Pengertian Getaran dan Gelombang - Selamat datang di blog Dewi Amira, Info kali ini adalah tentang Pengertian Getaran dan Gelombang !! Semoga tulisan singkat dengan kategori
Fisika !!
Materi Kuliah !! ini bermanfaat bagi anda yang membutuhkan. Dan untuk anda yang baru berkunjung kenal dengan blog sederhana ini, Jangan lupa ikut menyebarluaskan postingan bertema Pengertian Getaran dan Gelombang ini ke social media anda, Semoga rezeki berlimpah ikut di permudahkan sang khalik yang maha kuasa, Selengkapnya lansung lihat infonya dibawah -->
Getaran
Pengertian getaran adalah gerak bolak-balik disekitar titik tertentu. Getaran ini disebabkan oleh adanya gaya luar yang bekerja pada suatu titik materi tertentu.
Pengertian dasar yang perlu diketahui :
- Amplitudo (A) = simpangan maksimum dari suatu getaran.
- Simpangan (y) = kedudukan suatu partikel dihitung dari kedudukan setimbang.
- Frekuensi (f) = banyak getaran yang dilakukan dalam waktu satu detik.
- Perioda (T) = waktu yang diperlukan satu kali getaran.
Ciri-ciri getaran selaras :
- Kecepatan berbanding terbalik terhadap simpangannya.
- Percepatan berbanding lurus dengan simpangannya dan selalu menuju titik setimbang.
- Kecepatan maksimum pada titik kesetimbangannya.
- Percepatan maksimum pada simpangan terjauh.
Persamaan simpangan (y).
Gerak melingkar beraturan.
Proyeksi lintasan sebuah partikel yang bergerak melingkar beraturan pada salah satu sumbunya, maka persamaan lintasannya itu memenuhi persamaan getaran selaras.
Gambar :
Waktu yang dibutuhkan dari A ke B :
t = [𝛳/2n] . T
dengan T adalah periode putaran.
Sehingga simpangan dari A ke B adalah :
Y = R sin 𝛳, karena t = [𝛳/2n] . T, maka 𝛳 = [2n/T] . t
Persamaan simpangan menjadi :
Y = R sin [2n/T] . t → ini menunjukkan persamaan getaran selaras,
atau
Y = R sin (𝜔t) ; 𝜔 = 2n / T = 2n.f
dengan :
R = Amplitudonya
[ 2n / T ] . t = sudut fasanya
t / T = fasa
Secara umum persamaan geteran ditulis :
- Persamaan simpangan : y = A sin (𝜔t)
- Persamaan kecepatan getar : Vv = dy/dt = A𝜔 cos (𝜔t)
- Persamaan percepatan getar : ay = dv/dt = d²y/dt² = - A𝜔² sin (𝜔t)
Besar energi dari suatu geteran selaras:
1. Energi kinetik (Ek) :
Ek = ¹/₂ mV²y
= ¹/₂ m [A𝜔 cos (𝜔t)]²
= ¹/₂ mA².𝜔² cos² (𝜔t)
= ¹/₂ m A² . (2n.f)² cos² (𝜔t)
= 2n² . mf² . A² . cos² (𝜔t)
2. Energi Potensial (Ep) :
EP = ¹/₂ ky² ; k = kostanta pegas ; k = m𝜔².
= ¹/₂ m𝜔². y²
= ¹/₂ m.(2n/T)² . (A sin (𝜔t))²
= ¹/₂ m.(4n²/T²). A² sin² (𝜔t)
= 2n²/T² . m . A² sin² (𝜔t)
= 2n². mf² . A² sin² (𝜔t)
3. Energi Mekanik (EM) :
EM = Ep + Ek
= [2n². mf² . A² sin² (𝜔t)] + [2n². mf² . A² . cos² (𝜔t)]
= 2n². mf² . A² sin² (𝜔t)] + [2n². mf². A². cos² (𝜔t)]
= 2n². mf². A² . [sin² (𝜔t)] + cos² (𝜔t)]
= 2n². mf² . A² [1]
= 2n². f² . A² m
Jadi bila kita tinjau kembali persamaan-persamaan getaran selaras (harmonic) tersebut akan didapatkan ciri-ciri dari getaran tersebut adalah :
- Kecepatan maksimum getaran pada kedudukan setimbang, jadi pada kedudukan setimbang energi kinetiknya maksimum.
- Percepatan sebanding dengan simpangan, jadi makin jauh simpangannya nilai percepatannya semakin besar.
- Energi potensial sebanding dengan sudut simpangannya.
- Energi mekanik dari getarannya tidak tergantung dari sudut simpangannya. bila f dan A tetap, maka energi mekaniknya kekal.
Gelombang
Gelombang adalah perambatan dari suatu usikan didalam suatu medium. Dalam hal ini adalah gelombang mekanik. Contohnya : Gel. bunyi. Pada tali, pegas, dll. Sedangkan gelombang elektromagnetik dalam perambatannya tidak memerlukan medium. Contohnya : Gel. Radio, TV, Radar,dll.
Gejala gelombang mekanik dibagi 2 macam, yaitu :
1. Gelombang Longitudinal.
Yaitu gel. Yang arah getaranya sejajar dengan arah perambatannya. Misal : Gel. Bunyi, pegas
2. Gelombang Transversal.
Yaitu gel. Yang arah getarannya tegak lurus dengan arah perambatannya. Gel. Pada tali, senar.
Gambar:
Gel Longitudinal :
Gel. Transversal :
Sifat umum gelombang : - dapat mengalami pemantulan/refleksi
- dapat mengalami pembiasan/refraksi
- dapat dijumlahkan / interferensi
- dapat mengalami lenturan / difraksi
- dapat mengalami polarisasi/diserap sebagian arah
getarannya (untuk gelombang transversal)
Istilah-istilah dalam gelombang :
- Frekuensi (f) : banyaknya gelombang penuh yang melalui sebuah titik tertentu tiap detik.
- Perioda (T) : waktu yang diperlukan untuk melalui satu panjang gelombang.
- Amplitudo (A) : simpangan maksimum dari getaran partikel.
- Panjang gelombang (𝜆) : jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu perioda.
Gambar:
Persamaan umum gelombang:
V = 𝜆/T = 𝜆.f ; Karena f = 1/T
Dengan : V : kecepatan rambat (m/s)
𝜆 : panjang gelombang (m)
f : frekuensi getaran (Hz)
T : perioda getaran (s)
Gerak Gelombang
Gambar :
Apabila titik O telah bergetar selama t detik, maka persamaan simpangan di O adalah :
Y = A sin (𝜔t)
Sebuah titik P berjarak x dari titik O. Kemudian pada medium tersebut merambat sebuah gelombang dari titik O ke titik P, yang disebut gelombang berjalan, maka waktu tersebut yang diperlukan adalah :
t = x/v detik.
Apabila O telah bergetar selama t detik, maka P baru bergetar selama (t-x/v) detik, sehingga persamaan gelombang di P adalah :
Yp = A sin 𝜔 (t-x/v)
Dalam hal ini gelombang merambat dari arah kiri ke arah kanan. Sedangkan apabila gelombang merambat dari arah kanan ke kiri, berati P bergetar terlebih dahulu dibandingkan dengan titik O, persamaan gelombang menjadi :
Yp = A sin 𝜔 (t + x/v)
Secara umum persamaan simpangan gelombang pada suatu titik tertentu menjadi :
Y = A sin 𝜔 (t ± x/v)
Y = A sin 2nf (t ± x/v)
Y = A sin (2nf. t ± kx)
Dengan : k = 2n/𝜆, dan disebut sebagai bilangan gelombang.
Kecepatan rambat gelombang.
Pada dawai
V = √ F/𝜇
Dalam gas
V = √v (RT/M)
Pada zat cair dan zat padat.
Zat Cair : v = √𝛽/𝜌
Zat Padat : v = √E/𝜌
Kondisi khusus :
Didalam gas yang sama sejenisnya kecepatan rambat gelombang dalam gas tersebut :
V1 : V2 = √T1 : √T2
Demikianlah Artikel Pengertian Getaran dan Gelombang, Semoga dengan adanya artikel singkat seperti Informasi postingan Pengertian Getaran dan Gelombang ini, Anda benar benar sudah menemukan artikel yang sedang anda butuhkan Sekarang. Jangan lupa untuk menyebarluaskan informasi Pengertian Getaran dan Gelombang ini untuk orang orang terdekat anda, Bagikan infonya melalui fasilitas layanan Share Facebook maupun Twitter yang tersedia di situs ini.
