Title: GETARAN GERAK HARMONIK GELOMBANG BUNYI
1GETARANGERAK HARMONIK GELOMBANGBUNYI
2GETARAN
Contoh gerakan bandul, getaran benda pada pegas
?
A
0
X
X simpangan ( meter )
A Amplitud (meter)
A X maksimal
3GETARAN
getaran membran pita suara manusia
getaran senar gitar
getaran membran loudspeaker
4Contoh Animasi dalam getaran
Gerakan harmonik sederhana sistem benda-pegas
Getaran yang terjadi pada membran
5GETARAN
- Gerak bolak balik di sekitar titik setimbang
secara periodik disebabkan karena adanya gaya
potensial
6Contoh lain
7Gejala Getaran
- Misalnya
- getaran pada sinar gitar saat dipetik,
- getaran beduk saat dipukul,
- getaran pada pita suara,
- getaran pada bandul yang diayun,
- getaran pada mistar yang ditarik
- dll.
- Getaran gerak periodik dengan menempuh lintasan
yang sama - Gerak periodik gerak benda secara
berulang-ulang dalam selang waktu yang sama
8GETARAN
Banyaknya getaran setiap satuan waktu (detik)
disebut dengan frekuensi getaran (f)
Satuan frekuensi adalah getaran/sekon Hertz(Hz)
Waktu yang dibutuhkan untuk 1 getaran disebut
period getaran (T)
atau
9GERAK HARMONIK
Gerak harmonik
Getaran
Gerak tidak harmonik
Gerak harmonik memenuhi persamaan
Keterangan
? Sudut fase awal ( radian )
? Frekuensi sudut ( radian/sekon)
f frekuensi ( hertz )
t Waktu ( sekon )
A Amplitud (meter )
S Simpangan ( meter )
10GERAK HARMONIK
Sebuah benda titik P melakukan gerak melingkar
dengan jari-jari A .
? kecepatan sudut ( rad/s)
? frekuensi anguler ( rad/s)
? 2?f
f frekuensi (hertz)
? konstanta fase (radian )
Proyeksi kedudukan titik P terhadap sumbu Y
memenuhi
Persamaan gerak harmonik
11GERAK HARMONIK
Contoh Gerak Harmonik
Ayunan sederhana (bandul sederhana )
? Sudut kecil, kira-kira ? ? 10 derajat
12(No Transcript)
13(No Transcript)
14(No Transcript)
15Bandul Sederhana
Untuk q kecil,
16FREKUENSI PERIODE BANDUL
17GERAK HARMONIK
Ayunan sederhana (bandul sederhana )
? Sudut kecil, kira-kira ? ? 10 derajat
l. ?2 g
l
?
? 2?f
x ()
x (-)
A
g percepatan grafitasi bumi ( m/s 2 )
l panjang tali (meter)
? 2?/T
f frekuensi (hertz)
18GERAK HARMONIK
Contoh Gerak Harmonik
Getaran benda pada pegas
19GERAK HARMONIK
Menurut Hukum Hooke
Getaran benda pada pegas
F -k.y
Dan hukum Newton
F m.a
sehingga
m.a -k.y
y Asin (?t?)
v dy/dx -A . ? . cos (?t?)
a dv/dx -A . ?2 . sin (?t?)
a -?2y
Kedudukan kesetimbangan
k konstanta gaya pegas
20GERAK HARMONIK
Getaran benda pada pegas
? 2?/T
? 2?f
F
A
y
y
Kedudukan kesetimbangan
A
F
k konstanta gaya pegas (N/m)
m massa benda (kg)
21ENERGI GETARAN
Energi getaran energi kinetik energi
potensial
Energi getaran EK EP
EK ½ m.v 2
EP ½ k.x2
EK EP Energi getaran
0 ½kx maks2 ½kA2
½ mvmaks 2 0 EK ½ mvmaks 2
A amplitude ( meter )
k m. ?2 ( Newton/meter )
Vmaks kecepatan maksimal ( m/s)
m massa benda (kg)
22Gelombang getaran yang merambat
23Contoh
24 Gejala Gelombang
- Misalnya
- Gelombang bunyi, gelombang pada air yang beriak.
25Gelombang
- Gelombang Suara
- Gempa Bumi
- Gelombang pada dawai
- dll
- Cahaya
- Sinar X
- Gelombang Radio
- dll.
26Gelombang mekanik
- gelombang yang pada perambatannya memerlukan
medium - dibulan astronot tidak dapat mendengarkan bunyi ,
karena tidak ada udara sebagai medium perambatan
bunyi - gelombang mekanik tidak dapat merambat tanpa
medium
27GELOMBANG
Gelombang transversal
arah getar tegak lurus dengan arah rambat
arah rambat
Gelombang Mekanik
arah getar
Gelombang longitudinal
arah getar segaris dengan arah rambat
arah rambat
arah getar
28GELOMBANG
Gelombang transversal
?
A
S
arah rambatan
?
S sumber gelombang
arah getar
? panjang gelombang
A amplitud gelombang
29GELOMBANG
Gelombang longitudinal
rapatan
rapatan
?
?
renggangan
renggangan
Panjang gelombang jarak yang ditempuh oleh
gelombang selama selang waktu 1 period getaran
partikel medium yang dilalui gelombang
Period getaran partikel medium yang dilalui
gelombang disebut dengan period gelombang
30 Besaran gelombang
- Beberapa besaran gelombang mekanik panjang
gelombang, amplitudo, cepat rambat gelombang,
frekuensi, periode dan energi gelombang. - panjang gelombang (?)
- jarak yang ditempuh gelombang dalam satu
periode - satu panjang gelombang untuk gelombang
transversal - satu bukit dan satu lembah gelombang
31- satu panjang gelombang untuk gelombang
longitudinal - jarak antara dua rapatan atau dua renggangan
yang berdekatan - amplitudo (A) simpangan gelombang yang paling
jauh - amplitudo hanya terjadi pada gelombang
transversal - cepat rambat gelombang (v)
- Jarak yang ditempuh gelombang dalam satu
satuan waktu
32GELOMBANG
Cepat rambat gelombang jarak tempuh gelombang
setiap satuan waktu ( sekon)
Bila S ?
karena 1/T f
berarti t T
S jarak tempuh (meter)
- panjang gelombang
- (meter)
f frekuensi (hertz)
t waktu ( detik )
v cepat rambat gelombang ( meter/detik )
T period (detik)
Frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang
yang melewati suatu titik setiap detik
33 Contoh Soal Sebuah gelombang transversal
memiliki periode 4 detik. Jika jarak antara dua
buah titik yang berurutan dan sama fasenya adalah
8 cm, maka cepat rambat gelombang itu adalah
C. 3 cm/s
B. 2 cm/s E. 5 cm/s
A. 1 cm/s D. 4 cm/s
34Contoh Soal
Sebuah gelombang merambat di udara dengan
kecepatan 360 m/s. Jika panjang gelombang bunyi
25 cm, hitung frekuensinya? Diketahui v 360
m/s ? 25 cm 0,25 m Ditanyakan
f..? Jawab
35BUNYI
36Pengertian Bunyi
- Bunyi timbul karena adanya sumber yang bergetar
dengan getarannya yang merambat merupakan suatu
gelombang. - Gelombang bunyi merupakan gelombang mekanis yang
dapat merambat melalui berbagai medium (padat,
cair, dan gas/udara). - Gelombang bunyi merambat di udara dalam bentuk
gelombang longitudinal
37Syarat syarat terdengarnya bunyi
- Adanya sumber bunyi
- Adanya medium atau zat perantara
- Adanya telinga atau alat pendengaran
- Getaran mempunyai frekuensi tertentu (20 Hz
20.000 Hz)
38Macam macam bunyi berdasarkan frekuensinya
- Infrasonik bunyi yang frekuensinya kurang dari
20 Hz. Bunyi ini bisa didengar oleh jengkerik - Audiosonik bunyi yang frekuensinya antara 20 Hz
sampai 20.000 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh
manusia - Ultrasonik bunyi yang frekuensinya lebih dari
20.000 Hz. Bunyi ini dapat didengar oleh
kelelawar, lumba lumba, anjing, dan kucing.
39(No Transcript)
40(No Transcript)
41Tabel cepat rambat bunyi di dalam beberapa zat
(medium)
Nama zat Cepat rambat bunyi (m/s)
Gas karbon 267
Udara pada suhu 0o C 332
Udara pada suhu 15o C 340
Udara pada suhu 25o C 347
Alkohol 1213
Air pada suhu 15o C 1440
Emas 2030
Alumunium 5000
Baja 5100
Besi 5120
vpadat gt vcair gt vgas
Cepat rambat bunyi tergantung pada jenis medium
perantaranya dan suhu medium tersebut.
42- Mengapa suara yang didengar pada malam hari lebih
jelas dibandingkan dengan siang hari?
43(No Transcript)
44Istilah dan terminologi
Sumber titik (Point source) ukuran sumber emisi
kecil dibandingkan jarak antara sumber dan
pengamat.
Muka gelombang (Wave front) permukaan dengan
fasa sama.
Arah gelombang (Rays) tegak lurus terhadap wave
front, arah penjalaran.
45Intensitas Bunyi Sumber Titik
Luas Wavefront pada jarak r dari sumber A
4pr2
46Skala Decibel
Bagaimana mengukur bunyi?
Level bunyi dapat berubah sesuai besaran orde
(orders of magnitude). Tingkat bunyi b
didefinisikan sebagai
Catatan Jika I berubah jadi 10 kali, ??
bertambah 1.
47(No Transcript)
48I 10 10 W/m2 ß 10 log 100 20 dB Di
udara terbuka, pengurangan intensitas
I 1/r2
I1 . r12 I2 . r22
(r jarak dengan sumber) Tingkat
intensitas sebuah pesawat jet pada jarak 30
m adalah 140 dB. Berapakah tingkat intensitasnya
pada jarak 300 m ?
49- Apa perbedaan tinggi rendahnya bunyi dengan kuat
lemahnya bunyi? - Tinggi rendah bunyi bergantung pada frekuensi
getaran sumber bunyi - Kuat bunyi bergantung pada besarnya amplitudo
50- Faktor-faktor yang memengaruhi kuat bunyi adalah
- 1) amplitudo,
- 2) jarak sumber bunyi dari pendengar,
- 3) jenis medium.
51Efek Doppler
Efek Doppler terjadi saat terdapat gerak relatif
antara sumber dan detektor/pengamat.
- Efek Doppler perubahan frekuensi (bertambah atau
berkurang) yang disebabkan oleh gerak dari sumber
dan/atau detektor
Untuk pembahasan berikut, laju diukur relatif
terhadap udara, medium tempat menjalarnya
gelombang bunyi
52Detektor Bergerak, Sumber Diam
Jika detektor bergerak mendekati sumber
vD adalah LAJU, selalu positif
Secara umum
mendekati S - menjauhi S
53Sumber Bergerak, Detektor Diam
54Sumber Bergerak, Detektor Diam
?
55Efek Doppler secara umum
Secara umum
mendekati S
- menjauhi S
?
menjauhi D
- mendekati D
Semua laju diukur relatif terhadap medium udara
56Laju Supersonik
Jika vSgtgtv, persamaan Doppler tidak lagi berlaku
Laju Supersonik
Wavefront berbentuk Kerucut Mach (Mach Cone)
Gelombang Kejut sonic boom akan dihasilkan
perubahan besar dari tekanan udara
57Supersonik
Laju sumber gt Laju bunyi (Mach 1.4 - supersonik )
Laju sumber Laju bunyi (Mach 1 - sound barrier
)
58Peluru dengan Mach 1.01
59Peluru (Mach 2.45)
60Menembus Sound Barrier
F-18 tepat saat mencapai kecepatan supersonik