Agezty sofyka dina

Senin, 02 Oktober 2023

GELOMBANG

Oktober 02, 2023IPA BAB 4No comments

GELOMBANG

. Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerakan sinusoide. Selain radiasi elektromagnetik , dan mungkin radiasi gravitasi , yang bisa berjalan melalui ruang hampa udara, gelombang juga terdapat pada medium (yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya pegas) di mana mereka dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa menimbulkan partikel sedang berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara massal. ^[1]^[2] Secara umum, gelombang terbagi menjadi kelompok gelombang berdasarkan arah rambat dan kelompok gelombang berdasarkan medium rambat. Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dapat dikirimkan menjadi gelombang longitudinal dan gelombang transversal . Sedangkan berdasarkan medium perambatannya, gelombang mengirimkannya menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik . ^[3]

Suatu medium disebut:

linier jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan.
terbatas jika terbatas, selain itu disebut "tak terbatas".
seragam jika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda.
isotropik jika ciri fisiknya "s
Gelombang membujur [ sunting | sunting sumber ]
Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang memiliki arah getaran yang sama dengan arah rambatan. Gelombang longitudinal dapat diamati pada getaran pegas . ^[4]
Gelombang transversal [ sunting | sunting sumber ]
Gelombang transversal merupakan gelombang dengan arah getaran yang tegak lurus dengan arah rambat. ^[5]
Besaran [ berjemur | sunting sumber ]
Simpangan[sunting | sunting sumber]
Simpangan merupakan jarak perpindahan titik pada medium. Pengukuran jarak dimulai dari posisi keseimbangan. Simpangan suatu titik pada medium selalu berubah-ubah dari nilai minimum hingga nilai maksimum selama gelombang merambat. Nilai maksimum dan minimum dicapai secara periodik.^[6]
Amplitudo[sunting | sunting sumber]
Amplitudo merupakan titik simpangan maksimum titik yang dilewati gelombang dalam medium. Nilai tetap dari simpangan merupakan nilai amplitudo. Nilai simpangan maksimum dapat positif maupun negatif.^[7]
Fitur umum[sunting | sunting sumber]
Sulit untuk membuat suatu definisi tentang semua yang mencakup aspek dari kata gelombang. Sebuah getaran dapat didefinisikan sebagai sebuah gerakan "bolak balik". Namun, sebuah getaran belum tentu sebuah gelombang. Sebuah usaha untuk menetapkan keperluan dan karakteristik yang mencukupi yang memenuhi kriteria sebagai sebuah fenomena yang dapat disebut sebagai sebuah Gelombang yang menghasilkan garis perbatasan kabur.
Kata gelombang kadang-kadang dipahami sebagai transmisi sebagai suatu yang mengacu pada gangguan transportasi spasial yang secara umum tidak disertai dengan suatu gerakan dari medium yang memenuhi suatu ruangan secara keseluruhan. Pada gelombang, energi dari sebuah getaran berpindah jauh dari sumbernya dalam bentuk sebuah gangguan di sekitar mediumnya ( Hall 1980 , hlm. 8). Namun, gerakan ini bermasalah pada gelombang transversal (misalnya, gelombang pada tali ), di mana energi bergerak di kedua arah yang sama, atau untuk gelombang elektromagnetik / cahaya dalam udara hampa , di mana konsep medium tidak mempengaruhi dan berinteraksi dengan suatu target adalah kunci utama untuk pendeteksian dan penerapan praktis sebuah gelombang. Antara gelombang udara lain pada permukaan udara laut; gelombang cahaya yang dihasilkan oleh Matahari ; microwave digunakan di oven microwave; Penyiaran radio gelombang oleh stasiun radio; dan gelombang suara dihasilkan oleh penerima gelombang radio, ponsel dan makhluk hidup (sebagai suara ), untuk menyebutkan sedikit fenomena gelombang.
Mungkin itu terlihat bahwa deskripsi dari gelombang berhubungan dekat dengan asal fisiknya untuk setiap contoh spesifik dari proses terbentuknya gelombang. Contohnya, akustik dibedakan dari optik dalam gelombang suara terkait ke mekanik daripada ke perpindahan gelombang elektromagnetik yang disebabkan oleh getaran . Konsep-konsep seperti massa , momentum , inersia , atau elastisitas , oleh karena itu penting dalam menggambarkan akustik (sebagai yang berbeda dari optik ) untuk proses terbentuknya gelombang. Perbedaan dalam pengenalan awal karakteristik gelombang tertentu terhadap sifat dari medium yang terlibat. Contohnya, dalam kasus udara : pusaran , tekanan radiasi , gelombang kejut dan lain-lain; dalam kasus benda padat : gelombang Rayleigh , dispersi ; dan sebagainya.
Sifat-sifat yang lain, tetapi, meskipun biasanya dijelaskan dalam hal asal, mungkin disamaratakan untuk semua gelombang. Untuk beberapa alasan, teori gelombang mewakili cabang fisika tertentu yang prihatin dengan sifat dari proses terbentuknya gelombang secara bebas dari asal fisik mereka. ^[8] Contohnya, berdasarkan asalnya secara mekanis dari gelombang akustik , gangguan yang terjadi dalam ruang waktu bisa ada jika hanya medium yang terlibat bukan kaku tak terbatas maupun lentur yang tak terbatas. ama" pada arah yang berbeda.

GETARAN

Oktober 02, 2023IPA BAB 4No comments

Getaran

adalah gerak yang terjadi secara bolak-balik di sekitar kesetimbangan . Syarat terjadinya getaran adalah benda mengalami kondisi diam apabila tidak menerima gaya gerak. Selain itu, jarak simpangan terjauh yang timbul secara bolak-balik akibat getaran, selalu sama bila diukur dari titik tengah. ^[1]

Jenis getaran

Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkan bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dibiarkan.

Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi .

Analisis getaran [ sunting | sunting sumber ]

Dasar analisis getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana massa - pegas - peredam kejut . Struktur rumit seperti badan mobil dapat dimodelkan sebagai "jumlahan" model massa-pegas-peredam kejut tersebut. Model ini adalah contoh osilator harmonik sederhana .

Getaran bebas tanpa peredam [ sunting | sunting sumber ]

Pada model yang paling sederhana redaman dianggap dapat diabaikan, dan tidak ada gaya luar yang mempengaruhi massa (getaran bebas).

Dalam keadaan ini gaya yang berlaku pada pegas F _s sebanding dengan panjang peregangan x , sesuai dengan hukum Hooke , atau bila dirumuskan secara matematis:

F_{s}=-kx\!

dengan k adalah pegas tetap.

Sesuai Hukum kedua gaya Newton yang ditimbulkan sebanding dengan percepatan massa:

\Sigma \ F=ma=m{\ddot {x}}=m{\frac {d^{2}x}{dt^{2}}}=

Karena F = F _s , kita mendapatkan persamaan diferensial biasa berikut:

m{\ddot {x}}+kx=0.

Bila kita berasumsi bahwa kita memulai sistem getaran dengan pegas sejauh A kemudian melepaskannya, solusi atas yang memerikan gerakan massa adalah:

x(t)=A\cos(2\pi f_{n}t)\!

Solusi ini menyatakan bahwa massa akan berosilasi dalam gerakan harmonis sederhana yang memiliki amplitudo A dan frekuensi f _n . Bilangan f _n adalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan disebut frekuensi alami takredam . Untuk sistem massa-pegas sederhana, f _ndidefinisikan sebagai:

f_{n}={1 \over {2\pi }}{\sqrt {k \over m}}\!

Catatan: frekuensi sudut ( ) dengan satuan radian per detik kerap kali digunakan dalam persamaan karena kesesuaian persamaan, tetapi besaran ini biasanya diubah ke dalam frekuensi "standar" (satuan Hz ) ketika menyatakan sistem frekuensi. $\omega$ $\omega =2\pi f$

Bila massa dan diketahui kekakuan (tetapan k ) frekuensi sistem getaran akan dapat ditentukan menggunakan rumus di atas.

Getaran bebas dengan redaman [ sunting | sunting sumber ]

Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredam juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredam karena kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan (viskositas) c ini disebut koefisien peredam, dengan satuan N s/m (SI)

F_{d}=-cv=-c{\dot {x}}=-c{\frac {dx}{dt}}\!

Dengan menjumlahkan semua gaya yang berlaku pada benda kita mendapatkan persamaan

m{\ddot {x}}+{c}{\dot {x}}+{k}x=0.

Solusi persamaan ini tergantung pada besarnya redaman. Bila redaman cukup kecil, sistem akan tetap bergetar, tetapi pada akhirnya akan berhenti. Ini disebut kurang redam, dan merupakan kasus yang paling mendapat perhatian dalam analisis vibrasi. Bila peredaman diperbesar sehingga mencapai titik saat sistem tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman kritis . Bila penambahan ditambahkan melewati titik kritis sistem ini disebut dalam keadaan lewat redam.

Nilai koefisien redaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis pada model massa-pegas-peredam adalah:

c_{c}=2{\sqrt {km}}

Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam sistem yang digunakan nisbah yang disebut nisbah redaman . Nisbah ini adalah pengukuran antara peredaman sebenarnya terhadap jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis. Rumus untuk nisbah redaman ( ) adalah $\zeta$

\zeta ={c \over 2{\sqrt {km}}}.

Misalnya struktur logam akan memiliki nisbah redaman lebih kecil dari 0,05, sedangkan suspensi otomotif akan berada pada selang 0,2-0,3.

Solusi sistem kurang redam pada model massa-pegas-peredam adalah

x(t)=Xe^{-\zeta \omega _{n}t}\cos({{\sqrt {1-\zeta ^{2}}}\omega _{n}t-\phi }),\ \ \omega _{n}=2\pi f_{n}

Nilai X , amplitudo awal, dan , fase ingsutan , ditentukan oleh panjang regangan pegas. $\phi$

Dari solusi tersebut perlu diperhatikan dua hal: faktor eksponensial dan fungsi cosinus. Faktor eksponensial menentukan seberapa cepat sistem teredam: semakin besar nisbah redaman, semakin cepat sistem teredam ke titik nol. Fungsi kosinus melambangkan sistem osilasi, tetapi frekuensi osilasi berbeda dari kasus tidak teredam.

Frekuensi dalam hal ini disebut "frekuensi alamiah teredam", f _d , dan berhubungan dengan frekuensi alamiah takredam lewat rumus berikut.

f_{d}={\sqrt {1-\zeta ^{2}}}f_{n}

Frekuensi alamiah teredam lebih kecil daripada frekuensi alamiah takredam, tetapi untuk banyak kasus praktis nisbah redaman relatif kecil, dan karenanya perbedaan tersebut dapat diabaikan. Karena itu deskripsi teredam dan takredam kerap kali tidak disebutkan ketika menyatakan frekuensi alamiah.

Getaran - Wikipedia bahasa Indonesia, ensiklopedia bebas