KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadapan Tuhan Yang Maha Esa karena atas
rahmat serta anugerah-Nyalah penulis dapat menyelesaikan penyusunan makalah
Fisika tentang “Gelombang” ini.
Fisika merupakan ilmu eksak yang sangat luas cakupan materinya, yang ada di
bumi maupun jagat raya ini. Untuk itu diharapkan agar mahasiswa memahami dan
menyukai ilmu Fisika, agar anggapan ilmu Fisika adalah ilmu yang sulit dapat
didegradasi.
Makalah dengan judul “Gelombang”, makalah ini dibuat untuk
melengkapi tugas mata kuliah Fisika Teknik.Dalam penyelesaian makalah ini
penulis banyak mendapatkan masukan dan bantuan-bantuan yang sangat berarti.
Oleh karena itu pada kesempatan ini kami mengucapkan terima kasih yang
setinggi-tingginya.Serta tak lupa juga kepada pihak lain yang mendukung
selesainya makalah ini.
Penulis
sangat berharap masukan dari semua pihak, karena makalah ini masih belum
sempurna. Akhir kata penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi
semua orang.
Kendari,22
Desember 2014
Penulis
DAFTAR
ISI
Kata Pengantar
........................................................................................................
Daftar Isi ..................................................................................................................
BAB I Pendahuluan
1.1.
Pengertian Gelombang
........................................................................
1.2.
Jenis Gelombang ..................................................................................
1.3.
Sifat – Sifat Gelombang
.......................................................................
1.4.
Contoh Dan Penerapan Gelombang
...................................................
1.5.
Rumusan Masalah
................................................................................
1.6.
Tujuan
...................................................................................................
BAB II Pembahasan
2.1. Permasalahan Gejala – Gejala Gelombang Bunyi
............................
2.2. Pasang Surut Air
..................................................................................
2.3 Tsunami ..................................................................................................
BAB III Penutup
3.1. Kesimpulan
...........................................................................................
3.2. Saran ......................................................................................................
Daftar Pustaka
.........................................................................................................
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Pengertian Gelombang
Gelombang adalah suatu getaran yang merambat, dalam perambatannya
gelombang membawa energi. Dengan kata lain, gelombang merupakan getaran yang
merambat dan getaran sendiri merupakan sumber gelombang. Jadi, gelombang adalah
getaran yang merambat dan gelombang yang bergerak akan merambatkan energy (tenaga).
Gelombang tali adalah gelombang yang merambat pada tali. Gelombang ini merupakan gelombang mekanik, dengan tali sebagai mediumnya. Jenis gelombang ini
walaupun terlihat sederhana dapat menjelaskan efek-efek gelombang pada
umumnya seperti refraksi, refleksi, transmisi dan superposisi.
Gelombang Air adalah pergerakan
naik dan turunnya air dengan arah tegak lurus permukaan air laut yang membentuk
kurva/grafik sinusoidal. Gelombang laut biasanya disebabkan oleh angin. Angin
di atas lautan memindahkan tenaganya ke permukaan perairan, menyebabkan
riak-riak, alunan/bukit, dan berubahmenjadi apa yang kita sebut sebagai
gelomau ombak.
Gelombang laut merupakan salah satu
contoh gelombang yang sering kita temui dalam kehidupan sehari-hari. Selain
gelombang laut, masih terdapat banyak contoh lainnya. Ketika Anda melempar
sebuah batu kecil pada permukaan air yang tenang, akan muncul gelombang yang
berbentuk lingkaran dan bergerak ke luar. Contoh lain adalah gelombang yang merambat
sepanjang tali yang terentang lurus bila Anda menggerakan tali naik turun.
Ketika kita berbicara mengenai gelombang, kita tidak bisa mengabaikan getaran.
Getaran dan gelombang mempunyai hubungan yang erat sekali. Pokok bahasan
getaran telah Anda pelajari di kelas XI. Ketika kita melempar batu ke dalam
genangan air yang tenang, gangguan yang kita berikan menyebabkan partikel air
bergetar atau berosilasi terhadap titik setimbangnya. Perambatan getaran pada
air menyebabkan adanya gelombang pada genangan air tadi. Jika kita menggetarkan
ujung tali yang terentang, maka gelombang akan merambat sepanjang tali
tersebut. Gelombang tali dan gelombang air adalah dua contoh umum gelombang
yang mudah kita saksikan dalam kehidupan sehari-hari. Ketika kita melihat gelombang
pada genangan air, seolah-olah tampak bahwa gelombang tersebut membawa air
keluar dari pusat lingkaran. Demikian pula, ketika Anda menyaksikan
gelombang laut bergerak ke pantai, mungkin Anda berpikir bahwa gelombang
membawa air laut menuju ke pantai. Kenyataannya bukan seperti itu. Sebenarnya
yang Anda saksikan adalah setiap partikel air tersebut berosilasi (bergerak
naik turun) terhadap titik setimbangnya. Hal ini berarti bahwa gelombang tidak
memindahkan air tersebut. Kalau gelombang memindahkan air, maka benda yang
terapung juga ikut bepindah. Jadi, air hanya berfungsi sebagai medium bagi
gelombang untuk merambat. Pada pertanyaan di atas juga
mengemuka bahwa ketika Anda mandi di air laut, Anda merasa merasa
terhempas ketika diterpa gelombang laut. Hal ini terjadi karena setiap
gelombang selalu membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Ketika
mandi di laut, tubuh kita terhempas ketika diterpa gelombang laut karena
terdapat energi pada gelombang laut. Energi yang terdapat pada gelombang laut
bisa bersumber dari angin dan lainnya.
1.2. Jenis
gelombang
Pada penjelasan di atas, telah
disebutkan beberapa contoh gelombang yang kita temui dalam kehidupan
sehari-hari. Walaupun terdapat banyak contoh gelombang dalam kehidupan kita,
secara umum hanya terdapat dua jenis gelombang saja, yakni gelombang
mekanik dan gelombang elektromagnetik.
Pembagian jenis gelombang ini
didasarkan pada medium perambatan gelombang :
1. Gelombang mekanik ,yaitu gelombang yang perantaranya
butuh medium. Misalnya: gelombang air, gelombang bunyi, gelombang slinki,
gelombang bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali.
2. Gelombang elektromagnetik ,yaitu gelombang yang
perambatannya tidak memerlukan medium. Misalnya gelombang cahaya, cahaya, sinar
ultra violet, infra merah, gelombang radar, gelombang radio, gelombang TV,
sinar –X, dan sinar gamma (γ).
Sedangkan berdasarkan arah rambatan
dan getarannya, dibagi menjadi dua, yaitu gelombang transversal dan
longitudinal:
1. Gelombang
transversal, yaitu gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah
getarannya. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali. Ketika kita
menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah
tegak lurus dengan arah gerak gelombang. Ketika kita menggerakan tali naik
turun, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah
gerak gelombang. Garis putus-putus yang digambarkan di tengah sepanjang arah
rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium (misalnya tali atau
air).Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik terendah disebut
lembah.Amplitudoadalah ketinggian maksimum puncak atau kedalaman maksimum lembah,
diukur dari posisi setimbang. Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada
gelombangdisebut panjang gelombang (disebut lambda –huruf
Yunani).Panjang gelombang juga bisa juga dianggap sebagai jarak dari
puncak ke puncak atau jarak dari lembah ke lembah.
2. Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah
rambatannya sejajar dengan arah getarannya (misalnya gelombang slinki).
Gelombang yang terjadi pada slinki yang digetarkan, searah dengan
membujurnya slinki berupa rapatan dan regangan. Jarak dua rapatan yang
berdekatan atau dua regangan yang berdekatan disebut satu gelombang. Contoh:
getaran sinar gitar yang dipetik, getaran tali yang digoyang-goyangkan pada
salah satu ujungnya. Rapatan merupakan daerah di mana kumparan
pegas saling mendekat, sedangkan regangan merupakan daerah di mana kumparan
pegas saling menjahui. Jika gelombang tranversal memiliki pola berupa
puncak dan lembah, maka gelombang longitudinal terdiri dari pola rapatan dan
regangan. Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau
regangan yang berurutan. Yang dimaksudkan di sini adalah jarak dari dua titik
yang sama dan berurutan pada rapatan atau regangan Salah
satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombang suara di udara. Udara
sebagai medium perambatan gelombang suara, merapat dan meregang sepanjang arah
rambat gelombang udara.Istilah-istilah pada gelombang transversal Jarak
yang ditempuh getaran dalam satu periode disebut panjang gelombang (λ).Pada
gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak
antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang
gelombang atau ½ λ.
Amplitudo (A) adalah nilai mutlak
simpangan terbesar yang dapat dicapai partikel. Periode (T) adalah selang waktu
yang diperlukan untuk menempuh dua puncak berurutan atau jarak antara dua dasar
berurutan.
Istilah-istilah pada gelombang longitudinal Panjang
gelombang dari gelombang longitudinal. Karena panjang rapatan dan renggangan
tidak sama, maka panjang gelombang sebaiknya kita definisikan dengan istilah
pusat rapatan dan pusat renggangan. Pada gelombang longitudinal, satu gelombang
(1λ) terdiri dari 1 rapatan dan 1 renggangan. Panjang gelombang didefinisikan
sebagai sebagai jarak antara dua pusat rapatan yang berdekatan atau jarak
antara dua pusat renggangan yang berdekatan. Jarak antara pusat rapatan
dan renggangan yang berdekatan adalah setengah panjang gelombang atau ½ λ.
Sedangkan berdasarkan amplitudonya,
dibagi menjadi dua, yaitu gelombang berjalan dan gelombang stasioner :
1.
Gelombang
berjalan yaitu gelombang yang amplitudonya tetap pada titik
yang dilewatinya.
2. Gelombang stasioner yaitu gelombang yang amplitudonya
tidak tetap pada titik yang dilewatinya, yang terbentuk dari interferensi
dua buah gelombang datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan
amplitudo sama tetapi fasenya berlawanan.
Dispersi Gelombang Ketika Anda menyentakkan ujung tali
naik-turun (setengah getaran), sebuah pulsa transversal merambat melalui tali
(tali sebagai medium).Sesungguhnya bentuk pulsa berubah ketika pulsa merambat
sepanjang tali, pulsa tersebar atau mengalami dispersi.Jadi, dispersi gelombang
adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat suatu medium.
Kebanyakan medium nyata di mana gelombang merambat dapat kita dekati sebagai
medium non dispersi. Dalam medium non dispersi, gelombang dapat mempertahankan
bentuknya.Sebagai contoh medium non dispersi adalah udara sebagai medium perambatan
dari gelombang bunyi.Gelombang-gelombang cahaya dalam vakum adalah nondispersi
secara sempurna.Untuk cahaya putih (polikromatik) yang dilewatkan pada prisma
kaca mengalami dispersi sehngga membentuk spektrum warna-warna pelangi.Apakah
yang bertanggungjawab terhadap dispersi gelombang cahaya ini? Tentu saja
dispersi gelombang terjadi dalam prisma kaca karena kaca termasuk medium
dispersi untuk gelombang cahaya.Pemantulan gelombang lingkaran oleh bidang
datar menunjukkan
pemantulan gelombang lingkaran sewaktu mengenai batang datar yang
merintanginya. Sumber gelombang datang adalah titik O.Dengan
menggunakan hukum pemantulan, yaitu sudut datang =sudut pantul, kita
peroleh bayangan O adalah I .Titik I merupakan sumber gelombang
pantul sehingga muka gelombang pantul adalah lingkaran-lingkaran yang berpusat
di I ,Contoh: Sebuah pembangkit bola digetarkan naik dan turun pada
permukaan air dalam tangki riak dengan frekuensi tertentu, menghasilkan
gelombang lingkaran.Hitung (a) panjang gelombang, (b)
frekuensi, dan (c) cepat rambat gelombang.Pembahasan: (a) Jarak dua muka
gelombang yang berdekatan = 1λ.Dengan demikian, jarak PQ = 3(1λ)0,015 m =
3λ
λ = 0,005 m (b) Selang waktu yang diperlukan
untuk menempuh dua muka gelombang yang berdekatan =1/T, dengan T adalah periode
gelombang. Gelombang datang (garis utuh) dari P ke Q menempuh 3T, sedangkan
gelombang pantul (garis putus-putus) dari Q ke P menempu waktu 3T. Jadi,
selang waktu total = 3T + 3T 0,6 s = 6T T = 0,1 s. Frekuensi f adalah
kebalikan periode, sehingga:
f =1/(0,1s) = 10 Hz.(c) Cepat rambat v =λ
f = (0,005m)(10 Hz) = 0, 05 m/s
Pembiasan Gelombang Pada umumnya cepat rambat gelombang
dalam satu medium tetap. Oleh karena frekuensi gelombang selalu tetap, maka
panjang gelombang ( λ=v/f ) juga tetap untuk gelombang yang menjalar dalam
satu medium.Apabila gelombang menjalar pada dua medium yang jenisnya berbeda,
misalnya gelombang cahaya dapat merambat dari udara ke air. Di sini , cepat
rambat cahaya berbeda. Cepat rambat cahaya di udara lebih besar daripada cepat
rambat cahaya di dalam air. Oleh karena (λ=v/f ),maka panjang gelombang
cahaya di udara juga lebih besar daripada panjang gelombang cahaya di dalam
air. Perhatikan λsebanding dengan v. Makin besar nilai v,maka
makin besar nilai λ,demikian juga sebaliknya. Perubahan panjang gelombang dapat
juga diamati di dalam tangki riak dengan cara memasang keeping gelas
tebal pada dasar tangki sehingga tangki riak memiliki dua kedalaman air yang
berbeda, dalam dan bahwa panjang gelombang di tempat yang dalam lebih besar
daripada panjang gelombang di tempat yang dangkal ( λ1>
λ2).Oleh karena v=λf,maka cepat rambat gelombang di tempat yang dalam lebih
besar daripada di tempat yang dangkal ( v1> v2).Perubahan panjang gelombang
menyebabkan pembelokan gelombang seperti diperlihatkan pada foto pembiasan
gelombang lurus sewaktu gelombang lurus mengenai bidang batas antara tempat
yang dalam ke tempat yang dangkal dalam suatu tangki riak Pembelokan gelombang
dinamakan pembiasan.Dapat disimpulkan bahwa sinar datang dari tempat yang dalam
ke tempat yang dangkal sinar dibiaskan mendekati garis normal
(r < i). Sebaliknya, sinar datang dari tempat yang dangkal ke tempat yang
dalam dibiaskan menjauhi garis normal ( r>i).
Difraksi Gelombang di dalam suatu medium yang sama, gelombang merambat lurus.Oleh
karena itu, gelombang lurus akan merambat ke seluruh medium dalam bentuk
gelombang lurus juga. Hal ini tidak berlaku bila pada medium diberi penghalang
atau rintangan berupa celah. Untuk ukuran celah yang tepat, gelombang yang
datang dapat melentur setelah melalui celah tersebut. Lenturan gelombang yang
disebabkan oleh adanya penghalang berupa celah dinamakan difraksi
gelombang.Jika penghalang celah yang diberikan oleh lebar, maka difraksi tidak
begitu jelas terlihat. Muka gelombang yang melalui celah hanya melentur di
bagian tepi celah, Jika penghalang celah sempit, yaitu berukuran dekat dengan
orde panjang gelombang,maka difraksi gelombang sangat jelas. Celah bertindak
sebagai sumber gelombang berupa titik, dan muka gelombang yang melalui celah
dipancarkan berbentuk lingkaran-lingkaran dengan celah tersebut sebagai
pusatnya. Interferensi Gelombang Jika pada suatu tempat bertemu dua
buah gelombang, maka resultan gelombang di tempat tersebut sama dengan jumlah
dari kedua gelombang tersebut. Peristwa ini di sebut sebagai prinsip
superposisi linear .Gelombang-gelombang yang terpadu akan mempengaruhi
medium. Nah, pengaruh yang ditimbulkan oleh gelombang-gelombang yang terpadu
tersebut disebut interferensi gelombang. Ketika mempelajari gelombang
stasioner yang dihasilkan oleh superposisi antara gelombang datang dan
gelombang pantul oleh ujung bebas atau ujung tetap, Anda dapatkan bahwa pada
titik-titik tertentu, disebut perut, kedua gelombang saling memperkuat
(interferensi konstruktif ), dan dihasilkan amplitudo paling besar, yaitu
dua kali amplitudo semuala. Sedangkan pada titik-titik tertentu, disebut simpul,
kedua gelombang saling memperlemah atau meniadakan (interferensi
destruktif ), dan dihasilkan amplitudo nol. Dengan menggunakan konsep
fase, dapat kita katakan bahwa interferensi konstruktif (saling
menguatkan) terjadi bila kedua gelombang yang berpadu memiliki fase yang sama.Amplitudo
gelombang paduan sama dengan dua kali amplitudo tiap gelombang. Interferensi
destruktif (saling meniadakan) terjadi bila kedua gelombang yang berpadu
berlawanan fase.Amplitudo gelombang paduan sama dengan nol.Interferensi
konstruktif dan destruktif mudah dipahami dengan menggunakan.Polarisasi
Gelombang Pemantulan, pembiasan, difraksi, dan interferensi dapat
terjadi pada gelombang tali (satu dimensi), gelombang permukaan air (dua
dimensi), gelombang bunyi dan gelombang cahaya (tiga dimensi).Gelombang tali,
gelombang permukaan air, dan gelombang cahaya adalah gelombang transversal,
sedangkan gelombang bunyi adalah gelombang longitudinal. Nah, ada satu sifat
gelombang yang hanya dapat terjadi pada gelombang transversal, yaitu
polarisasi.Jadi, polarisasi gelombang tidak dapat terjadi pada gelombang
longitudinal, misalnya pada gelombang bunyi. Fenomena polarisasi cahaya
ditemukan oleh Erasmus Bhartolinus pada tahun 1969. Dalam fenomena polarisasi
cahaya, cahaya alami yang getarannya ke segala arah tetapi tegak lurus terhadap
arah merambatnya (gelombang transversal) ketika melewati filter polarisasi,
getaran horizontal diserap sedang getaran vertikal diserap sebagian. Cahaya
alami yang getarannya ke segala arah di sebut cahaya tak terpolarisasi,sedang
cahaya yang melewati polaroid hanya memiliki getaran pada satu arah
saja, yaitu arah vertikal, disebut cahaya terpolarisasi linear
.
1.4. Contoh
dan Penerapan Gelombang
a. Tsunami Tsunami adalah kata yang berasal dari Jepang dan
terdiri atas dua kata yaitu tsu (atas) yang berarti harbor dan nami
(bawah) yang berarti wave. Jadi tsunami dalam bahasa inggrisnya disebut ”harbor
wave”.Kenapa disebut harbor wave atau gelombang pelabuhan? Apakah tsunami ini
memang hanya terjadi di harbor atau pelabuhan saja?Alasan kenapa tsunami
disebut ”harbor wave” adalah karena gelombang tersebut
mempunyai dampak yang sangat menghancurkan pada
daerah-daerah pantai yang relatif rendah di Jepang. Magnitudo Tsunami yang
terjadi di Indonesia berkisar antara 1,5-4,5 skala Imamura, dengan tinggi
gelombang Tsunami maksimum yang mencapai pantai berkisar antara 4 - 24 meter
dan jangkauan gelombang ke daratan berkisar antara 50 sampai 200 meter dari garis
pantai. b. Penyebab Tsunami Gempa-gempa yang paling mungkin dapat menimbulkan
tsunami adalah gempa yang terjadi di dasar laut, kedalaman pusat gempa kurang
dari 60 km, magnitudo lebih besar dari 6,0 skala Richter, serta jenis
penyesaran gempa tergolong sesar naik atau sesar turun.
Proses terjadinya tsunami Ada
3 (tiga) kejadian di laut yang mengakibatkan timbulnya tsunami yaitu :
1. Gempa
Bumi
Secara umum gempabumi yang bisa
menimbulkan tsunami adalah gempabumi tektonik yang terjadi di laut dan mempunayai
karakteristik sebagai berikut:
a.
Sumber gempabumi berada di laut
b.
Kedalaman gempabumi dangkal, yakni kurang dari 60 km
c.
Kekuatannya cukup besar, yakni di atas 6,0 SR.
d. Tipe patahannya turun (normal fault) atau patahan naik
(thrush fault).
Tsunami yang ditimbulkan oleh gempabumi biasanya menimbulkan
gelombang yang cukup besar, tergantung dari kekuatan gempanya dan besarnya area
patahan yang terjadi.Tsunami dapat dihasilkan oleh gangguan apapun yang dengan
cepat memindahkan suatu massa air yang sangat besar, seperti suatu gempabumi,
letusan vulkanik, batu bintang/meteor atau tanah longsor. Bagaimanapun juga,
penyebab yang paling umum terjadi adalah dari gempabumi di bawah permukaan
laut. Gempabumi kecil bisa saja menciptakan tsunami akibat dari adanya longsor
di bawah permukaan laut/lantai samudera yang mampu untuk membangkitkan tsunami.Tsunami dapat terbentuk manakala lantai samudera berubah
bentuk secara vertikal dan memindahkan air yang berada di atasnya. Dengan
adanya pergerakan secara vertical dari kulit bumi, kejadian ini biasa
terjadi di daerah pertemuan lempeng yang disebut subduksi. Gempa bumi di daerah
subduksi ini biasanya sangat efektif untuk menghasilkan gelombang tsunami
dimana lempeng samudera slip di bawah lempeng kontinen, proses ini disebut juga
dengan subduksi.
2. Land Slide (Tanah Longsor).
Land Slide/tanah longsor dengan
volume tanah yang jatuh/turun cukup besar dan terjadi di dasar Samudera, dapat
mengakibatkan timbulnya Tsunami. Biasanya tsunami yang terjadi tidak terlalu
besar, jika dibandingkan dengan tsunami akaibat gempabumi.
3. Gunung Berapi
Gunung Berapi aktif yang berada di
tengah laut, ketika meletus akan dapat menimbulkan tsunami. Tsunami yang
terjadi bisa kecil, bisa juga sangat besar, tergantung dari besar kecilnya
letusan gunung api tersebut. Ada banyak gunung api yang berada ditengah laut di
seluruh dunia. Untuk di Indonesia , yang paling terkenal adalah letusan gunung
Krakatau yang terletak di tengah laut sekitar Selat Sunda, yang terjadi pada
tahun 1883. Letusannya sangat dashyat, sehingga menimbulkna tsunami yang
sangat besar dan korban yang banyak, baik jiwa maupun harta benda. Dampak dari
bencana ini juga dirasakan kedashyatannya di negara lain.
Mengapa tsunami di pinggir lebih
besar daripada di tengah ? hal tersebut terjadi karena setelah terjadi gempa di
dasar laut, air laut menuju ke pinggir,ketika naik ke daratan gelombang
tersebut berbalik arah dengan kecepatan yang lebih kecil dan bertabrakan
dengan gelombang yang baru datang,sehingga terbentuk gelomang yang lebih besar.
1.5. Rumusan
Masalah
1.Sebutkan jenis – jenis gelombang ?
2.Kerusakan yang diakibatkan oleh gelombang ?
3.Sebutkan sifat – sifat gelombang ?
4.Apa saja contoh penerapan gelombang ?
5.Apa penyebab gelombang bisa terjadi ?
1.6. Tujuan
1.Mengetahui jenis – jenis gelombang
2.Mengetahui kerusakan yang diakibatkan oleh gelombang
3.Mengetahui sifat – sifat gelombang
4.Tau apa saja contoh penerapan gelombang
5.Tau apa penyebab gelombang bisa terjadi
BAB II
PEMBAHASAN
2.1. Permasalahan
Gejala-gejala Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi termasuk gelombang
longitudinal. Termasuk gelombang mekanik karena memerlukan media untuk
merambat. Sifat-sifat gelombang bunyi sama seperti sifat gelombang secara umum,
tapi gelombang bunyi tidak dapat mengalami polarisasi. Frekuensi Bunyi Sebagai
bentuk gelombang, bunyi memiliki frekwensi. Berdasarkan frekwensinya, gelombang
bunyi dibagi menjadi tiga jenis, yaitu audiosonik, ultrasonik, dan infrasonik.
a. Gelombang audiosonik (audible wave). Gelombang audiosonik merupakan
gelombang bunyi yang berada pada rentang frekwensi pendengaran kita, yakni
berada pada kisaran frekwensi antara 16 Hz hingga 20.000 Hz. b. Gelombang
infrasonik (infrasonic wave). Gelombang infrasonik merupakan gelombang bunyi
yang frekwensinya berada di bawah frekwensi gelombang audiosonik, yaitu
frekwensinya lebih kecil dari 16 Hz. c. Gelombang ultrasonik (ultrasonic wave).
Gelombang ultrasonik merupakan gelombang bunyi yang frekwensinya berada di atas
frekwensi gelombang audiosonik, yaitu frekwensinya lebih besar dari
20.000 Hz.Contoh Penerapan Gelombang dan Gelombang Bunyi dalam Kehidupan
Sehari-hari :
1.
Radio Radio energi adalah bentuk level
energi elektromagnetik terendah, dengan kisaran panjang gelombang dari ribuan
kilometer sampai kurang dari satu meter. Penggunaan paling banyak adalah
komunikasi, untuk meneliti luar angkasa dan sistem radar. Radar berguna untuk
mempelajari pola cuaca, badai, membuat peta 3D permukaan bumi, mengukur curah
hujan, pergerakan es di daerah kutub dan memonitor lingkungan. Panjang
gelombang radar berkisar antara 0.8 – 100 cm.
2.
Microwave
Panjang gelombang radiasi microwave berkisar antara 0.3 – 300
cm.Penggunaannya terutama dalam bidang komunikasi dan pengiriman informasi
melalui ruang terbuka, memasak, dan sistem PJ aktif.Pada sistem PJ aktif, pulsa
microwave ditembakkan kepada sebuah target dan refleksinya diukur untuk
mempelajari karakteristik target.Sebagai contoh aplikasi adalah Tropical
Rainfall Measuring Mission’s (TRMM) Microwave Imager (TMI), yang mengukur
radiasi microwave yang dipancarkan dari Spektrum elektromagnetik Energi
elektromagnetik atmosfer bumi untuk mengukur penguapan, kandungan air di awan
dan intensitas hujan.
3.
Infrared
Kondisi-kondisi kesehatan dapat didiagnosis dengan menyelidiki pancaran
inframerah dari tubuh. Foto inframerah khusus disebut termogram digunakan untuk
mendeteksi masalah sirkulasi darah, radang sendi dan kanker. Radiasi inframerah
dapat juga digunakan dalam alarm pencuri. Seorang pencuri tanpa sepengetahuannya
akan menghalangi sinar dan menyembunyikan alarm. Remote control berkomunikasi
dengan TV melalui radiasi sinar inframerah yang dihasilkan oleh LED ( Light
Emiting Diode ) yang terdapat dalam unit, sehingga kita dapat menyalakan TV
dari jarak jauh dengan menggunakan remote control.
4.
Ultraviolet
Sinar UV diperlukan dalam asimilasi tumbuhan dan dapat membunuh kuman-kuman
penyakit kulit.
5.
Sinar X
ini biasa digunakan dalam bidang kedokteran untuk memotret kedudukan tulang
dalam badan terutama untuk menentukan tulang yang patah. Akan tetapi penggunaan
sinar X harus hati-hati sebab jaringan sel-sel manusia dapat rusak akibat
penggunaan sinar X yang terlalu lama.
6.
Alat musik
Pada alat musik seperti gitar sumber bunyinya dihasilkan oleh benda yang
bergetar, yaitu senar. Jika senar dipetik dengan amplitodu (simpangan)
yang besar maka bunyi yang ditimbulkan akan lebih keras. Dan jika
ketegangan senar di diregangkan maka suara lengkingannya akan semakin tinggi.
Begitu pula pada kendang dan alat musik yang lain. Suara timbul karena
sumber suara digetarkan.
2.2. Pasang
Surut Air
Misalnya Jika kita melempar batu ke
tengah kolam, kita akan melihat air yang bergelombang dari tempat jatuhnya batu
ke tepi kolem. Gelombang air kolam berasal dari energi yang di timbulkan oleh
batu yang jatuh kemudian merambat menuju tepi kolam. Faktor-faktor yang
menyebabkan terjadinya pasang surut berdasarkan teori kesetimbangan, yakni rotasi
bumi pada sumbunya, revolusi bulan terhadap matahari, dan revolusi bumi
terhadap matahari. Sedangkan berdasarkan teori dinamis adalah kedalaman dan
luas perairan, pengaruh rotasi bumi (gaya coriolis), dan gesekan dasar. Selain
itu, terdapat beberapa faktor lokal yang dapat mempengaruhi pasang surut di
suatu perairan, seperti topogafi dasar laut, lebar
selat, bentuk teluk, sehingga berbagai lokasi memiliki ciri pasang surut yang
berlainan. Pasang surut laut merupakan hasil dari gaya tarik gravitasi dan efek
sentrifugal. Efek sentrifugal adalah dorongan ke arah luar pusat rotasi.
Gravitasi bervariasi secara langsung dengan massa tetapi berbanding terbalik
terhadap jarak. Meskipun ukuran bulan lebih kecil dari matahari, gaya tarik
gravitasi bulan dua kali lebih besar daripada gaya tarik matahari dalam
membangkitkan pasang surut laut karena
jarak bulan lebih dekat daripada jarak matahari ke bumi. Gaya tarik gravitasi
menarik air laut ke arah bulan dan matahari dan
menghasilkan dua tonjolan (bulge) pasang surut gravitasional di laut. Lintang dari tonjolan pasang
surut ditentukan oleh deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan
bidang orbital bulan dan matahari (Priyana, 1994).
Gambar 2.1
Gravitasi antara bumi dan bulan
Bulan dan matahari keduanya
memberikan gaya gravitasi tarikan terhadap bumi yang besarnya tergantung kepada
besarnya masa benda yang saling tarik menarik tersebut. Bulan memberikan gaya
tarik (gravitasi) yang lebih besar dibanding matahari. Hal tersebut disebabkan
walaupun masa bulan lebih kecil dari matahari, tetapi posisinya lebih dekat ke
bumi. Gaya-gaya ini mengakibatkan air laut yang
menyusun 71% permukaan bumi, menggelembung pada sumbu yang menghadap ke bulan.
Pasang surut terbentuk karena rotasi bumi yang berada di bawah muka air
yang menggelembung tersebut yang mengakibatkan kenaikan dan penurunan
permukaan laut di wilayah pesisir secara periodik. Gaya tarik gravitasi
matahari juga memiliki efek yang sama, namun dengan derajat yang lebih kecil.
Daerah-daerah pesisir mengalami dua kali pasang dan dua kali surut selama
periode sedikit di atas 24 jam (Priyana, 1994). Bumi berputar pada
porosnya, maka pasang tinggi yang terjadi pun akan bergerak bergantian secara
perlahan-lahan dari satu tempat ke tempat yang lain di permukaan bumi. Satu
perputaran yang dialami bumi sehubungan dengan gerakan bulan memerlukan waktu
selama 24 jam 50 menit, maka dua pasang tinggi dan dua pasang rendah terjadi
dalam periode tersebut. Gaya tarik gravitasi matahari juga mempengaruhi
terjadinya pasang walaupun tenaga yang ditimbulkan terhadap lautan hanya
sekitar 47% dari tenaga yang dihasilkan oleh gaya gavitasi bulan. Pada waktu
bulan baru dan bulan penuh matahari dan bulan terletak pada satu garis terhadap
bumi dan gaya gravitasi yang ditimbulkan mempunyai arah yang sama. Akibatnya,
gaya tarik gabungan tersebut menghasilkan tonjolan air pasang yang lebih besar
dari biasanya dan pasang yang terjadi pada saat ini dinamakan spring tide.Pada
waktu bulan seperempat dan tiga perempat, matahari dan bulan terletak pada
posisi yang membentuk sudut siku-siku (90°) satu sama lain, sehingga pada saat
ini gaya tarik gravitasi matahari bersifat melemahkan gaya tarik bulan.
Akibatnya, gaya tarik yang ditimbulkan terhadap massa air laut menjadi
berkurang dan terjadi pasang yang lebih kecil dinamakan neap tide.
Gambar 2.2 Tenaga
pembentuk pasang surut air laut
Faktor-faktor setempat seperti
bentuk dasar lautan dan massa daratan di sekitarnya kemungkinan menghalangi
aliran air yang dapat berakibat luas terhadap sifat-sifat pasang. Contohnya, di
Cua Cam di Teluk Tonkin, tipe pasangnya adalah diurnal, di sini hanya terjadi
satu periode pasang tinggi dan satu periode pasang rendah dalam waktu satu
hari.Mixed tide adalah tipe pasang yang tingginya selalu berubah-ubah yang
terjadi di beberapa tempat. Pasang campuran (mixed tides) yang bentuk pasangnya
berdasar pada pola pasang semi diurnal terjadi di daerah Sandakan di Laut
Sulu, sedang yang bentuk pasangnya berdasar pada pola pasang
diurnal terdapatdi Hon Nie Nieu di Vietnam.
Gambar 2.3 Bentuk
pantai juga memepengaruhi
pasang surut air laut Faktor lain yang mempengaruhi
efek ketinggian gelombang adalah proses revolusi bulan mengelilingi bumi dalam elliptical orbit.
Titik perige apabila bulan berada dekat dengan bumi dan titik apogee
apabila bulan berada pada titik terjauh dari bumi. Gelombang yang terjadi
akibat proses revolusi bulan terhadap bumi dibedakan menjadi:
a. Fase
gelombang perige, apabila 2 kali dalam setahun bumi,
bulan dan matahari berada dalam satu garis dan bulan berada dalam titik perige
sehingga terjadi puncak gelombang benar-benar tinggi dan lembah gelombang
benar-benar rendah.
b. Fase
gelombang apogee, apabila dalam setahun terjaadi 2
kaliposisi bumi, bulan, dan matahari berada dalam fase yang tidak
segaris dab bulan berada pada titik apogee,sehingga menyebabkan puncak
gelombang benar-benar rendah, dan lembah gelombang benar-benar tinggi.
Gelombang pasang merupakan sinergi dari tiga fenomena yang terjadi serentak
yakni: a. Pasang tertinggi. Terjadi setiap 18,6 tahun sekali pada 17 mei
terjadi bulan baru sehingga bumi segaris lurus dengan bulan dan matahari pada
jarak terdekat (perigeum), sehingga kombinasi gravitasi keduanya mampu
mengangkat air hingga mencapai pasang maksimal. b. Gelombang Kelvin. Gelombang
di samudra atau atmosfer yang mengimbangi gaya Conolis (gaya akibat rotasi
bumi).Gayatersebut mengarah dari masing-masing kutub ke equator dengan tendensi
ke timur dengan kecepatan tetap, hingga membentur pantai atau saling
berbenturan dengan gelombang Kelvin dari arah yang berlawanan di equator.
c.
Gelombang Swell, gelombang akibat tiupan angin dengan
skala yang lebih besar dari pada riak (ripples).Angin terjadi karena perbedaan
pemanasan. Perbedaan pemanasan ini antara lain diakibatkan oleh perbedaan
liputan awan yang berbeda. Sinergi tiga kekuatan ini (pasang surut,rotasi bumi,
dan angin) yang masing-masing pada kondisi maksimum, mengahasilkan gelombang
maksimum pula.Ketika gelombang tersebut bertemu topografi dasar laut yang
melandai di dekat pantai, maka puncak gelombang tersebut akan tampak membesar,sehingga
ketika menghantam pantai menimbulkan bencana yang mengerikan. Beberapa tipe
gelombang pasang surut tersebut juga mempengaruhi arus gelombang pasang surut.Gerakan
air vertikal yang berhubungan dengan naik dan turunnya pasang surut, diiringi
oleh gerakan air horizontal yang disebut dengan arus pasang surut. Permukaan air laut senantiasa
berubah-ubah setiap saat karena gerakan pasang surut, keadaan tersebut juga
terjadi pada tempat-tempat sempit, seperti teluk dan selat, sehingga
menimbulkan arus pasut (Tidal current). Gerakan arus pasut dari laut lepas yang merambat ke perairan pantai akan mengalami
perubahan, faktor yang mempengaruhinya antara lain adalah berkurangnya
kedalaman (Mihardja, 1994). Arus yang terjadi di laut teluk
dan laguna akibat massa air mengalir dari permukaan yang lebih tinggi ke
permukaan yang lebih rendah yang disebabkan oleh pasang surut. Arus pasang surut adalah arus yang cukup dominan pada perairan teluk yang
memiliki karakteristik pasang (Flood ) dan surut. Pada waktu gelombang
pasang surut merambat memasuki perairan dangkal, seperti muara sungai atau
teluk, maka badan air kawasan ini akan bereaksi terhadap aksi dari perairan
lepas (King, 1962). Daerah-daerah di mana arus pasang surut cukup kuat, tarikan gesekan pada dasar laut menghasilkan
potongan arus vertikal, dan resultan turbulensi menyebabkan
bercampurnya lapisan air bawah secara vertikal. Pada daerah lain, di mana arus pasang surut lebih lemah, pencampuran sedikit terjadi,
dengan demikian stratifikasi (lapisan-lapisan air dengan kepadatan
berbeda) dapat terjadi. Perbatasan antar daerah-daerah kontras dari perairan
yang bercampur dan terstratifikasi seringkali secara jelas didefinisikan,
sehingga terdapat perbedaan lateral yang ditandai dalam kepadatan air pada
setiap sisi batas. Tipe pasang surut juga dapat ditentukan berdasarkan bilangan
Formzal (F) yang dinyatakan dalam bentuk
sebagai berikut: F = [A(O1) +
A(K1)]/[A(M2) + A(S2)]
Tabel 2.1 Tipe pasang surut
berdasarkan bilangan Formzal (F)
Sifat pasang surut yang periodik tentunya dapat diramalkan.
Untuk meramalkan pasang surut, diperlukan data amplitudo dan beda fasa dari
masing-masing komponen pembangkit pasang surut. Komponen-komponen
utama pasang surut terdiri dari komponen tengah harian dan harian. Namun
demikian, karena interaksinya dengan bentuk (morfologi) pantai dan superposisi
antar gelombang pasang surut komponen utama, akan terbentuklah komponen-komponen
pasang surut yang baru.
2.3.Tsunami
Perpindahan badan air yang
disebabkan oleh perubahan permukaan laut secara vertikal dengan tiba-tiba
dinamakan Tsunami.Perubahan permukaan laut tersebut bisa disebabkan
oleh gempa bumi yang berpusat di bawah laut, letusan gunung berapi bawah laut,
longsor bawah laut, atau atau hantaman meteor di laut.Gelombang tsunami dapat
merambat ke segala arah. Tenaga yang dikandung dalam gelombang tsunami tetap
terhadap fungsi ketinggian dan kelajuannya. Di laut dalam, gelombang tsunami
dapat merambat dengan kecepatan 500-1000 km per jam. Setara dengan kecepatan
pesawat terbang.Ketinggian gelombang di laut dalam hanya sekitar 1 meter.
Dengan demikian, laju gelombang tidak terasa oleh kapal yang sedang berada di
tengah laut.Ketika mendekati pantai, kecepatan gelombang tsunami menurun hingga
sekitar 30 km per jam, namun ketinggiannya sudah meningkat hingga mencapai
puluhan meter. Hantaman gelombang tsunami dapat masuk hingga puluhan kilometer
dari bibir pantai. Kerusakan dan korban jiwa yang terjadi karenatsunami dapat
diakibatkan hantaman air maupun material yang terbawa oleh aliran gelombang
tsunami.
Gambar 2.4 Proses Tsunami
Gambar 2.5 Tsunami akibat gempa tektonik di dasar laut
Kecepatan gelombang tsunami
tergantung pada kedalaman laut di mana gelombang terjadi, dimana kecepatannya
bisa mencapai ratusan kilometer per jam. Bila tsunami mencapai pantai,
kecepatannya akan menjadi kurang lebih 50 km/jam dan energinya sangat merusak
daerah pantai yang dilaluinya. Di tengah laut tinggi gelombang tsunami hanya
beberapa cm hingga beberapa meter, namun saat mencapai pantai tinggi
gelombangnya dapat mencapai puluhan meter karena terjadi penumpukan masa air.
Saat mencapai pantai tsunami akan merayap masuk daratan jauh dari garis
pantai dengan jangkauan mencapai beberapa ratus meter bahkan bisa beberapa
kilometer.
Gerakan vertikal ini dapat terjadi
pada patahan bumi atau sesar. Gempa bumi juga banyak terjadi di daerah
subduksi, dimana lempeng samudera menelusup ke bawah lempeng benua. Tanah
longsor yang terjadi di dasar laut serta runtuhan gunung api juga dapat
mengakibatkan gangguan air laut yang dapat menghasilkan tsunami. Gempa yang
menyebabkan gerakan tegak lurus lapisan bumi. Akibatnya, dasar laut naik-turun
secara tiba-tiba, sehingga keseimbangan air laut yang berada di atasnya
terganggu. Demikian pula benda kosmis atau meteor yang jatuh dari atas. Jika
ukuran meteor atau longsor ini cukup besar, dapat terjadi megatsunami yang
tingginya mencapai ratusan meter.
BAB III
PENUTUP
3.1.
Kesimpulan
Gelombang pasang surut air laut disebabkan oleh beberapa
faktor. Menurut teori keseimbangan gaya pembangkit pasang surut terjadi karena
pemisahkan pergerakan sistem bumi-bulan-matahari menjadi 2, yaitu sistem
bumi-bulan dan sistem bumi matahari. Sedangkan menurut teori dinamik gaya
pembangkit pasang surut menghasilkan gelombang pasang surut (tide wive) yang
periodenya sebanding dengan gaya pembangkit pasang surut. Selain itu, faktor
faktor lokal seperti bentuk dasar lautan dan massa daratan di sekitarnya
kemungkinan menghalangi aliran air yang dapat berakibat luas terhadap
sifat-sifat pasang. . Tenaga pembentuk pasang surut juga berasal dari bulan,
bumi, dan matahari yang menarik air laut ke
arah bulan dan matahari dan menghasilkan dua tonjolan ( bulge)
pasang surut gravitasional dilaut. Lintang dari tonjolan pasang surut ditentukan oleh
deklinasi, yaitu sudut antara sumbu rotasi bumi dan bidang orbital bulan dan
matahari (Priyana, 1994). Tipe-tipe pasang surut air laut bermacam-macam. Salah
satunya berdasarkan kedudukan bulan, bumi, dan matahari antara lain spring
tides dan nead tides.Indonesia terjadi tipe pasang surut harian, campuran, dan
semi diurnal .Indonesia juga memiliki pasang surut yang tinggi
karena dipengaruhi oleh Samudera Hindia dan Pasifik. Alat-alat yang
digunakan dalam pengukuran pasang surut air laut antara lain,tide staff ,Tide
Gauge,dan satelit. Sedangkan metode yang digunakan dalam pengukuran pasang
surut air laut dengan proses perhitungan dari komputer didasarkan pada
penyesuaian lengkung dari data pengamatan dengan metoda kuadrat terkecil dengan
menggunakan beberapa komponen yang dianggap mempunyai faktor yang paling
menentukan. Dengan bantuan komputer, maka akan memperoleh data pasang surut air
laut. Tsunami merupakan gelombang laut besar yang terjadi karena gempa tektonik
di dasar laut, gunung meletus, dan tanah longsor. Gerakan vertikal ini dapat
terjadi pada patahan bumi atau sesar. Patahan tersebut akan terisi oleh air
secara tiba-tiba yang biasanya dinamakan surut secara drastis. Jika sudah
cukup terisi oleh air dan mendapat tekanan yang kuat, maka gelombang tersebut
lama-kelamaan akan tinggi dan sangat kuat untuk mencapai daratan, hingga
membuat kerusakan. Gelombang tsunami dapat merambat dengan kecepatan 500-1000
km per jam. Dengan gelombang besar tersebut menyebabkan daerah di sekitar
pantai juga luluh lantak.Dari pembahasan di atas dapat disimpulkan Bahwa
Gelombang tali sebagai berikut:
1. Getaran adalah gerak bolak balik secara periodik melalui
titik kesetimbangan.
2. Ciri-ciri
getaran ditandai dengan adanya amplitudo dan frekuensi
3.
Gelombang adalah getaran yang merambat
atau menjalar ke suatu
tempat
dalam
suatu
ruang (gelombang adalah fenomena perambatan energi).
4.
Getaran merupakan elemen dasar dari gelombang,maka
seluruh
karakteristik
getaran
juga dimiliki oleh gelombang.
5.
Berdasarkan arah
rambat gelombang, gelombang digolongkan
menjadi dua:Gelombang Longitudinal dan gelombang
transversal. Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui, gelombang
dikelompokkan menjadi dua:Gelombang Mekanik dan gelombang elektromagnetik.
6.
Sifat-sifat umum gelombang , antara
lain:
dapat
dipantulkan,
dapat
dibiaskan,
dapat
dipadukan,
dapat dilenturkan, dapat diserap arah getarnya.
7.
Manfaat getaran dan gelombang antara
lain sebagai berikut: Manfaat gelombang elektromagnetik:
1. Sinar gamma
: membunuh
sel
kanker
dan
sterilisasi.
2. Sinar X :
mendiagnosa penyakit dan analisis atom.
3. Sinar ultraviolet : membunuh kumandan
sterilisasi.
4. Gelombang radar
: alat komunikasi.
5.
Gelombang
radio : alat komunikasi
3.2. Saran
Saran yang dapat
penulis berikan yaitu agar mahasiswa memahami dan menyukai ilmu Fisika,
agar anggapan ilmu Fisika adalah ilmu yang sulit dapat didegradasi Fisika
merupakan ilmu eksak yang sangat luas cakupan materinya, yang ada di bumi
maupun jagat raya ini.
DAFTAR
PUSTAKA
MAKALAH
Gelombang Dan Penyebabnya
DI
SUSUN OLEH :
SUPRIADI
SABUKTIONO
E1D1 14 037
JURUSAN
TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS
TEKNIK
UNIVERSITAS
HALU OLEO
2014
Comments
Post a Comment