3. /5/7;//9/6@74/A@74/A2/?753:=;0/5
A. Pemahaman Gelombang
*303/?E/ 0/E/9 938/27/ 27 @397A/? 2/ E/5 3?/A 9/7A/E/
235/ 53:=;0/5 *30/5/7 1=A=6 3?/69/6 2/ 03?797? ;35//
0BE72/?7@B;03?0BE72//A27235/?,;B;E/=?/5/9/;38/D/0
+3AB @/8/ 97A/ 2//A ;3235/? 9/?3/ ;3;7:797 A3:75/ '/2/6/:
@303AB:E/ A3?235/?E/ 0BE7 0B9/ 6/E/ 27@30/09/ =:36 /2/E/
A3:75/ A3A/7 8B5/ 27@30/09/ =:36 /2/E/ @B;03? 0BE7 2/ ;327B;
3?/;0/A/ 3A79/ 2/ ;3235/? 3;071/?// @3@3=?/5 A3:75/
2/ A3:/6 ;33?7;/ 53:=;0/5 0BE7 E/5 ;3?/;0/A 27 B2/?/ @30/5/7
;327B; 3?/;0/A/E/
3?2/@/?9/ @B;03?E/ 53:=;0/5 2793:=;=99/ ;38/27 2B/
;/1/; E/7AB
2/
3:=;0/5;39/7903?/@/:2/?7=@7:/@753A/?/@B/ABA7A79/A/B/?A793:
272/:/;@B/AB?B/53?572/;=;3AB;53A/?/27?/;0/A9/;3:/:B7
5/55B/ 27 2/:/; ;327B; A3;/A A3?8/27E/ 53A/?/ A3?@30BA A//
3?72/6/ ;/A3?7 *30/5/7 1=A=6 93A79/ 07=:/ 273A79 /A/B 2753@39
5/55B/ A3?6/2/ A/:7 278/:/?9/ @3/8/5 A/:7 '/2/ @//A E/5
03?@/;// A/:7 E/5 03?53A/? ;356/@7:9/ @32797A 3?B0/6/ /2/
A39// B2/?/ 27 @397A/?E/ 2/ 3?B0/6/ /2/ A39// 77 278/:/?9/
@30/5/7 53:=;0/5 0BE7 ;3:/:B7 B2/?/
3:=;0/5 3:39A?=;/53A79 03?/@/: 2/?7 =@7:/@7 ;B/A/;B/A/
:7@A?79 27 2/:/; /A=; /A/B ;=:39B: '/2/ 53:=;0/5 3:39A?=;/53A79
33?572/;=;3AB;270/D/=:36;32/:7@A?792/;/53AE/52//A
;38/:/? ;3:/:B7 ;327B; C/9B; /6/E/ ;3?B/9/ 53:=;0/5
3:39A?=;/53A79 9/?3/ 2//A ;38/:/? A// /2/E/ ;327B; 3?/A/?/
3?2/@/?9/ /?/6 53A/? 2/ ?/;0/A/E/ 53:=;0/5 27032/9/
;38/27
!
2/
,AB9
;353A/6B7 932B/ 03AB9 53:=;0/5 A3?@30BA :/9B9/:/6 9357/A/
03?79BA
2 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
*30BA9/837@837@53:=;0/5E/52/93A/6B7
3:=;0/5//9/6E/5A3?03AB9/2//7?9=:/;
93A79/2/;38/AB69/0/AB932/:/;E/
Aktivitas Fisika 1.1
Jenis Gelombang Berdasarkan Arah Getarannya
Tujuan Percobaan
Mengamati gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
Alat-Alat Percobaan
Sebuah slinki (pegas plastik) yang panjangnya 3 meter.
Langkah-Langkah Percobaan
1. Pegang kuat-kuat salah satu ujung slinki oleh teman Anda atau diikatkan
pada tiang.
2. Rentangkan sesuai panjangnya dan getarkan ujung yang satu dengan
satu kali hentakan naik turun dari posisi setimbang dan kembali ke posisi
setimbang (posisi saat tangan Anda diam).
3. Ulangi langkah 2, dan getarkan ujung slinki tersebut terus menerus naik
turun, kemudian amati perambatan gelombang sepanjang slinki.
Tokoh
Frank Oppenheimer
(1912–1985)
Frank Oppenheimer lahir di New York
pada tahun 1912. Di Exploratorium
dia mendemonstrasikan pengamatan-nya
bahwa gerakan pendulum bila
diproyeksikan pada sabuk kertas
bergerak membentuk lintasan grafik
sinusoidal.
Sumber: Conceptual Physics, 1998
4. T
/
0
T
arah rambat
arah getar
arah
getar
Gejala Gelombang 3
/?7 3?1=0// A3?@30BA 273?=:36 93@7;B:/ @33?A7 27AB8B99/
2/:/; A/03: 03?79BA
Gambar 1.1
Berdasarkan arah getarnya,
gelombang mekanik
dikelompokkan menjadi:
(a) Gelombang transversal;
(b) Gelombang logitudinal.
'3?032//3:=;0/5+?/@C3?@/:2/3:=;0/5#=57AB27/:
,# (!'-( )'(!+(,/ +,
()(!#-.#(*#(%#
3AB9
3:=;0/5
.,+(,/ +, .,)(!#-.#(
?/653A/?/
'/8/5
3:=;0/5
+35/9:B?B@235//?/6
?/;0/A/53:=;0/5
$3?B/9/8/?/9/A/?/
B1/993B1/9
53:=;0/503?79BAE/
*3/?/6235//?/6?/;0/A/
53:=;0/5
$3?B/9/8/?/9/A/?/?//A/
93?//A/03?79BAE//A/B
?355/5/93?355/5/
03?79BAE/
3:=;0/5A?/@C3?@/:/2/:/653:=;0/5E/5/?/653A/?/E/A35/9
:B?B@ A3?6/2/ /?/6 ?/;0/A/E/ 1=A=6E/ 53:=;0/5 3?;B9// /7?
53:=;0/5 /2/ A/:7 2/ 53:=;0/5 1/6/E/ 3:=;0/5 :=57AB27/:
/2/:/6 53:=;0/5 E/5 /?/6 53A/?E/ @38/8/? 235/ /?/6 ?/;0/A/E/
1=A=6E/ 53:=;0/5 0BE7 2/ 53:=;0/5 /2/ 35/@
3:=;0/5 /2/ 35/@ /A/B @:797 2//A ;355/;0/?9/ 03AB9
53:=;0/5A?/@C3?@/:2/53:=;0/5:=57AB27/:03?5/AB50/5/7;//
1/?/ 35/@ A3?@30BA 2753A/?9/ !79/ 35/@ 2703?7 B@79/ A35/9 :B?B@
A3?6/2/ /8/5E/ /9/ A3?03AB9 53:=;0/5 A?/@C3?@/: 2/B
879/ 35/@ 2703?7 5/E/ @3/?/6 235/ /8/5 35/@ /2/ 35/@ /9/
A3?8/27 ?//A/ 2/ ?355/5/ E/5 27@30BA 53:=;0/5 :=57AB27/:
B/A:/6;=23:53:=;0/5235/;355B/9/@3BA/@A/:7E/5@/:/6
@/AB B8B5E/ 2779/A9/ /2/ A7/5 3;B27/ 53?/99/ A/5/ 2/
/79AB?B@36755//9/A3?:76/A0/5/7;//@30B/653:=;0/5;3?/;0/A
@33?A7 /2/ '+ $3B?BA 2/ //9/6 A/:7 79BA ;3?/;0/A
93A79/ 2753A/?9/
/:/; 3?/;0/A/E/ 53:=;0/5 ;3;72/69/ 33?57 2/ A72/9
;3E3?A/9/ 3?/;0/A/ ;327B;E/ '/2/ 9/@B@ 53:=;0/5 A/:7 53?/9/
A/5//79AB?B;3;0/597A9/33?57;39/79/2/A/:73?57;39/79
A3?@30BA ;3553A/?9/ 2/3?/6 27 @397A/?E/ @36755/ 2/3?/6 27 @397A/?E/
79BA B:/ 03?53?/9 /79 AB?B 23;797/ @3A3?B@E/ @/;/7 B8B5 A/:7
Tugas Anda 1.1
Selain dalam medium slinki,
dapatkah Anda mencari medium lain
untuk menggambarkan gelombang
longitudinal?
Gambar 1.2
Gelombang pada tali.
4. Letakkan slinki di atas lantai licin, kemudian dengan bantuan teman Anda
pegang salah satu ujungnya.
5. Hentakkan salah satu ujung pegas dengan satu kali dorongan dan satu kali
tarikan ke posisi semula. Amati rapatan dan regangan yang merambat sepan-jang
slinki.
6. Ulangi langkah 5, namun dorongan dan tarikannya dilakukan secara terus-menerus.
Amati perambatan dan regangan sepanjang slinki.
arah rambat
7. 2/ 13/A ?/;0/A 53:=;0/5 ! B0B5/ /A/?/ 03@/?/03@/?/
A3?@30BA @31/?/ ;/A3;/A7@ 27AB:7@9/ @30/5/7 03?79BA
puncak
lembah
panjang gelombang
/
rapatan renggangan
panjang gelombang
0
B F
4 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
/A/B! H
3A3?/5/
! 13/A ?/;0/A 53:=;0/5 ; @
/8/5 53:=;0/5 ;
8. 3?7=23 53:=;0/5 @
4?39B3@7 53:=;0/5 F
'3?6/A79/ '+ /;0/? A3?@30BA ;3?B/9/ ?=E39@7 2/?7
@7;/5/ # 2/ 3?72/6/ 2/?7 @30B/6 53:=;0/5 3AB9E/
;3E3?B/7 03AB9 53:=;0/5 A?/@C3?@/: A3?27?7 2/?7 0B97A 2/ :3;0/6
3?2/@/?9/ 5/;0/? A3?@30BA /8/5 53:=;0/5 /2/:/6 8/?/9 2/?7
93 /A/B 8/?/9 2/?7 93 ;:7AB2= /2/:/6 7:/7 @7;/5/
A3?03@/? E/5 2//A 271//7 /?A793: ;327B; E/7AB 8/?/9 2/?7 93 /A/B
2/?7 93 'B1/9 53:=;0/5 /2/:/6 A7A79 A3?A7557 /2/ 53:=;0/5
E/7AB A7A79 2/ A7A79 /@/? 53:=;0/5 /2/:/6 139B5/ /A/B :3;0/6
A3?32/6 E/7AB A7A79 2/ A7A79 2/B @7;B: /2/:/6 A7A79A7A79 /2/
53:=;0/5 93A79/ ;31//7 93@3A7;0/5/ /A/B @7;/5/E/ =:
3:=;0/5/2/A/:7;3?/;0/A235/9313/A/; @!79/8/?/9/A/?/
B1/9
53:=;0/5E/503?B?BA//2/:/6
;3A3?A3AB9/
/ /8/553:=;0/5
0 4?39B3@753:=;0/5A3?@30BA
0
793A/6B7
!; @
!/?/9/A/?/
B1/9
;
Gambar 1.3
(a) Panjang gelombang pada
gelombang transversal.
(b) Panjang gelombang pada
gelombang longitudinal.
Gambar 1.4
Panjang gelombang ( ) pada
grafik simpangan (y) terhadap
arah rambat (x).
Contoh 1.1
2 = 36 m
A B'
C E
D
F' G
H
y
x
lembah
gelombang
bukit
gelombang
16. !
1;I
F
1; @
; @
!/2713/A?/;0/A53:=;0/5/2//7?/2/:/6; @
m x
Gambar 1.5
Gerakan tangan dirambatkan
oleh tali dalam bentuk
gelombang.
1,5
Pembahasan Soal
Gelombang air laut menyebabkan
permukaan air naik turun dengan
periode 2 s. Jika jarak antara dua
puncak gelombang 5 m,
gelombang akan mencapai jarak
10 m dalam waktu ....
a. 1 s
b. 2 s
c. 3 s
d. 4 s
e. 5 s
UMPTN 2001
Pembahasan:
T = 2 s
jarak antara dua puncak = satu
gelombang
v =
5 m
T 2 s
= 2,5 m/s
s = vt
10 m = (2,5 m/s)t
t = 10 m
2,5 m/s
= 4 s
Jawaban: d
5 m
/
17. !/27/8/553:=;0/5A/:7;
0 !
!
F
!/274?39B3@753:=;0/5A/:7/2/:/6
F
Tugas Anda 1.2
Embusan angin kencang membuat
Sears Building di Chicago goyang
dan selanjutnya bergetar dengan
frekuensi sebesar 0,1 Hz. Berapa
periode getarannya?
21. 1;
5?/;
! ; @
6 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
P1
t1
t1 + t
v t
Gambar 1.6
(a) Pada waktu t1, gelombang tali
mencapai titik P1 dan memiliki
energi karena gerak harmonik
elemen-elemennya.
(b) Pada saat waktu bertambah
sebesar t, gelombang tali
menjalar sejauh v t .
31. !
H
/?7 +,'( 1 2/ 2//A ;3:76/A 0/6D/ 2/E/ E/5 27A?/@
;7@79/ 03?0/275 :B?B@ 235/ 9B/2?/A /;:7AB2= 9B/2?/A 4?39B3@7
2/ :/8B 53:=;0/5
Contoh 1.3
Tantangan
untuk Anda
Grafik simpangan terhadap waktu
sebuah gelombang yang memiliki
kecepatan 0,05 m/s seperti pada
gambar berikut.
Berdasarkan gambar tersebut,
tentukan:
a. amplitudo (A);
b. periode (T);
c. frekuensi gelombang (f).
t(s)
y(cm)
10
150 cm
0
x
32. Kata Kunci
• gelombang mekanik
• gelombang elektromagnetik
• gelombang transversal
• gelombang longitudinal
• panjang gelombang
• periode gelombang
• frekuensi gelombang
• simpul
• laju energi gelombang
• daya gelombang
• cepat rambat gelombang
• rapat massa linear
• energi total gelombang
932B/ 5/0B@ A3?@30BA A3?2//A @30B/6 0B97A
53:=;0/5 !79/ 13/A ?/;0/A 53:=;0/5
59. H
Gambar 1.7
Gelombang merambat
ke arah sumbu-x positif.
y
v
x
y = Asin
t kx
+A = awal getaran gelombang ke
atas
–A = awal getaran gelombang ke
bawah
+k = gelombang merambat ke
kiri
–k = gelombang merambat ke
kanan
70. H
Tugas Anda 1.3
Gelombang air laut merupakan
gelombang berjalan. Energi
gelombang air laut ini dapat
digunakan untuk menggerakkan
generator listrik. Bukan hal yang
mustahil teknologi ini suatu saat
diterapkan di Indonesia. Menurut
Anda, kira-kira di daerah laut
manakah teknologi ini dapat
diterapkan? Coba Anda diskusikan
alasannya bersama teman-teman.
y
Gambar 1.8
Titik A yang berjarak x1 dan titik
B yang berjarak x2 dari O. Kedua
titik memiliki beda fase .
x
B
x1
x2
A
O
Mari Mencari Tahu
$/@7675/A9/62/A3A/5031///:/;/:752/6@E/AE/5;37;/@/B2/?/
@/B2/?/97A/271362/@397A/?E//2/
73. Informasi
untuk Anda
Information for You
Tantangan
untuk Anda
Sebuah gelombang merambat dari
sumber S ke kanan dengan laju
8 m/s, frekuensi 16 Hz, dan
amplitudo 4 cm. Gelombang
tersebut melalui titik P yang
berjarak
1
9
2
m dari S. Jika S telah
bergetar
1
1
4
S dan arah gerak
pertamanya ke atas, hitunglah
simpangan titik P pada saat itu.
Contoh 1.5
*30B/653:=;0/5;3?/;0/A93/?/6@B;0B=@7A74235/93:/8B/; @4?39B3@7
F2//;:7AB2=53A/?
75. 1;
@39=
/ '3?@/;//@7;/5/53:=;0/503?8/:/2/:/;03AB9@7B@235/A7A79
@//A
03?53?/9930/D/62//?/6?/;0/AE/93@B;0B=@7A74/2/:/6
#H@7
10 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
83. Satuan frekuensi adalah hertz (Hz),
diambil dari nama Heinrich Hertz,
orang yang pertama kali
mendemonstrasikan gelombang
radio pada 1886. Satu getaran per
sekon disebut 1 hertz; dua getaran
per sekon dinamakan 2 hertz, dan
selanjutnya.
The unit of frequency is called the
hertz (Hz), after Heinrich Hertz, who
demonstrated radio in 1886. One
vibration per second is 1 hertz; two
vibrations per second is 2 hertz,
and so on.
'3?@/;//@30B/653:=;0/503?8/:/27E/A/9/=:36#
@7
103. @7
+/2/35/A74;3B8B99//?/6@7;/5/930/D/6
2. Gelombang Stasioner
3:=;0/5 @A/@7=3? 2//A A3?8/27 9/?3/
#
$7@/:E/ @B3?=@7@7 A3?B@;33?B@ /A/?/ 53:=;0/5
2/A/5 2/ 53:=;0/5 /AB: E/5 ;3?/;0/A /2/ 53:=;0/5 A/:7
'/2/ 53:=;0/5 @A/@7=3? A3?2//A A7A79A7A79 E/5 03?53A/? 235/
/;:7AB2= ;/9@7;B; +7A79 77 27/;/9/ 3?BA 53:=;0/5 @32/59/
A7A79A7A79 E/5 03?53A/? 235/ /;:7AB2= ;77;B; 27@30BA @7;B:
53:=;0/5 3:=;0/5 @A/@7=3? 2//A 276/@7:9/ 2/?7 @3BA/@ A/:7 0/79
Gambar 1.10
Gelombang pantul dari seutas
tali yang terikat.
datang
Gambar 1.9
Gelombang pantul dari seutas
tali yang bergerak bebas (tidak
ada perubahan fase).
gelombang pantul
gelombang
datang
gelombang
pantul
O
A P
x
Gambar 1.11
Simpangan gelombang datang
y1 dan simpangan gelombang
pantul y2 pada ujung bebas tidak
mengalami beda fase.
235/ B8B5 A72/9 A3?79/A '+ ;/BB 235/ B8B5 A3?79/A
'+
a. Gelombang Stasioner pada Tali dengan Ujung Bebas
3:=;0/5 @A/@7=3? /2/ A/:7 235/ B8B5 030/@ B8B5 A/:7
2707/?9/ 03?53?/9 /79AB?B @32/59/ B8B5 E/5 :/7 2753A/?9/
'/2/ 53:=;0/5 @A/@7=3? 77 A72/9 A3?8/27 3?B0/6/ 4/@3 /?A7E/ 4/@3
53:=;0/5 2/A/5 @/;/ 235/ 4/@3 53:=;0/5 /AB:
'3?6/A79/'++7A79/2/:/6A7A79/@/:?/;0/A/53:=;0/5
2/A/5235/ /8/5A/:72/8/?/9A7A79'2/?7B8B5030/@
+7A79 ' ;35/:/;7 3?/2B/ 53:=;0/5 2/A/5 # 235/ 53:=;0/5
/AB: #
109. 12 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
! !
;7@/:9/ 2/
! !
;/9/ 3?@/;// @7;/5/ # ;38/27
# @7 @7
03?2/@/?9/ /AB?/ 3?8B;:/6/ @7B@ E/7AB
@7 @7
147. # @7 @7
! !
$7@/:9/
2/
! !
A
Gambar 1.12
Simpangan gelombang datang
y1 dan simpangan gelombang
pantul y2 pada ujung terikat
memiliki beda fase 180°.
148. Tantangan
untuk Anda
Gelombang stasioner dapat terjadi
karena superposisi gelombang
datang dan gelombang pantul
oleh ujung bebas. Titik simpul yang
kesepuluh berjarak 1,52 m dari
ujung bebasnya. Jika frekuensi
gelombang itu 50 Hz, berapakah
cepat rambat gelombangnya?
35/ 23;797/ 3?@/;// @7;/5/ ;38/27
# @7 @7
E
162. Tugas Anda 1.4
Rumus syarat terbentuknya simpul
dan perut dapat juga ditulis seperti
berikut.
x = (2n – 1) 1
4 untuk simpul dan
x = n 1
2 untuk perut.
Coba Anda diskusikan dengan teman,
bagaimanakah penurunannya?
!79/ 2/ 3?6/A79/ +,'( 1
203. 1;
• bilangan gelombang
• amplitudo
• frekuensi
• kecepatan sudut getar
• sudut fase
• fase
• beda fase
• cepat rambat gelombang
• simpul gelombang
• perut gelombang
Contoh 1.7
2,4 m
P
O
Q
4 m
212. 3. Kecepatan Gelombang Stasioner
!79/ 2/ ;3;0B/A 93;0/:7 ;=23: 53:=;0/5 ;355B/9/ A/:7
E/5 @/:/6 @/AB B8B5E/ 2779/A 93;B27/ ;3553?/99/E/ A3?B@
;33?B@@/;/7272//A2B/0B/653:=;0/53:=;0/53?A/;//2/:/6
53:=;0/5 E/5 03?@B;03? /2/ A/5/ 2/ 2/ 53:=;0/5 932B/
/2/:/6 53:=;0/5 E/5 03?/@/: 2/?7 3;/AB:/ '/2/ 93/2// A3?@30BA
2/ /9/ ;33;B9/ 93;0/:7 538/:/ @B3?=@7@7
3:=;0/5 @A/@7=3? A3?03AB9 879/ 53:=;0/5 /AB: 03?@B3?=@7@7
235/ 53:=;0/5 2/A/5 32B/ 53:=;0/5 A3?@30BA ;3;7:797 4?39B3@7
2/ /;:7AB2= @/;/ A3A/7 4/@3E/ 03?:/D// ,AB9 ;3;0B9A79/
/2/E/ 53:=;0/5 @A/@7=3? :/9B9/:/6 3?1=0// @33?A7 E/5 3?/6
27:/9B9/ /2/ %-#/#-, #,#% 03?79BA 77
2 N 5 m
6,25 10 kg
16 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
Aktivitas Fisika 1.2
Percobaan Melde
Tujuan Percobaan
Mengamati gelombang stasioner.
Alat-Alat Percobaan
1. Kawat tipis (2 buah) yang berbeda massanya
2. Beban
3. Pembangkit getaran (vibrator)
4. Katrol
Langkah-Langkah Percobaan
1. Susunlah alat-alat seperti pada gambar berikut.
vibrator
gelombang
P S P S beban
2. Hidupkan pembangkit getaran dengan menghubungkannya ke sumber
tegangan sehingga pada tali terbentuk gelombang seperti pada gambar.
3. Jika belum terbentuk gelombang stasioner, ubahlah berat beban yang
tergantung pada ujung katrol sehingga pada suatu saat terbentuk gelom-bang
stasioner.
4. Amatilah dengan saksama gelombang yang terjadi dan tulislah kesimpulan
Anda dari kegiatan tersebut.
5. Lakukan langkah 1 sampai 4 untuk kawat kedua yang berbeda massanya.
=0/ @39/?/5 2/ 0/2759/ 93@7;B:/ 2/ 235/
93@7;B:/ 03?79BA
3/A ?/;0/A 53:=;0/5 A?/@C3?@/: E/5 ;3?/;0/A ;3:/:B7 @3/?
/2/ 3?1=0// @30/275 235/ /9/? 5/E/ A35/5/ 9/D/A
2/ 03?0/275 A3?0/:79 235/ /9/? ;/@@/ 9/D/A 3? @/AB/ /8/5
9/D/A *31/?/ ;/A3;/A7@ 3?@/;// 13/A ?/;0/A 53:=;0/5 27AB:7@9/
@30/5/7 03?79BA
!
/A/B!
H
213. Pembahasan Soal
Tali yang panjangnya 5 m ber-tegangan
2 N digetarkan sehingga
terbentuk gelombang stasioner.
Jika massa tali 625 × 10–3 kg, maka
cepat rambat gelombang tali
adalah ....
a. 2 m/s
b. 5 m/s
c. 6 m/s
d. 10 m/s
e. 40 m/s
UMPTN 1996
Pembahasan:
Diketahui:
= 5 m; F = 2 N; m = 625 × 10–3 kg.
Menurut Melde kecepatan rambat
gelombang tali adalah
F
v =
=
F
m
= -3
= 40 m/s
Jawaban: e
214. Tugas Anda 1.5
Gelombang stasioner terbentuk
jika superposisi terjadi dari dua
gelombang yang frekuensi dan
amplitudo sama tapi fasenya
berlawanan. Jika frekuensi dan
amplitudo dibuat tidak sama,
gelombang apa yang terjadi?
Gejala Gelombang 17
3A3?/5/
! 13/A ?/;0/A 53:=;0/5 ; @
5/E/ A35/5/ 9/D/A %
;/@@/ 9/D/A 3? @/AB/ /8/5 95 ;
Contoh 1.9
*3BA/@A/:72753A/?9/@36755/;3;03AB953:=;0/5E/503?4?39B3@7
229. 95
@3/?
5
I
H
95
Tantangan
untuk Anda
Kawat untuk saluran transmisi listrik
yang massanya 40 kg diikat antara
dua menara tegangan tinggi yang
jaraknya 200 m. Salah satu ujung
kawat dipukul oleh teknisi yang
berada di salah satu menara,
sehingga timbul gelombang yang
merambat ke menara yang lain. Jika
gelombang pantul terdeteksi
setelah 10 s, berapa tegangan kawat?
246. +7A79 ;3?B/9/ @B;03? 53:=;0/5 2/A/5
235/ ;3;3?6/A79/ 6B9B; 3;/AB:/ E/7AB @B2BA 2/A/5 @/;/
235/ @B2BA /AB: :36 9/?3/ 7AB 273?=:36 0/E/5/ 27 A7A79
+7A79 /2/:/6 @B;03? 53:=;0/5 /AB: @36755/ ;B9/ 53:=;0/5
/AB: /2/:/6 :759/?/:759/?/ E/5 03?B@/A 27
/ 0
Gambar 1.13
Pemantulan gelombang pada tali:
(a) ujung terikat; dan (b) ujung bebas.
Gambar 1.14
Hukum pemantulan
Gambar 1.15
Pemantulan gelombang
lingkaran oleh bidang datar.
Aktivitas Fisika 1.3
Pemantulan Gelombang
Tujuan Percobaan
Mengamati pemantulan gelombang pada tangki riak.
Alat-Alat Percobaan
1. Wadah bak air 4. Lampu atau OHP
2. Papan 5. Air
3. Kaca
Langkah-Langkah Percobaan
1. Buatlah semacam bak air (tangki riak) dengan kaca sebagai alasnya.
2. Letakkan bak tersebut di bawah sinar lampu OHP, kemudian letakkan sebuah
kertas putih di bawah bak.
3. Buatlah riak kecil dengan cara mencelupkan salah satu jari Anda di tengah-tengah
bak. Perhatikan yang terjadi.
4. Masukkan papan tersebut di ujung bak, lalu gerakkan secara perlahan dalam
arah horizontal sehingga terbentuk riak.
5. Jelaskan hasil yang diperoleh dan sebutkan perbedaan kedua riak tersebut.
Kemudian, jelaskan pula bagaimana dengan pemantulan gelombang pada
dinding.
i
r
normal
gelombang
datang
sinar
gelombang
datang sinar
gelombang
pantul
muka gelombang pantul
Gambar 1.16
Tangki riak yang ditempatkan
di atas OHP.
247. Gambar 1.17
Pembiasan pada tangki riak yang
kedalamannya berbeda.
Sumber: Dokumentasi Penerbit
n1
n2
Gambar 1.18
(a) Pembiasan terjadi pada
bolpoin yang dicelupkan ke
dalam air; (b) Skema perjalanan
sinar pada proses pembiasan.
2. Pembiasan Gelombang
,AB9 ;35/;/A7 3;07/@/ 53:=;0/5 :3A/99/:/6 9375 53:/@
A30/:27@30/57/2/@/?A/597?7/953:=;0/5/5/?932B/072/5;3;7:797
932/:/;/ /7? E/5 03?032/ '3?032// 932/:/;/ /7? A3?@30BA A3?:76/A
/2/ '+ 03?79BA
gelombang setelah
dibiaskan
20 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
1 2
gelombang datang
batas
tempat dangkal
keping gelas tebal meja kaca tangki riak
/?7 '+ A3?:76/A 0/6D/ /8/5 53:=;0/5 27 A3;/A E/5
:3076 2/:/; :3076 03@/? 2/?7/2/ /8/5 53:=;0/5 27 A3;/A E/5
2/59/:
258. 38 38
/;.++;5+8 )*% / .+:+= .35/=+23 ,+2@+ ,/+;8A+
.= ,3+ ,/;1+8=81 :+.+ .= .+=+81
38./5 ,3+ 7/.37
:/;=+7+
.+8 38./5 ,3+ 7/.37 5/.+
35+ +7+ ./81+8
+5+8 +7+ ./81+8
%+.+ 5/+.++8 383
;/0;+53=3.+57/8A/,+,5+8:/7,/695+838+;(38+;.+=+81+5+8.3=/;
5+8=+8:+:/7,/6955+8+;+2/:/;=3=/;632+=:+.+ %)
35+6/,32,/+;.+;3:+.+
+5+86/,325/-36.+;3:+.+
%+.+
5/+.++8 383 38+; .3,3+5+8 7/8./5+=3 1+;3 89;7+6 .+8 7/84+2
1+;3 :/;:+84+81+8 38+; .+=+81 /:/;=3 :+.+ %)
35+6/,325/-36.+;3:+.+
+5+86/,32,/+;.+;3:+.+
%+.+
5/+.++838338+;.3,3+5+87/84+231+;389;7+6.+81+;3:/;:+8
4+81+8 38+; .+=+81 /:/;=3 :+.+ %)
Gambar 1.19
Pembiasan sinar bergantung
pada indeks bias medium.
1
sinar
datang
garis normal
2
n1
n2 sinar
bias
n2 = n1
sinar
datang
n1
n2
garis normal garis normal
2
sinar
bias
1
n2 n1
sinar
datang
n1
1
n2 sinar
bias
2
n2 n1
+ , -
Contoh 1.8
(/,+21/697,+81.+=+81:+.+,3.+81,+=++8=+;+.+7/.37./81+8.=.+=+81
259. C 35+:/;,+8.381+8+8=+;+38./5,3+7/.37:/;=+7+.+87/.375/.++.+6+2
Tugas Anda 1.6
Menurut Anda, mengapa
gelombang air laut yang begitu
besar ketika sampai di pantai
menjadi kecil? Apakah terjadi hal
yang sama untuk laut yang
berbatasan dengan daratan yang
bertebing karang curam?
263. 3. Polarisasi
, 53+8:/7,3++81/697,+81
medium 1
medium 2
%96+;3+3 7/;:+5+8 :/;3=3@+ A+81 7/7:/;632+=5+8 -3;3 52+
1/697,+81 =;+8?/;+6 %/;3=3@+ :96+;3+3 .+:+= =/;4+.3 5+;/8+ :/;3=3@+
:/7+8=6+8 :/7,3++8 ,3+ 5/7,+; /6/5=30 .+8 :/;3=3@+ ,3.+81 1/=+;
%/;3=3@+ :96+;3+3 .+:+= .3?3+63+35+8 ./81+8 7/7,+A+815+8
1/697,+81 =;+8?/;+6 :+.+ /=+ =+63 %/;2+=35+8 %)
+
gelombang
terpolarisasi
,
gelombang
tidak
terpolarisasi
22 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
gelombang
terpolarisasi
celah
Gambar 1.20
Gelombang tali yang
terpolarisasi.
+ (.=,3+
38
38
38
38
269. /23811+ .38+7+5+8 /0/5 9::6/;
%/;,+2+8 ,8A3 79,36 7/84+.3 =38113 +=+ ;/8.+2 =/;/,=
.3/,+,5+8 96/2 :/;,+2+8 0;/5/83 !/=35+ 79,36 =/;/,= 7/8./5+=3
8.+ 0;/5/838A+ /7+538 ,/+; (/,+6358A+ 5/=35+ 79,36 =/;/,= ,/;
1/;+5 7/84+23 8.+ 0;/5/838A+ /7+538 5/-36 %/;,+2+8 0;/5/83
=/;/,= .+:+= .34/6+5+8 /,+1+3 ,/;35=
!/=35+ 7,/; ,8A3 .+8 :/8./81+; .3+7 1/697,+81 ,8A3 A+81
.3:+8-+;5+8 96/2 7,/; ,8A3 7/736353 :+84+81 1/697,+81 A+81 +7+
./81+8 1/697,+81 ,8A3 A+81 .3=/;37+ :/8./81+; ,/;6+5 :/;+7++8
Gambar 1.25
Difraksi pada gelombang air
s
5 4 3 2 1
+
vp vs
P s 5 4 3 2 1
,
24 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
$+78:+.+++=7,/;,8A3,/;1/;+5.+8:/8./81+;.3+77+5+
:+84+81 1/697,+81 A+81 .3=/;37+ :/8./81+; +.+6+2
Gambar 1.26
Sumber gelombang yang
bergerak pada permukaan air
menyebabkan panjang
gelombang lebih pendek
sesuai arah gerak.
gelombang air setelah
melewati celah
gelombang air
celah
Sumber: Physics for Scientist Engineers
with Modern Physics, 2000
270. Gejala Gelombang 25
/23811+ 0;/5/83 A+81 .3=/;37+ :/8./81+; +.+6+2 /,+1+3 ,/;35=
D
281. 7 7
B
+.3:/81/8.+;+/:/.+79=9;7/8./81+;,8A356+598./81+80;/5/83B
Tokoh
Christian Johann
Doppler
(1803–1853)
Christian Johann Doppler adalah
fisikawan yang lahir di Salzburg,
Austria. Dia belajar di Vienna dan
menjadi seorang profesor Fisika
(1851). Dia terkenal dengan
pengamatannya tentang variasi
frekuensi gelombang suara dan
gelombang cahaya karena pengaruh
kecepatan gerak relatif antara
sumber dan pengamat.
Sumber: www. allbiographic.com
305. +.+6+2+7:63=.91/697,+81
/=+537:6.+;3481:/7+8=6+8:+.+481=+63
=/;35+=+.+6+2
.+:8 6/=+5 :/;= 1/697,+81 .+;3 481
:/7+8=6+8:+.+481=+63=/;35+=+.+6+2
/697,+81.+:+=7/81+6+73:/7+8=6+8:/7,3++8
:96+;3+338=/;0/;/83.+8.30;+53
57 (8/663 :+.+ :/7,3++8 1/697,+81
.38A+=+5+8./81+8:/;+7++8
38 38
0/5 9::6/; 7/;:+5+8 0/897/8+ :/;,+2+8
0;/5/831/697,+81+53,+=:/81+;21/;+5;/6+=30
+8=+;+ 7,/; 1/697,+81 .+8 :/81+7+= (/-+;+
77.38A+=+5+8./81+8:/;+7++8
Peta Konsep
%/7+8=6+8 %/7,3++8 %96+;3+3 8=/;0/;/83 30;+53
$'%
/697,+81
#/5+835
/697,+81
.+:+=7/81+6+73 );+8?/;+6
,/;.++;5+8
7,/;8A+
=/;.3;3 +=+
,/;.++;5+8
+;+2 1/=+;8A+
=/;.3;3 +=+
,/;.++;5+8
+7:63=.98A+
=/;.3;3 +=+
/697,+81
6/5=;97+18/=35
/697,+81
9813=.38+6
/697,+81
(=+398/;
/697,+81
/;4+6+8
Refleksi
Setelah mempelajari bab ini, Anda tentu telah
mengetahui jenis-jenis gelombang serta sifat-sifatnya.
Dari materi bab ini, bagian mana yang Anda anggap sulit?
Coba diskusikan dengan teman atau guru Fisika Anda.
Selain itu, coba Anda sebutkan manfaat lainnya yang
Anda peroleh setelah mempelajari materi bab ini.
306. 38 +=+8.+8.+6+77/=/;.+8
./81+8 .+8
28 Mudah dan Aktif Belajar Fisika untuk Kelas XII
P
Q
R
S
T
U
V
(/,+2 1/697,+81 7/736353 :/;+7++8 37:+81+8
38
329. 7 35+ :/81+7+= ,/;1/;+5
7/84+237,/;,8A3./81+85/-/:+=+8
7
,/+;0;/5/83,8A3A+81.3./81+;96/2:/81+7+=
+.+6+2
+ B .
B
,
B /
330. B
-
B
8.3,/;.3;3.3+7:3817,/;,8A3A+810;/5/8
38A+ B (/,+2 7,/; ,8A3 6+38 ./81+8
0;/5/83B7/8./5+=38.3./81+85/-/:+=+8
7 35+5/-/:+=+87/;+7,+=,8A3.3.+;++.+6+2
339. -$ ()+.)!#,+!!+(+
%+.++=++=,/8=51/697,+81=;+8?/;+6/,+1+3
0813.+;3=/7:+=5/..5+8.3=8455+8/:/;=3
:+.+1+7,+;,/;35=
A
B
C
D
E
F
G I
H
)/8=5+8.+=3=35A+810+/8A++7+
8=/;0/;/83 A+81 .+:+= 7/812+365+8 1/697,+81
=+398/;.+:+=.3:/;96/2.+;3:/;-9,++8#/6./:+
5+2 A+81 .37+5. ./81+8 1/697,+81 =+398/;
/6+5+8./81+87/7:/;18+5+81+7,+;