpangan (y ) maksimum (C, G, K, O, S ) Simpul: simpangan (y ) nol (A, E, I, M, Q, U )

y : arah getar gelombang;dt

dy: kelajuan transversal

x : arah rambat gelombang;dt dx : kelajuan rambat

gelombang

Contoh: gem , gelombang tali Terkadang gelombang longitudinal ditampilkan dalam

ekuivalenya sebagai gelombang transversal, misal:

piringan hitam, pita kaset karaoke, bunyi dilayar CRO .



Ad 3 Kemenjalaran gelombang

(a) Gelombang merambat:

Ke kanan : )sin(1v

x

t y y o

Ke kiri : )sin(2

v

xt y y o

Contoh: y = 0,1 cos(5 t + 10x - ) meter

Gelombang apa itu? Hitung: amplitudo, frekuensi, kelajuan rambat, dan

panjang gelombangnya.



(a) Gelombang berdiri (standing wave ) = gelombang stasioner: gelombang hasil paduan (interferensi 2 gelombang ber-

jalan yang arahnya berlawanan)

y = y 1 + y 2 = A sin( t ); )cos(2

v

x A A

= amplitudo interferensi

Interferensi konstruktif (penguatan) maksimum:

A A 2

, berarti: 1)cos( v

x sehingga:

n

v

xn ,...,2,,0

,...2,1,0; nvn

xn

Contoh? Gempa di Jogjakarta, bunyi oleh 2 sumber.

Interferensi distruktif (pelemahan) maksimum: A = 0,

berarti: ,...2

5

,2

3

,2;0)cos(

v

x

v

x n

,...3,2,1;)12( nv

n xn

Contoh? Bunyi oleh 2 sumber, layangan!

Bisakah tidak terjadi interferensi?



2.2 Bunyi

= Gelombang mekanis longitudinal yang merambat.

Proses mendengar?Penggolongan bunyi:

(a) Infrasonik (< 20 Hz)(b) Sonik (bunyi pendengaran): 20 – 20.000 Hz(a) Ultrasonik (> 20.000 Hz)

Identitas bunyi pendengaran dinyatakan oleh:(a) frekuensi bunyi(b) Intensitas bunyi(c) Timbre atau warna bunyi



(a) Frekuensi bunyi (f )f >> = terdengar tinggi, melengking, misal bunyi peluitf << = terdengar rendah, bunyi bass

Manusia suka mendengar bunyi yang terartur, misalnya hasil

paduan berselisih 1 oktaf.

Nada = bunyi yang teraturAturannya: Kelipatan 2 nada do adalah do pada oktafberikutnya (Gambar 2.3).

Gambar 2.3 Tangga-tangga nada

Contoh: Bunyi f = 200Hz; 400 Hz; 800 Hz termasuk nada dan oktafapa?



(a) Intensitas Bunyi (I )I >> terdengar keras; I << terdengar lemah

2r

I I o ;

dA

dP I

Satuan dalam (watt/m2)Batas pendengaran: I o = 10-12 (W/m2) sd I a = 1 (W/m2)

TI = 10 log( )o

I

I , dalam dB



(a) Timbre = warna bunyi= pengaruh bunyi latar yang selalu menyertai nada asliManfaatnya: karakter sumber bunyi, identitas diri

Gambar 2.4 Bagan ekuivalen bunyi nada gitar.



Peristiwa terkait bunyi:

1. Pembiasan bunyi: malam hari terasa lebih keraskarena bunyi belok ke atas (suhu lebih besar) shgenerginya susut hanya sedikit.Ragam pembiasan:(a) gerak mobil di tikungan,(b) bunyi pada malam hari,(c) air mengalir di tempat lebih dangkal,(d) pembiasan cahaya.

2. Gema (echo ): d = ½ vt , untuk mengukur jarak3. Reverberasi = gema namun ada bagian tumpang tin-

dih bunyi asal dan pantulan. Terdengar menggelegar.4. Layangan (beat ): 21 f f f l

5. Efek doppler: cahaya, bunyi

= Gejala perbedaan frekuensi (cahaya atau bunyi)oleh sumber dan penerima karena adanya gerak relatifantara sumber dengan penerima.(a) Cahaya: dikoreksi oleh gerak sumber.(b) Bunyi: gerak relatifnya harus < dari kelajuan bunyi

di udara, lihat Gambar 2.5.



Gambar 2.5 Beragam peristiwa efek doppler untuk bunyi.

(a) s

s

p f vv

v f

(c)

s

s

p

pf

vv

vv f

(b)s

s

p

pf

vv

vv f

(d) s

ps

p f vvv

v f



2.3 Bunyi pada Bahan

Sebagai gelombang: pantulan, pembiasan, difraksi, interferensi

Mengenai jaringan tubuh: dipantulkan + diteruskan 22222

ooo AT A R A ; 1 = R 2 + T 2

R = koef refleksi, T = koef transmisi, Ao = amplitudo glb.

Gambar 2.6 Bagan refleksi dan transmisi bunyi oleh bahan.



21

21

z z

z z R

;21

212

z z

z zT

x

oe A A

; 2 A I ; x

oe I I 2

;

= koefisien absorsi oleh jaringan (bergantung bahannya). x 1/2 = nilai paruh ketebalan (half value thickness ), adalah x

ketika I = ½ I o .

Koefisien absorbsi dan nilai paruh ketebalan(a) Bahan: Jaringan tubuh

Bahan (cm-1) x 1/2 (cm)Otot 0,13 2,7Lemak 0,05 6,9Otak 0,11 1,2

Tulang 0,04 6,95Air 2,5x10-4 14x103



(b) Bahan: Benda mati

Pasir disusul tanah sbg penyerap bunyi terbaik,untuk peredam bunyi.

Landasan tomografi seismik



2.4 Pencitraan dengan Ultrasonik

(a) Keberadaan ultrasonik

Frekuensi > 20.000 Hz (energi besar)

Efeknya:(a) Mekanika: desintegrasi bahan padat (kencing batu)(b) Panas: jaringan memanas (memuai, timbul rongga)(c) Kimia: proses oksidasi, hidrolisis(d) Biologie: pelebaran pembuluh darah, virus mati, keletihan

Sumber: elektromagnet, piezoelektrik



(b) Pencitraanb.1 Skaning A (amplitudo): sumber+detektor diam, citra 1D

Gambar 2.7 Skaning 1 dimensi



b.2 Skaning B: sumber + detektor bergerak, citra 2D

Gambar 2.8 Skaning 2 dimensi



b.3 Skaning M (modulasi): prinsip doppler, citra benda bergerak

Gambar 2.9 Skaning benda bergerak



Tugas PR I: 4 soalKumpulkan minggu depan dan berilah identitas Andasecara lengkap.

1. Jika sebuah pegas diberi beban 0,2g newton maka pegasterentang 5 cm. Jika beban itu ditarik ke bawah dan dilepas,berapakah frekuensi dari getaran (jenis GSS) yang terjadi.

2. Dua buah beban masing-masing bermassa 0,3 kg dalam keadaandigantung pada sebuah pegas yang menyebabkan pegas

terentang 0,2 meter ke bawah. Sistem pegas dan kedua beban itudalam keadaan diam. Namun, saat awal, beban bagian bawahterlepas dan jatuh ke tanah. Ramalkan, simpangan pegas (x )sebagai fungsi waktu (t ), ketika ditempat itu percepatan gravitasibuminya 10 m/s2.



3. Sebuah gelombang transversal bersimpangan y (meter) fungsiwaktu t (sekon) dan posisi x (meter), dalam bentuk:

)210sin(1,0 xt y

(a) Jenis gelombang apakah itu?

(b) Hitunglah: amplitudo, frekuensi, dan kelajuan rambatgelombang.

(c) Berapakah panjang gelombang dari gelombang itu.4. Dua buah gelombang berjalan masing-masing bersimpangan y 1

dan y 2 dan merupakan fungsi posisi (x ) dan waktu (t ), sebagai:

)]25,02004,0(2sin[2,3)]2004,0(2sin[2,3

2

1

t x yt x y

dimana x dan y dalam cm, dan t dalam s. Kedua gelombang ituberinterferensi sehingga diperoleh sebuah gelombang berdiri.Dimanakah posisi simpul relatif terhadap x = 0, dan berapa

panjang gelombang dari gelombang berdiri itu?

presentasi 2 gelombang

Documents