BAB IPENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Gelombang di laut dibedakan berdasarkan gaya pembangkitnya.
Gelombang angin adalah gelombang yang dibangkitkan oleh tiupan
angin di permukaan laut, gelombang pasang surut adalah gelombang
yang dibangkitkan oleh adanya gaya interaksi antara matahari dan
bulan terhadap bumi, gelombang tsunami terjadi akibat gejala
tektonik maupun vulkanologi di bawah laut, dan jenis gelombang laut
lainnya.
Menurut Phillips dan Miles, gelombang laut dibentuk oleh angin
karena adanya pengalihan energi dari angin ke badan air, dan
membangkitkan gelombang yang merambat menjauhi daerah asal
terbentuknya. Sehingga titik, periode dan panjang gelombang yang
terbentuk tergantung pada kecepatan angin (U), lamanya angin
berhembus (D) dan jarak pembangkian gelombang oleh angin/fecth
(F).
Pada percobaan Gelombang laut ini yang melatar belakangi
dilaksanakannya percobaan ialah diharapkan dapat mengukur tinggi
gelombang (H), kecepatan angin (U) dan panjang pembangkitan
gelombang (F), menghitung periode gelombang (T) dan panjang
gelombang (L), menuliskan bentuk fungsi gelombang berdasarkan data
yang diperoleh dari point (1) dan (2), memprediksi periode
gelombang (T) dan panjang gelombang (L), menghitung panjang (L) dan
cepat rambat gelombang (C) pada kedalaman tertentu, dan menghitung
kecepatan (Vx, Vy) dan percepatan (ax, ay) partikel zat cair untuk
arah horisontal dan vertikal.
1.2 Tujuan Percobaan
1. Mengukur tinggi gelombang (H), kecepatan angin (U) dan
panjang pembangkitan gelombang (F).
2. Menghitung periode gelombang (T) dan panjang gelombang
(L).
3. Menuliskan bentuk fungsi gelombang berdasarkan data yang
diperoleh dari point (1) dan (2).
4. Memprediksi periode gelombang (T) dan panjang gelombang
(L).
5. Menghitung panjang (L) dan cepat rambat gelombang (C) pada
kedalaman tertentu.
6. Menghitung kecepatan (Vx, Vy) dan percepatan (ax, ay)
partikel zat cair untuk arah horisontal dan vertikal.
BAB II
DASAR TEORI
Gelombang di laut dibedakan berdasarkan gaya pembangkitnya.
Gelombang angin adalah gelombang yang dibangkitkan oleh tiupan
angin di permukaan laut, gelombang pasang surut adalah gelombang
yang dibangkitkan oleh adanya gaya interaksi antara matahari dan
bulan terhadap bumi, gelombang tsunami terjadi akibat gejala
tektonik maupun vulkanologi di bawah laut, dan jenis gelombang laut
lainnya.
Menurut Phillips dan Miles, gelombang laut dibentuk oleh angin
karena adanya pengalihan energi dari angin ke badan air, dan
membangkitkan gelombang yang merambat menjauhi daerah asal
terbentuknya. Sehingga titik, periode dan panjang gelombang yang
terbentuk tergantung pada kecepatan angin (U), lamanya angin
berhembus (D) dan jarak pembangkian gelombang oleh angin/fecth
(F).
Teori yang digunakan dalam perumusan fungsi gelombang adalah
teori gelombang amplitudo kecil. Teori ini didasarkan pada
persamaan Laplace untuk aliran tak rotasi (irrational flow) dengan
kondisi syarat batas permukaan air dan dasar laut. Penyelesaian
persamaan tersebut memberikan potensial kecepatan periodik untuk
aliran tak rotasional. Potensial kecepatan ini digunakan untuk
menurunkan persamaan dari berbagai karakteristik gelombang seperti
fluktuasi muka air, kecepatan dan percepatan gelombang, energi
gelombang dan sebagainya.
Fungsi gelombang laut dapat dituliskan dalam bentuk :
.............................................(1)
Berdasarkan hubungan; (=2(/T, k=2(/L, dan C=L/T, maka diperoleh
persamaan gelombang Airy/linier, yaitu :
........(2)
........(3)
Dengan; L adalah panjang gelombang, T adalah periode gelombang,
C adalah kecepatan gelombang, dan h adalah kedalaman.
Menurut Horikawa (1980), bahwa untuk perairan dalam nilai 2(h/L
(( 1, maka nilai tanh 2(h/L ( 1, sehingga kecepatan dan panjang
gelombang untuk laut dalam diprediksi dengan persamaan :
Co = gT/2( = 1.56 T (m/dtk)
.......................................................(4)
Lo = gT2/2( = 1.56 T2 (m/dtk)
.......................................................(5)
Sedangkan untuk laut dangkal , dimana nilai 2(h/L ( (/10; h/L (
120, maka :
C = (gh)1/2
.......................................................(6)
L = T (gh)1/2
.......................................................(7)
Kecepatan dan percepatan partikel air dalam arah x dan y dapat
dituliskan dalam bentuk :
......................................................(8a)
......................................................(8b)
dan
.....................................................(9a)
.....................................................(9b)
Untuk kondisi gelombang di laut transisi, yaitu 1/20 < d/L
< , cepat rambat gelombang dihitung berdasarkan hubungan:
.......................................................(10)
Persamaan (8) dapat digunakan untuk menghitung panjang gelombang
disetiap kedalamn, apabila panjang gelombang di laut dalam
diketahui. Selanjutnya karakteristik gelombang yang menuju ke tepi
pantai dapat diprediksi berdasarkan perumusan wilson(kubo,
Massafumi dan Takezawa, 1987) dalam bentuk persamaan empirik
sebagai berikut :
........................................................(11)
....................................................(12)
Dengan; g adalah percepatan gravitasi, U adalah kecepatan angin,
F adalah jarak pembangkitan gelombang efektif, T adalah periode
gelombang, dan H adalah tinggi gelombang.
Sifat-sifat gelombang laut paling tidak dipengaruhi oleh tiga
bentuk angin ;
1. kecepatan angin. Umumnya makin kencang angin yang bertiup
makin besar gelombang yang terbentuk dan gelombang ini mempunyai
kecepatan yang tinggi dan panjang gelombang yang besar.
2. Waktu di mana angin sedang bertiup. Tinggi, kecepatan dan
panjang gelombang seluruhnya cenderung untuk meningkat sesuai
dengan meningkatnya waktu pada saat angin pembangkit gelombang
mulai bertiup.
3. Jarak tanpa rintangan di mana angin sedang bertiup. Di kenal
dengan istilah fetch.
BAB III
METODOLOGI
3.1 Waktu dan Tempat
Praktikum ini dilaksanakan pada:
Hari/Tanggal: Selasa, 10 Mei 2011
Pukul
: 15.30 WITA Selesai
Tempat
: Pantai Tondo
3.2 Alat dan Bahan
1. Roll meteran (50 meter)1 buah
2. Stopwatch
1 buah
3. Depthmeter
1 buah
4. Anometer
1 buah
5. Mistar ukur (2 meter)
1 buah
6. Plastic OHP
7. Alat tulis
3.3 Prosedur Kerja
1. Menentukan posisi lintang dan bujur lokasi pengukuran
2. Mengukur kecepatan dan arah angin dengan menggunakan
anemometer tiap 5 menit, dalam 1 jam.
3. Mengukur tinggi gelombang dengan menggunakan mistar ukur, ATM
(alat tulis menulis) dan stopwatch (melakukannya sebanyak 5
kali)
4. Menghitung periode (T) dan panjang gelombang (L) berdasarkan
hasil dari (3)
5. Menghitung parameter-parameter persamaan gelombang dan
menuliskan bentuk fungsi gelombangnya
6. Memprediksi periode gelombang (T) dan panjang gelombang (L)
berdasarkan persamaan (11) dan (12) (menggunakan kecepatan angin
sesuai hasil pengukuran pada point 2 dan F = 12707 m
7. Mengukur kedalaman lokasi pengukuran dan hitunglah panjang
gelombang (L) dan cepat rambat gelombang (C), berdasarkan persamaan
(6) dan (7).
8. Menghitung kecepatan (Vx dan Vy) dan percepatan (ax dan ay)
partikel zat cair untuk arah horisontal dan vertikal berdasarkan
persamaan (8a), (8b), (9a), dan (9b).
BAB V
PEMBAHASAN
Gelombang yang terjadi pada permukaan air diakibatkan oleh
perpindahan energi dari udara ke partikel (air) yang dipengaruhi
oleh gaya gesekan. Fenomena alam ini menjadi bahan pengamatan pada
praktikum kali ini.
Pada percobaan praktikum Gelombang Laut pengamatan sepenuhnya
terfokus pada puncak dan lembah gelombang pada air laut dan tidak
mendetail untuk fokus mencari permasalahan mengenai timbulnya
gelombang dan faktor-faktor lainnya yang mempengaruhi. Berdasarkan
prosedur, pengukuran dilakukan pada 5 titik yang berbeda dengan
mengunakan alat yang sangat sederhana yaitu misatar balok dan
stopwatch. Secara keseluruhan pengambilan data untuk setiap titik
dilakukan sebanyak 30 kali dengan tempo yang sesingkatnya pada saat
gelombang menghampiri dari yang berombak kecil hingga terbesar.
Sekitar pukul 15.00 17.00 sore (WITA) data yang diperoleh untuk
ukuran lembah berkisar antara 65 cm 150 cm sedangkan untuk puncak
berkiasar 45 cm 130 cm. Saat dimensi waktu ini angin yang berhembus
yaitu angin laut dimana hembusannya berasal dari laut ke daratan.
Keterkaitan antara faktor hembusan angin dan selang waktu
memberikan keterangan gelombang laut (ombak), yaitu semakin sore
semakin besar angin yang dihembuskan sehingga data puncak yang
diperoleh untuk titik-titik terakhir juga berharga besar dan nilai
lembah yang diperoleh rata-rata sama untuk semua titik bergantung
pada tinggi permukaan air laut.
Alat dan bahan yang sederhana dilengkapi ketelitian yang rendah
serta pengamatan yang sulit dilakukan karena kondisi lapangan dan
semua faktor lainnya menimbulkan Perkiraan pengukuran sehingga
diperoleh ketidakakuratnya data.
Telah diberikan Formula atau persamaan yang digunakan sebagai
acuan metode perhitungan untuk membeberkan rahasia nilai besaran
gelombang laut.
Terungkapnya nilai besaran-besaran yang terkait seperti periode
gelombang, panjang gelombang, kecepatan, percepatan (partikel zat
cair), tinggi gelombang serta fungsi gelombang itu sendiri tidak
dapat memberikan penjelasan berapa besar persentase ketelitian
untuk pengukuran ini. Akan tetapi dari titik awal pengukuran bisa
dipastikan bahwa banyak terdapat kesalahan dan ketelitian yang
rendah disebabkan semua faktor tadi.
NoPukulArah (0)V (m/s)
1
2
315.00
16.00
17.0010
10
3501513
9
Tabel arah dan kecepatan angin
Berdasarkan data jadi di atas yang diperoleh dari BMG (Badan
Meteorologi dan Geofisika) setempat memperkirakan nilai arah dan
kecepatan angin pada lokasi pengukuran. Dapat dilihat bahwa arah
hembusan angin relatif konstan dan nilai kecepatannya selalu
berubah dan memiliki range (selang) satu untuk tiap jamnya. Jika
data tersebut dibandingkan dengan hasil pengamatan yang diperoleh,
secara logika terdapat perbedaan yang jelas. Semakin besarnya
puncak jika semakin sore berarti kecepatan angin yang berhembus
juga semakin besar, sedangkan dari data BMG memperlihatkan bahwa
kecepatan angin semakin sore semakin menurun. Hal ini dapat
dihubungkan dengan faktor kesalahan pengukuran pada wacana
pembahsan sebelumnya.
Jadi secara absolut pengukuran gelombang laut yang dilakukan
masih dispesifikkan terhadap bagaimana keterkaiatan pengaruh angin
sebagai parameter tolak ukur atau faktor utama pembentuk gelombang
di laut dibandingkan faktor lainnya sebegaimana yang diungkapakan
di awal pembahasan ini.
BAB VI
PENUTUP6.1 Kesimpulan
Berdasarkan tujuan dan semua material percobaan dapat
disimpulkan bahwa : Menentukan tinggi gelombang dengan persamaan
:
Diperoleh nilai sebesar m, m, dan = 0,626 m.
Menghitung kecepatan angin, dapat dilihat pada table berikut
ini
NoPukulArah (0)V (m/s)
1
2
315.00
16.00
17.0010
10
35015
13
9
Menghitung frekuensi gelombang dengan peramaan :
Diperoleh
Menentukan Periode gelombang dengan persamaan :
Dengan n = 30 diperoleh
Menentukan Panjang gelombang dengan persamaan :
Diperoleh
.
Menentukan fungsi gelombang :
Menentukan cepat rambat gelombang (C) dan panjang gelombang
(L).
Menghitung Kecepatan Partikel Zat Cair
Untuk arah horizontal
Untuk arah vertikal
Menghitung Percepatan Partikel Zat Cair
Untuk arah horizontal
Untuk arah vertikal
Secara umum ada empat proses utama yang membuat gelombang
berkurang pada air yang dalam setelah meningggalkan daerah
pembangkitan adalah:
1. Proses penurunan yang terpilih yang karenanya gelombang
energi menjadi menyebar pada jarak yang terus bertambah dalam arah
rangkaian gelombang. Dalam hal ini ada suatu spektrum yang terdiri
dari berbagai ukuran gelombang dan elemen gelombang yang terpanjang
cenderung untuk bergerak lebih cepat sehingga meregangkan jarak
tersebut menjadi kumpulan tertentu gelombang yang ditempatkan dalam
daerah pembangkitan.
2. Difraksi lateral gelombang energi sebagai akibat dari
penyebaran dua-dimensi dari sumber yang dibatasi pada suatu
tempat.
3. Tahanan udara, khususnya hembusan angin yang secara langsung
berlawanan dengan arah gerakan gelombang.
4. Gangguan oleh arus. Gelombang menurun apabila gelombang tadi
melewati arus yang mengalir dalam area yang sama. Apabila menentang
arus akan cendereng mempercuram gelombang sehingga menaikkan
ketinggian gelombang dan kemungkinan memulai pecahan gelombang.
6.2 Saran
Sebaiknya sistematika tujuan percobaan ini diubah lebih singkat
serta perlu penyediaan adanya alat pengukuran digital yang dapat
memudahkan dalam pengambilan data dengan ketelitian yang
tinggi._1367996317.unknown
_1367996321.unknown
_1367996323.unknown
_1367996324.unknown
_1367996325.unknown
_1367996322.unknown
_1367996319.unknown
_1367996320.unknown
_1367996318.unknown
_1367996315.unknown
_1367996316.unknown
_1367996314.unknown