Transcript Refleksi From high speed to low speed (low density to high density) From low speed to high speed (high density to low density)

Refleksi
From high speed to
low speed (low
density to high
density)
From low speed to
high speed (high
density to low
density)
Refleksi
• Saat gelombang menjalar dari
satu batas ke batas lainnya,
terjadilah refleksi. Beberapa
gelombang berbalik kembali
(mundur) dari batas
– Menjalar dari cepat ke
lambat -> terbalik
– Menjalar dari lambat ke
cepat -> tetap tegak
F
v

Refleksi
Hal ini terjadi karena pada saat mencapai
ujung tali, tali menghasilkan gaya aksi yang
arahnya ke kanan dan ke atas pada dinding.
Sesuai dengan gukum Newton III Newton, gaya
aksi itu akan menyebabkan timbulnya gaya
reaksi yang sama besarnya namun berlawanan
arah (ke kiri dan ke bawah). Akibatnya,
gelombang pantulan yang terjadi pun memiliki
arah sesuai dengan gaya reaksi.
Ini terjadi karena ujung tali tidak menghasilkan
gaya aksi yang arahnya ke atas pada tiang. Ujung
tali ikut bergerak ke atas karena terikat longgar
pada tiang. Akibatnya, meskipun tali menghasilkan
gelombang pantulan, bentuk gelombang
pantulannya tidak terbalik.
Daya Gelombang
• Gelombang menjalar karena tiap bagian dari medium
meng-komunikasikan geraknya pada bagian di sekitarnya.
– Energi di-transfer karena ada kerja yang dilakukan!
• Berape energi yang bergerak pada tali per satuan waktu.
(atau berapa daya-nya?)
P
Daya Gelombang ...
• Bayangkan tali bagian kiri digerakkan naik dan turun
dalam arah y.
• Anda pasti melakukan kerja karena F.dr > 0 saat tangan
anda bergerak naik dan turun.
• Energi pasti bergerak menjauh dari tangan anda (ke
kanan) karena energi kinetik (gerak) dari tali tetap sama.
P
Bagaimana energi bergerak?
• Tinjau sembarang posisi x pada tali. Tali di
bagian kiri x melakukan kerja pada tali di bagian
kanan x, sama seperti yang dilakukan tangan
anda:
x
Ingat energi osilasi pada pegas
1
2
E k A
2
k  m
2
Segmen tali bermassa
k = konstanta gaya
k
2

m   x
1
 E   x  2 A2
2
k = bilangan gelombang
Energi gelombang
1
 E   x  2 A2
2
t1
t
x  v t
1
2
2
 E    A v t
2
x
Daya gelombang
Laju energi yang ditransmisikan
disebut daya gelombang
1
2
2
 E    A v t
2
dE 1
2
2
P
  A v
dt 2
Px, t   v 2 A2 sin 2 kx  t 
Energi
gelombang
Daya
Gelombang rata-rata
Contoh Daya:
• Sebuah tali dengan massa  = 0.2 kg/m diletakkan di atas
lantai licin. Salah satu ujungnya anda pegang dan
digoyangkan ke kanan dan kiri dua kali per detik dengan
amplitudo of 0.15 m. Anda melihat bahwa jarak antara
dua perut dari gelombang adalah 0.75 m.
– Berapa rata-rata daya yang anda berikan pada tali?
– Berapa energi rata-rata per satuan panjang dari tali?
– Berapa tegangan tali?
f = 2 Hz
 = 0.75 m
A = 0.15 m
Contoh Power ...
P 
1
v 2 A2
2
• Diketahui A,  dan  = 2f. Ditanya v!
• Ingat v = f = (.75 m)(2 s-1) = 1.5 m/s .
• Jadi:
1
kg 
m
2
2




P   0 .2
1
.
5
2


2
Hz
0
.
15
m


2
m 
s 
Daya rata-rata P  0.533 W
Contoh Daya ...
dE 1
  2 A2
dx
2
• Jadi: dE
dx

1
kg 
2
2
. m
 0.2
 2   2 Hz  015
2
m
Energi rata-rata per satuan panjang
dE
 0.355 J/m
dx
Contoh Daya ...
• Diketahui bahwa tegangan tali bergantung pada laju
gelombang dan rapat massa:
kg 
m

F  v 2   0.2 1.5 
m 
s

2
Tegangan tali: F = 0.45 N
Muka Gelombang
Muka gelombang
merupakan suatu garis
khayal yang
menghubungkan
sekelompok partikel yang
mempunyai fase sama
Jarak antar muka gelombang = panjang gelombang
Muka
Gelombang
Difraksi (Pembelokan Gelombang)
Muka gelombang lurus ketika melewati celah sempit
berubah menjadi muka gelombang lingkaran
Muka gelombang lingkaran ketika melewati
celah sempit tdak berubah
Superposisi
• Q: Apa yang terjadi saat dua
gelombang “bertabrakan?”
• A: Keduanya DIJUMLAHKAN!
– Kita katakan gelombang
tersebut di-”superposisi.”
Superposisi
Prinsip Superposisi
Gelombang yang overlapping dijumlahkan
untuk menghasilkan gelombang resultan
y’(x,t) = y1 (x,t) + y2 (x,t)
Catatan: Gelombang yang overlapping tidak
mengubah penjalaran masing-masing gelombang.
Interferensi
Interferensi Konstruktif
Interferensi Destruktif
Interferensi
1
1
sin   sin   2 sin     cos    
2
2
• Dua gelombang, dengan amplitudo, panjang gelombang,
laju yang sama, tapi berbeda fasa
y1 t   ym sin kx  t  y2 t   ym sinkx  t   
1  
1 

yt   y1  y2  2 ym cos   sin kx  t   
2  
2 

Konstruktif:
Destruktif:
m=0,1,2, ...
  m2 
Amplitudo=2ym
1

   m  2 
2

Amplitudo=0
Interferensi gelombang permukaan
air
Interferensi gelombang permukaan
air
Interferensi gelombang permukaan
air
Refraction
Gelombang datang dari medium yang kurang rapat
ke medium yang lebih rapat
Gelombang datang dari tempat yang dalam
ke tempat yang dangkal
Tsunami