Hubungan cepat rambat v dan frekuensi f adalah

5 Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012 Rayon 114 Unesa

d. Hubungan antara cepat rambat, frekuensi, dan panjang gelombang. a

Periode atau Waktu Getar Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang. . Periode diberi lambang T, dan satuannya dalam SI adalah detik. b Frekuensi Frekuensi adalah banyak gelombang yang terjadi dalam satu detik. Frekuensi diberi lambang f dan satuannya dalam sistem SI adalah hertz Hz. Hubungan frekuensi dan periode yaitu : f T atau T f 1 1 = = Gelombang menjalar dengan kecepatan tertentu, disebut cepat rambat. Bagaimanakah hubungan antara cepat rambat gelombang, panjang gelombang dan frekuensi ? Dari rumus gerak didapatkan hubungan rumus : waktu jarak kecepa = tan Bila kita tentukan jarak = panjang gelombang, dan waktu = periode maka diperoleh : periode gelombang panjang t cepatramba = T v λ = …………………………………………….... 3 Karena T T atau T f 1 1 = = , maka kita dapat hubungan T v λ = f v atau f v T v = = = λ λ λ . 1 Dengan : λ = panjang gelombang m T = Periode detik f = frekuensi Hz v = cepat rambat mdt Contoh soal Cepat rambat gelombang yang berfrekuensi 300 Hz ialah 75 mdt. Berapakah panjang gelombangnya? 6 Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012 Rayon 114 Unesa Jawab : Frekuensi = f = 300 Hz Cepat rambat = v = 75 mdt Gunakan hubungan v, λ dan f di dapat : cm m Hz dt m f v 25 4 1 300 75 = = = = λ λ λ

e. Gelombang

bunyi Bunyi adalah salah satu contoh gelombang longitudinal, dalam perambatannya gelombang bunyi berbentuk rapatan dan renggangan yang dibentuk oleh partikel-partikel perantara bunyi. Apabila gelombang bunyi merambat di udara perantaranya adalah partikel-partikel udara. Gelombang bunyi tidak dapat merambat di dalam ruang hampa udara karena dalam ruang hampa udara tidak partikel-partikel udara. Bunyi yang merambat melalui medium yang berbeda memiliki cepat rambat bunyi yang berbeda pula. Cepat rambat bunyi bergantung pada suhu dan medium yang dilaluinya. Di udara pada suhu C dan tekanan 1 atm, cepat rambat bunyi sebesar 331 ms. Cepat rambat bunyi di udara akan bertambah 0,60 ms untuk tiap kenaikan suhu C. Contohnya, cepat rambat bunyi di udara pada suhu C adalah 340 ms. Dalam zat padat, cepat rambat bunyi bergantung pada kekakuan zat padat. Semakin kaku suatu zat, semakin cepat gelombang bunyi yang melewatinya. Cepat rambat bunyi dalam berbagai medium ditunjukkan dalam tabel 1 berikut. Tabel 1 cepat rambat bunyi dalam berbagai medium 1 atm, C Medium Cepat rambat bunyi ms Udara 340 Udara 0 o C 331 Helium 1.005 Hidrogen 1.300 Air 1.440 Air laut 1.560 Besi 5.000 Gelas 4.500 Plastik 2.680 7 Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012 Rayon 114 Unesa Alumunium 5.100 Kayu keras 4.000 Sejumlah faktor yang mempengaruhi kecepatan bunyi di dalam suatu gas a Efek tekanan Suatu perubahan dalam tekanan akan diikuti dengan peruabahan rapat-massa. Kecepatan tidak bergantung pada tekanan selama suhu gas tetap konstan. b Efek suhu Kecepatan bunyi bertambah dengan pertambahan suhu. Ia berbanding lurus dengan akar suhu absolut. c Efek berat molekul Untuk bermacam gas, yang jumlah atom per molekulnya sama, kemudian suhu dan tekanannya sama, maka kecepatan bunyi di dalam gas berbanding terbalik dengan akar dari berat molekul. d Efek kelembaban Efek adanya uap air akan mengakibatkan menurunnya sedikit harga rapat massa udara. Jadi, kecepatan bunyi di udara lembab akan lebih besar dari pada kecepatan bunyi di udara kering dalam keadaan suhunya sama. e Efek frekuensi Kecepatan bunyi yang didengar oleh telinga manusia tidak bergantung pada frekuensi gelombangnya. f Efek amplitudo Untuk amplitudo kecil, kecepatan bunyi tidak bergantung pada amplitudo tetapi gelombang bunyi dengan amplitudo besar akan merambat dengan kecepatan yang bergantung pada dan bertambah dengan amplitudo, yang secara bertahap akan mengecil sampai ke batas harga normalnya. Cepat rambat gelombang bunyi dalam medium sama dengan cepat rambat gelombang longitudinal. Jika udara dianggap sebagai gas ideal , capat rambat bunyi di udara dapat dihitung dengan rumus: Dengan adalah tetapan Laplace, P adalah tekanan udara, dan adalah massa jenisnya. Tetapan laplace merupakan rasio antara kalor jenis zat pada tekanan tetap dan kalor jenis zat pada volume tetap . Dalam gas ideal berlaku persamaan PV = nRT, dengan V adalah volume gas, n adalah jumlah mol gas, R adalah tetapan umum gas R = 8,314 Jmol.K, dan T adalah suhu mutlak. Jika massa total gas nM massa molekul relative M dikalikan jumlah mol n , maka berlaku 8 Pendidikan dan Latihan Profesi Guru 2012 Rayon 114 Unesa

B. Kegiatan Belajar 2 : Optik

Materi ini merupakan kelanjutan dari pembahasan "Pengertian Gelombang dan Macam - macam Gelombang", yaitu tentang " Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang ".

A). Hubungan antara Frekuensi dan Periode Gelobang

Hubungan antara frekueansi dengan periode gelombang dirumuskan sebagai berikut:

f = 1:T

atau

T = 1:f

Keterangan:

f = Frekueansi gelombang (Hz)
T = Periode gelombang (sekon)

B). Hubungan antara Panjang, Periode, dan Cepat Rambat Gelombang

Gelombang merambat dari ujung yang satu ke ujung yang lain memiliki kecepatan dan menempuh jarak tertentu dalam waktu tertentu.

Hubungan antara panjang gelombang, periode, dan cepat rambat gelombang dinyatakan dalam rumus sebagai berikut:

V = λ:T

Karena f = 1:T, maka:

V = λ x f

Keterangan:

λ = Panjang gelombang (meter)
T = Periode gelombang (sekon)
V = Cepat rambat gelombang (m/s)

Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang

C). Istilah - istilah pada Gelombang

#1. Panjang Gelombang

Merupakan jarak yang ditempuh oleh satu gelombang. Lambang untuk panjang gelombang adalah "λ" (Lambda), satuannya meter.

#2. Frekuensi Gelombang

Merupakan banyaknya gelombang dalam waktu satu detik. Lambang untuk frekuensi gelombang adalah "f", satuannya Hertz (Hz). Jika frekuensi suatu gelombang semakin besar, maka panjang gelombangnya semakin kecil (V tetap), atau dengan kata lain frekuensi gelombang berbanding terbalik dengan panjang gelombang dengan syarat cepat rambanya.

#3. Periode Gelombang

Merupakan waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gelombang. Lambang untuk periode gelombang adalah "T", satuannya sekon atau detik.

#4. Cepat Rambat Gelombang

Merupakan jarak yang ditempuh gelombang dalam waktu satu detik. Lambang untuk cepat rambat gelombang adalah "V", satuannya m/s Besar Panjang gelombang sebanding dengan cepat rambat gelombangnya, dan berbanding terbalik dengan frekuensi.

D). Sifat - sifat Gelombang

Dalam rambatnya pada suatu medium, gelombang memiliki beberapa sifat antara lain sebagai berikut:

#1. Gelombang dapat dipantulkan (Refleksi)

Gelombang dapat dipantulkan jika mengenai dinding penghalang. Contoh: Terbentuknya gaung dan gema merupakan pantulan dari bunyi. Gaung merupakan bunyi pantul yang datang sebelum bunyi asli selesai dikeluarkan. Sedangkan Gema merupakan bunyi pantul yang terdengar setelah bunyi asli selesai dikeluarkan.

#2. Gelombang dapat dibiaskan (Refraksi)

Gelombang dapat dibiaskan jika merambat melalui dua medium zat yang kerapatannya berbeda. Contoh: Bintang - bintang tampak jelas berkedip jika kita melihatnya pada waktu malam hari.

#3. Gelombang dapat melentur (difraksi)

Gelombang dapat melentur jika merambat melalui celah sempit. Contoh: Kita tetap dapat mendengar suara orang yang ada di luar meskipun kita sedang berada di dalam ruangan yang tertutup.

#4. Gelombang dapat berpadu (Interferensi)

Gelombang dapat berpadu jika dua gelombang atau lebih dapat berada di suatu tempat tanpa saling mengganggu. Contoh: Kita dapat memilih berbagai macam gelombang radio, atau membedakan masing - masing bunyi dari berbagai alat musik yang dibunyikan secara bersama.

Contoh Soal

1). Pada permukaan air laut terjadi 20 gelombang selama 4 sekon. Jika cepat rambat gelombang 10 m/s, hitunglah panjang gelombangnya!

2). Gambar berikut melukiskan grafik hubungan antara simpangan dan kedudukan dari sebuah gelombang. Jika gelombang memerlukan waktu 5 sekon untuk menempuh jarak 15 meter seperti tampak pada gambar berikut.

Contoh soal gelombang

Tentukan:
a. Amplitudo gelombang
b. Panjang gelombang
c. Frekuensi gelombang
d. Cepat rambat gelombang

Penyelesaian

1). Diketahui:

n = 20 kali V = 10 m/s t = 4 s
Ditanya : λ = .....?
Jawab : f = n:t

f = 20:4

f = 5 Hz λ = v:f

λ = 10:5

λ = 2 m Jadi panjang gelombagnya adalah 2 m.

2). Jawab:

a. Dari gambar tersebut dapat diketahui bahwa jarak (simpangan) terbesar dari titik seimbang ke puncak gelombang atau dasar gelombang adalah 4 cm = 0,04 m.
Jadi amplitudo gelombang tersebut adalah 0,04 m.

b. Pada gambar tersebut terjadi 2,5 gelombang dalam jarak 15 m. Maka:

2,5 λ = 15 m 5/2 λ = 15 m

5/2 λ = (2x15):5 = 30:5 = 6 m.

Jadi panjang gelombangnya adalah 6 m.

c. Terjadi 2,5 gelombang dalam waktu 5 sekon. Maka:

f = n:t

f = (2,5):5

f = 0,5 Hz
Jadi frekuensi gelombangnya adalah 0,5 Hz.

d. Cepat rambat gelombang (V)

= λ x f = 6 x 0,5 = 3 m/s

Jadi cepat rambat gelombangnya adalah 3 m/s. #Materiipa08

Terakhir diperbarui: 12-11-2018