MODUL VISUPERPOSISI GELOMBANGI. TUJUAN PERCOBAAN
1. Menggambarkan bentuk gelombang 1, gelombang 2 dan gelombang
hasil superposisi.
2. Menghitung frekuensi sudut (), dan bilangan gelombang (k) .3.
Menuliskan bentuk fungsi gelombang 1, gelombang 2 dan gelombang
hasil superposisi.4. Menuliskan hubungan antara amplitudo (A),
frekuensi (f) dan cepat rambat gelombang (v).II. METODOLOGI
II.1 Waktu
Hari / tanggal: Sabtu, 2 Juni 2007 Jam: 13.00 selesai
Tempat: Laboratorium Jurusan Fisika MIPA
II.2 Alat Alat
Komputer untuk simulasi
Alat tulis menulis
III. DASAR TEORI
Pada materi atau benda pertemuan akan menyebabkan terjadinya
tumbukan, materi yang satu akan terpantul dari materi yang lain.
Tumbukan seperti itu tidak pernah terjadi pada gelombang. Dua
gelombang yang saling bertemu akan saling lewat begitu saja
seakan-akan merambat sendiri-sendiri tanpa halangan.Dari kenyataan
eksperimental, diperoleh bahwa untuk berbagai macam gelombang maka
dua atau lebih dapat melintasi ruang yang sama, tanpa
ketergantungan di antara gelombang-gelombang tersebut terhadap satu
sama lain. Kenyataan bahwa gelombang-gelombang bereaksi secara tak
bergantungan terhadap satu sama lain berarti bahwa pergeseran
sesuatu partikel pada satu waktu yang diberikan adalah sama dengan
jumlah pergeseran-pergeseran yang akan diberikan oleh masing-masing
gelombang. Proses penjumlahan vektor dari pergeseran-pergeseran
sebuah partikel dinamakan superposisi (superposition). Misalnya
gelombang radio dari banyak frekuensi melalui sebuah antena radio,
arus listrik yang ditimbulkan di dalam antena tersebut oleh aksi
superposisi dari semua gelombang ini adalah sangat kompleks.
Pentingnya superposisi secara fisis adalah bahwa ditempat dimana
prinsip superposisi tersebut berlaku, maka kita mungkin menganalisa
sebuah gerak gelombang yang rumit sebagai gabungan
gelombang-gelombang sederhana. Ternyata seperti yang diperlihatkan
oleh ahli matematikan Prancis J. Fourier (1768-1830), apa yang kita
perlukan untuk membangun bentuk yang paling umum dari gelombang
periodik dari sebuah partikel dapat dinyatakan sebagai sebuah
gabungan gerak-gerak harmonik sederhana. Misalnya, jika Y(t)
menyatakan gerak sebuah sumber gelombang yang mempunyai periode T,
maka kita dapat menganalisa Y(t) sebagai berikut:
Dimana . Pernyataan ini dinamakan deret Fourier (Fourier
series). Koefisien-koefisien A dan b adalah konstanta yang
mempunyai nilai-nilai tertentu untuk setiap gerak periodik khas
Y(t).
Gelombang adalah getaran yang merambat. Sebuah benda dapat
melakukan dua getaran sekaligus. Dua getaran yang dilakukan sebuah
benda sekaligus dapat segaris atau membentuk sudut.Misalkan suatu
benda melakukan dua getaran sekaligus (getaran B dan C). Bentuk
gelombang getaran C memiliki amplitudo AC = AB dan periode TC = AB.
Bentuk gelombang benda yang dihasilkan oleh dua getaran dapat
diperoleh dengan menjumlahkan masing-masing simpangan. Kemudian
membuat grafik berdasarkan simpangan-simpangan hasil penjumlahan
itu. Kegiatan menjumlahkan simpangan-simpangan gelombang dinamakan
Superposisi Gelombang
Superposisi gelombang ini, dapat dibagi berdasarkan bidang
getarnya yaitu:
1. Bidang getar berimpit, seperti gelombang berdiri dan
pelayangan.
2. Bidang getar tegak lurus, seperti polarisasi.
Prinsip superposisi ini dapat ditulis sebagai berikut:
Dalam vektor, dapat ditulis:
Dari persamaan diatas, kita dapat melihat bahwa, superposisi
merupakan penjumlahan beberapa simpangan. Fungsi gelombang
superposisi untuk gelombang sinusoida dapat ditulis sebagai
berikut:
Jika kita meninjau sebuah titik pada x = 0 maka, persamaan
diatas menjadi:
Jika, kedua fungsi di atas kita uraikan maka fungsi tersebut
akan menjadi sebagai berikut:
Karena, superposisi merupakan penjumlahan simpangan-simpangan
gelombang maka,
atau
Jadi, fungsi gelombang superposisi dapat ditulis sebagai:
IV. PROSEDUR KERJA
1. Menentukan masukan gelombang berupa amplitudo, panjang
gelombang dan kecepatan gelombang.
2. Menekan tombol jalan yang ada pada komputer.
3. Memperhatikan bentuk gelombang yang diperoleh dari masukan
tersebut.
4. Mengulangi langkah 1 sampai 3 dengan mengubah-ubah besarnya
masukan.
Amplitudo sama, frekuensi sama.
Amplitudo beda, frekuensi sama.
Amplitudo sama, frekuensi beda.
5. Menggambarkan bentuk gelombang hasil polarisasi.
6. Menghitung nilai bilangan gelombang (k), dan percepatan sudut
() 7. Menuliskan fungsi gelombang berdasarkan hasil yang diperoleh
dari perhitungan.
V. HASIL PENGAMATANA. Amplitudo sama, frekuensi sama
NO.GELOMBANG 1GELOMBANG 2
AmplitudoFrekuensiAmplitudoFrekuensi
1.40,2040,20
2.60,4060,40
3.80,6080,60
B. Amplitudo beda, frekuensi samaNO.GELOMBANG 1GELOMBANG 2
AmplitudoFrekuensiAmplitudoFrekuensi
1.70,8080,80
2.50,4070,40
3.40,4050,40
C. Amplitudo sama, frekuensi beda
NO.GELOMBANG 1GELOMBANG 2
AmplitudoFrekuensiAmplitudoFrekuensi
1.60,6760,40
2.61,4060,40
3.60,6060,56
GAMBAR GELOMBANG
A. Amplitudo sama, frekuensi sama
3.
B. Amplitudo beda, frekuensi sama.
1.
2.
3.
C. Amplitudo sama, frekuensi beda1.
2.
3.
VI. PEMBAHASAN
Superposisi merupakan penjumlahan dua atau lebih gerak yang
berlangsung pada satu garis. Jika terdapat dua buah gelombang yang
menjalar dalam suatu medium maka gangguan total pada medium adalah
jumlah gangguan oleh masing-masing gelombang, sifat ini dikenal
sebagai prinsip superposisi. Prisnsip ini berlaku untuk semua jenis
gelombang selama gangguan yang disebabkan oleh gelombang tidak
terlalu besar.Dalam percobaan ini, kami memberikan masukan yang
berbeda-beda pada setiap pengulangan. Adapun masukan tersebut
adalah sebagai berikut:
Amplitudo sama, frekuensi sama. Amplitudo beda, frekuensi
sama.
Amplitudo sama, frekuensi beda.
Akan tetapi, pada percobaan ini nilai frekuensi yang ada
diperoleh ketika kita memberikan masukan berupa panjang gelombang
dan laju gelombang tersebut. Jadi, besar kecilnya atau sama
tidaknya frekuensi yang kita inginkan bergantung pada nilai panjang
gelombang dan laju yang kita masukkan saat melakukan percobaan.Pada
percobaan ini, kita dapat melihat bentuk gelombang 1, bentuk
gelombang 2 dan gelombang superposisi pada masing-masing
pengulangan. Pada amplitudo sama, frekuensi sama, bentuk gelombang
1 dan gelombang 2 yang diperoleh, bentuknya hampir sama. Hal ini
disebabkan karena besarnya amplitudo dan frekuensinya sama,
perbedaannya terletak pada besarnya panjang gelombang dan
lajunya.
Sedangkan pada amplitudo beda, frekuensi sama dan amplitudo
sama, frekuensi beda, bentuk gelombang yang diperoleh sangat
berbeda. Selain itu, bentuk gelombang polarisasi yang diperoleh
pada setiap pengulangan juga berbeda-beda bergantung pada besarnya
masukan yang kita berikan saat percobaan.
Pada analisa data, kita dapat melihat bahwa pada amplitudo sama,
frekuensi sama nilai frekuensi sudut yang diperoleh adalah sama
untuk dua gelombang dan besarnya bilangan gelombang juga sama untuk
setiap gelombang. Hal ini disebabkan karena pada saat nilai
frekuensinya sama, maka nilai panjang gelombangnya juga sama.
Selain itu, pada perhitungan ralat kita dapat melihat bahwa pada
amplitudo sama, frekuensi sama, data yang kita peroleh dianggap
berulang. Hal ini disebabkan karena pada masukan tersebut nilai
panjang gelombangnya sama untuk setiap gelombang. Sehingga dapat
dianggap, bahwa pada satu kali pengukuran panjang gelombang,
diperoleh beberapa nilai frekuensi. Peristiwa ini tidak terjadi
pada ampliudo beda, frekuensi sama dan amplitudo sama, frekuensi
beda sehingga perhitungan ralat pada kedua pengulangan tersebut
dilakukan secara tunggal.Dari analisa data kita juga dapat melihat
bahwa ketelitian yang diperoleh dari perhitungan cukup besar, hal
ini disebabkan karena percobaan ini tidak dilakukan secara langsung
melainkan hanya melalui simulasi pada komputer sehingga faktor
kesalahan (Human Error) yang terjadi sangat kecil. Sehingga dapat
diambil sebuah kesimpulan bahwa, data yang kami peroleh dalam
percobaan ini sudah mendekati keakuratan. Adapun beberapa kesalahan
yang terjadi, kemungkinan disebabkan pada kesalahan dalam
pembulatan.
VI. PENUTUP
a. Kesimpulan
1. Superposisi gelombang merupakan penjumlahan dua gelombang
atau lebih.
2. Fungsi gelombang yang diperoleh dari percobaan ini adalah
sebagai berikut:
Gelombang 1
Amplitudo sama, frekuensi sama
Amplitudo beda, frekuensi sama
Amplitudo sama, frekuensi beda
Gelombang 2
Amplitudo sama, frekuensi sama
Amplitudo beda, frekuensi sama
Amplitudo sama, frekuensi beda
Gelombang Superposisi
Amplitudo sama, frekuensi sama
Amplitudo beda, frekuensi sama
Amplitudo sama, frekuensi beda
b. Saran
Agar praktikan dapat melihat dan melakukan percobaan ini secara
langsung, sebaiknya percobaan ini dilakukan secara manual (tidak
dengan simulasi). EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
EMBED Equation.3
_1301130269.unknown
_1301130271.unknown
_1301130273.unknown
_1301130274.unknown
_1301130275.unknown
_1301130272.unknown
_1301130270.unknown
_1301130267.unknown
_1301130268.unknown
_1301130266.unknown