NASKAH DISKUSI

Mata pelajaran : Fisika “Gejala Gelombang”

Kelas : IV A

Waktu : 10 Menit

Tujuan Simulasi :

a) Memberikan pengalaman belajar yang nyata dan latihan sejumlah keterampilan dasar

mengajar.

b) Calon guru dapat mengembangkan keterampilan mengajarnya sebelum mereka terjun

ke kelas yang sebenarnya.

c) Memberikan kemungkinan bagi calon guru untuk mendapatkan bermacam–macam

keterampilan dasar mengajar serta memahami kapan dan bagaimana keterampilan itu

diterapkan

d) Dapat mengetahui tingkat kesulitan dalam menyampaikan materi Gejala Gelombang

kepada siswa

A. KEGIATAN PEMBELAJARAN

1. Membuka pelajaran.

2. Menjelaskan tujuan dan target pembelajaran.

3. Memberi petunjuk pelaksanaan simulasi dari materi yang akan dipelajari..

4. Melaksanakan simulasi dengan menyampaikan materi gejala gelombang.

5. Memberikan soal latihan

6. Evaluasi

B. MATERI PEMBELAJARAN

1. Definisi

Gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambatkan energi dari satu tempat

ketempat yang lain, baik melalui medium ataupun tidak. Gelombang air, gelombang tali,

gelombang suara , gelombang elektromagnetik adalah contoh dari bebeapa gelombang.

Gelombang dapat dibedakan:

a) Berdasar Arah getar terhadap arah rambatnya:

Gelombang Transversal : gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan

rambatnya. Contohnya antara lain: gelombang tali, gelombang elektromagnetik

cahaya.

Gelombang Longitudinal: Gelombang lyang arah getanya searah dengan arah

rambatnya. Contohnya adalah gelombang suara

b) Berdasar Medium perambatan:

Gelombang mekanik: gelombang yang merambatnya membutuhkan medium.

Contohnya: gelombang tali, gelombang suara, gelombang air.

Gelombang Elektromagnetik: gelombang yang merambatanya tidak membutuhkan

medium/zat antar. Contohya: gelombang cahaya, gelombang partikel alpha, beta dan

gama.

c) Berdasar Amplitudonya:

Gelombang berjalan, yaitu gelombang dengan

amplitude yang berubah di setiap titiknya.

Gelombang cahaya, gelombangtali dll.

Gelombang Diam/stasioner: gelombang yang

amplitudonya disetiap titik adalah tetap.

Gelombang stasioner aadalahgelombang hasil

perpaduan dua buah geloambang berjalan.

2. Besaran Besaran Gelombang:

Dalam konsep gelombang ada beaaran, besaran fisika , yaitu:

Simpangan(y) : adalah jarak titik/posisi pada gelombang

dihitung dari titik keseimbangan pada saat tertentu.

(satuan SI meter)

Amplitudo (A): yaitu simpangan maksimum getaran yang dihitung dari titik

kesetimbangan( satuan SI meter)

Periode (T) : waktu yang diperlukan untuk menempuh untuk satu gelombang penuh.

(satuan SI sekon)

Frekwensi (f): jumlah gelombang yang melewati suatu titik tiap detik.(satuan SI adalah

persekon atau Hertz). Hubungan T dan f adalah:

Panjang gelombang (l): jarak yang ditempuh untuk

satu gelombang.(satuan SI meter)

Cepat rambat gelombang (v): jarak yang ditempuh

gelombangper satuan waktu. Hubungan cepat rambat

(v), frekwensi (f) dan panjang gelombang (l) adalah :

3. Energi gelombang

Gelombang pada saat merambat juga membawa energi yang besarnya tergantung dari

kuadrat Amplitudonya.

Dengan:

E :energi gelombang (joule)

k : konstanta gaya (Ns2/m.)

m :massa kg

f :frekwnsi(Hz)

A : Amplitudo (m)

4. Sifat-sifat Umum Gelombang

Gelombang secara umum mengalami:

a) Pemantulan (Refleksi)

Contohnya gelombang cahaya dipantulkan oleh cermin. Pada

pemantulan berlaku hokum Snelius tentang pemantulan:

Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang

Sudut datang sama dengan sudut pantul.

b) Pembiasan(Refraksi),

Contohnya pembiasan pada air, lensa. Pembiasan adalah peristiwa gelombang yang

mengalami pembelokan arah karena melewati dua medium yang berbeda. Pada pembiasan

berlaku hukum snelius tentang pembiasan.

Sudut datang sudut pantul dan garis normal berada paa sutu bidang

Sudut datang sama dengan sudut pantul memiliki hubungan

Dengan :

i : sudut dating

r : sudut bias

v1 : cepat rambat gelombang di medium 1

v2 : cepat rambat gelombang di medium 2

1 : panjang gelombang di medium 1

2 : panjang gelombang di medium 2

c) Mengalami Penggabungan (Interferensi).

Peristiwa interferensi dapat diamati pada terlihatnya warna-warni pada permukaan air

sabun, warna warninya permukaan CD. Peristiwa interferensi terjadi karena perpaduan dua

buah gelombang yang memiliki frekwensi dan beda fase yang sama, saling bertemu.

d) Mengalami Lenturan (defraksi)

Peristiwa defraksi dapat dialami ketika kita mendengar suara yang berasal dari balik

tembok, atau bukit. Meskipun tidak ada benda yang memantulkan suara itu disekitar

kita.

Peristiwa defraksi terjadi karena gelombang melenturkan energinya . Perhatikan

contoh defraksi pada gelombang air yang melewati celah sempit. Sebagi berikut.

e) Dispersi (penguraian)

Peristiwa disperse dapat diamati pada terurainya gelombang cahaya polikromatik menjadi

komponen gelombang cahaya yang monokromatik ketika melewati prisma.

Peristiwa disperse terjadi karena gelombang mengalami perubahan bentuk ketika

melewati suatu medium yang dispersif (medium yang dapat merubah kecepatan yang

tergantung frekwnsinya)

f) Mengalami Polarisasi.

Peristiwa polarisasi dapat dirasakan pada saat menggunkan kacamata Polaroid kita

tidak mengalami silau saat berjemur di terik matahari. Peristiwa Polarisasi terjadi

karena gelombang trasversal mengalami penyerapan arah getarnya. Peristiwa

Polarisasi hanya terjadi trasversal saja. Perhatikan gambar berikut. Gelombang utuh

yang tidak terpolarisasi melalui filter yang akan meneruskan arah getas sesui orientasi

filter tersebut.

Polarisasi dapat terjadi karena:

a. Pemantulan

b. Pembiasan

c. Absorpsi selektif

d. Bias kembar oleh Kristal

e. Hamburan

f. Effek Dopler:

Peristiwa ini dapat diamati ketika kita mendengarkan suara ambulan yang mendekati atau

menjauhi kita., yang terdengar makin keras saat mendekati kita dan makin lemah saat

menjauhi kita.

Peristiwa Effek Dopler adalah peristiwa berubahnya frekwensi gelombang akibat

gerak relative antara sumber gelombang dengan pengamat.

5. Gelombang Berjalan.

1) Persamaan gelombang berjalan

Seutas tali OB . Titik O digetarkan terus menerus, sehingga gelombang merambat menuju

B dengan Amplitudo A , frekwensi f , panjang gelombang dan cepat rambat v.

Titik P berjarak x dari asal getaran O, maka waktu yang digunakan untuk merambat dari titik

O ke titik P adalah jarak dibagi kecepatan atau (  ).

Bila O telah bergetar t sekon maka titik p akan bergetar selama

Persamaan gelombangnya menjadi

Dalam bentuk yang lain persamaan gelombang tersebut menjadi:

 

Tanda pada amplitudo A menunjukan:

-: gel. Merambat ke kiri

+: gel. Merambat ke kanan

Tanda pada konstanta x menunjukan:

+ : titik asal getaran keatas

- : titik asal etaran ke bawah

2) Kecepatan dan percepatan simpangan

Kecepatan v adalah turunan dari simpangan  atau  dengan nilai

kecepatan maksimum adalah  .

Percepatan a adalah  atau  dengan nilai percepatan

maksimum 

3) Sudut Fase, Fase dan beda fase.

Persamaan dapat diubh menjadi

Sudut fase adalah nilai sudut dari sin ;

Fase :

Beda fase :

6. . Gelombang Stasioner

Gelombang stasioner adalah gelombang hasil perpaduan atau interferensi dua gelombang

yang berlawananarah, yaitu gelombang datang dan gelombang pantul yang memiliki

amplitudo dan frekwensi sama. Pada gelombang stasioner ada titik-titik yang selalu

bersimpangan maksimum ( titik Perut) dan ada titik-titik yang simpanganya selalu nol ( titik

simpul). Yang di bahas disini adalah gelombang pada tali :

1. Persamaan gelombang stasioner ujung terikat

a) Persamaan gelombang stasioner ujung terikat

Seuatas tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B diikat.

Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang datang dan gelombang Pantul

adalah gelombag stasioner dan membentuk simpul dan perut.

Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P

Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan

Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan Berubah fase 180

derajat maka sudut ditambah phi :

Perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul adalah:

Ap adalah amplitudo maksimum dengan persamaan variabel sinus, sehingga ada nilai

maksimum dan nilai minimum nol. Dengan demikian dapat ditentukan titik simpul dan titik

perut, sbb:

b) Titik Simpul dan Titik Perut

Dari persamaan didapat :

Titik Perut : Titik Perut adalah titik yang aplitudonya selalu maksimum

Titik Simpul : Titik Simpul adalah titik yang aplitudonya selalu nol

cek gambar :

2. Persamaan Gelombang Stasioner Ujung Bebas

a) Persamaan gelombang stasioner ujung bebas

Seuatas tali panjangnya l dari OB , titik O digetarkan terus menerus dan titik B diikat.

Titik P berada X dari ujung terikat. Hasil perpaduan gelombang datang dan gelombang

Pantul adalah gelombag stasioner dan membentuk simpul dan perut

Akan kita tinjau perpaduan gelombang datang dan gelombang pantul di titik P

Gelombang merah adalah gelombang datang merambat ke kanan

Gelombang hijau adalah gelombang pantul merambat dari O - P - B - P dan

Berubah fase 180 derajat maka sudut ditambah

Super posisinya menjadi

(coba anda turunkan sendiri yp=y1 +y2)

Ap adalah amplitudo dengan persamaan variabel cosinus

b) Titik Perut dan Titik Simpul

Titik Perut adalah titik yang aplitudonya selalu maksimum:

Titik simpul adalah titik yang amplitudonya selalu nol:

Silahkan Cek Gambar dimana titik perut dan titik simpulnya:

C. EVALUASI

1. Bentuk Evaluasi : Evaluasi Formatif

Maksud dari evaluasi formatif adalah evaluasi yang dilaksanakan di tengah-tengah atau

pada saat berlangsungnya proses pembelajaran, yaitu dilaksanakan pada setiap kali satuan

pembelajaran atau subpokok bahasan dapat diselesaikan dengan tujuan untuk mengetahui

sejauh mana peserta didik “telah terbentuk” sesuai dengan tujuan pengajaran yang telah

ditentukan. Fungsi dari evaluasi formatif adalah untuk memperbaiki proses belajar-mengajar.

Contoh Evaluasi Formatif :

Berikut ini akan disajikan bentuk-bentuk contoh evaluasi formatif dengan berbagai

pengolahan:

Mengolah hasil setiap tujuan khusus pengajaran (TKP)

TKP merupakan penjabaran dari pokok bahasan dalam satuan pengajaran. Dalam

pengelolaan ini, kita mencari presentase gagal pada setiap soal dari keseluruhan peserta didik

pengikut tes. Misalnya: pada satuan pelajaran IPA untuk SD kelas V berdasarkan TKP-TKP

yang ada disusun soal-soal tes sebagai alat evaluasi. Setelah tes dilakukan, kita periksa dan

kita hitung berapa persen peserta didik yang gagal pada setiap soal.

Bidang pengajaran : IPA

Catur wulan : I

Kelas : V

Jumlah peseta didik : 40 orang

Pokok bahasan :

- tumbuh tumbuhan dan peristiwa alam

- hewan dan peristiwa alam

Soal-soal tes Presentase peserta didik yang gagal

1. Sebutkan manfaat hutan bagi manusia ? 25 %

2. Apakah yang terjadi ketika terjadi penebangan hutan secara liar ? 10 %

Soal no 1. Dari 40 orang pengikut tes terdapat 30 orang peserta didik yang menjawab

dengan tepat. Ini berarti ada 10 orang peserta didik yang gagal.

Jadi: 10 x 100 % = 25 % peserta didik yang gagal 40

Mengolah hasil evaluasi sebagai nilai harian

Pada pengolahan evaluasi ini, pengolahan didasarkan atas “ukuran mutlak” dengan

mempergunakan rumus: s.a = s.r x 10

s.a: skor akhir

s.r: skor real

s.i: skor ideal

10: skor 1-10

Skor akhir yang diperoleh peserta didik ialah skor ideal atau skor yang berupa raw

score (skor mentah) yang dicapainya, dibagi dengan skor ideal (skor tertinggi yang

mungkin dicapai bila semua soal dikerjakan benar), kemudian hasil baginya dikalikan

10 (bila menggunakan skala 10 atau dikalikan dengan 100 (bila menggunakan skala

100). Kalau peserta didik (Abdullah) memperoleh dari 20 soal tersebut skor realnya

86, maka nilai akhir peserta didik tersebut adalah: 86 x 10 = 8.6 (dalam skala 10) 100.

2. Soal

Nomor 1 :

Diberikan sebuah persamaan gelombang Y = 0,02 sin (10πt − 2πx) dengan t dalam sekon, Y

dan x dalam meter. Tentukan:

a. amplitudo gelombang

b. frekuensi sudut gelombang

c. tetapan gelombang

d. cepat rambat gelombang

e. frekuensi gelombang

f. periode gelombang

g. panjang gelombang

h. arah rambat gelombang 

i. simpangan gelombang saat t = 1 sekon dan x = 1 m

j. persamaan kecepatan gelombang

k. kecepatan maksimum gelombang

l. persamaan percepatan gelombang

m. nilai mutlak percepatan maksimum

n. sudut fase saat t = 0,1 sekon pada x = 1/3 m

o. fase saat t = 0,1 sekon pada x = 1/3 m

Pembahasan :

Bentuk persamaan umum gelombang:

            Y = A sin (ωt - kx)

dengan A amplitudo gelombang,   ω = 2πf dan k = 2π/λ dengan demikian :

a. A = 0,02 m

b. ω = 10π rad/s 

c. k = 2π

d. v =  ω/k = 10π/2π = 5 m/s

e. f =  ω/2π = 10π/2π = 5 Hz

f. T = 1/f  = 1/ 5 = 0, 2 sekon

g. λ = 2π/k = 2π/2π = 1 m

h. ke arah sumbu x positif

i. Y = 0,02 sin(10 π- 2π) = 0,02 sin(8π) = 0 m

j. v = ω A cos(ωt−kx) = 10π(0,02) cos(10πt−2πx) m/s

k. vmaks = ωA = 10π(0,02) m/s 

l. a = −ω2y = −(10π)2 (0,02) sin(10πt − 2πx) m/s2

m. amaks = |−ω2A| = |−(10π)2 (0,02)| m/s2

n. sudut fase θ = (10.π.0,1−2π.(1/3) = 1/3 π = 60o

o. fase φ = 60o/360o = 1/6

Nomor 2 :

Suatu gelombang permukaan air yang frekuensinya 500 Hz merambat dengan kecepatan 350

m/s. tentukan jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60°! 

(Sumber : Soal SPMB)

 

Pembahasan :

Lebih dahulu tentukan besarnya panjang gelombang dimana

Beda fase gelombang antara dua titik yang jaraknya diketahui adalah

Nomor 3 :

Seutas tali salah satu ujungnya digerakkan naik turun sedangkan ujung lainnya terikat.

Persamaan gelombang tali adalah y = 8 sin (0,1π) x cos π (100t - 12) dengan y dan x dalam

cm dan t dalam satuan sekon. Tentukan:

a. panjang gelombang

b. frekuensi gelombang

c. panjang tali

(Sumber : Soal Ebtanas)

 

Pembahasan :

Pola dari gelombang stasioner diatas adalah

a.  

menentukan panjang gelombang

 

b. menentukan frekuensi gelombang

 

c. menentukan panjang tali

 

Nomor 4 :

Diberikan grafik dari suatu gelombang berjalan seperti gambar di bawah!

Jika jarak P ke Q ditempuh dalam waktu 5 sekon, tentukan persamaan dari gelombang di

atas! (Tipikal Soal UN)

 

Pembahasan :

Bentuk umum persamaan gelombang adalah 

   

atau

 

atau

 

dengan perjanjian tanda sebagai berikut :

Tanda Amplitudo (+) jika gerakan pertama ke arah atas

Tanda Amplitudo (-) jika gerakan pertama ke arah bawah

Tanda dalam kurung (+) jika gelombang merambat ke arah sumbu X negatif / ke kiri

Tanda dalam kurung (-) jika gelombang merambat ke arah sumbu X positif / ke kanan

 

ambil data dari soal panjang gelombang  (λ) = 2 meter, dan periode (T) = 5/2 sekon atau

frekuensi (f) = 2/5 Hz, masukkan data ke pola misal pola ke 2 yang dipakai didapat

Penyusun naskah,

Adi Sutrisno

F03112066

Keterangan

Simulasi ini dilaksanakan sekitar 10 menit untuk setiap naskah (setiap mahasiswa)