BAHAN AJAR Sekolah
: SMA Srijaya Negara Palembang
Mata Pelajaran
: FISIKA
Kelas / Semester
: X/2
Materi Pokok
: Gelombang Mekanik
A. Tujuan Pembelajaran 1. Melalui praktikum, diskusi, dan presentasi kelompok, siswa mampu menunjukkan
sikap rasa ingin tahu dan kritis dalam mengumpulkan dan menganalisis informasi tentang gelombang mekanik. 2. Melalui Melal ui praktikum, diskusi, diskusi , dan presentasi present asi kelompok, siswa mamp mampu u menunjukkan menunjukka n sikap bekerjasama dan bertanggungjawab. 3. Melalui praktikum dan diskusi kelompok, siswa mampu menyajikan hasil analisis data dari praktikum gelombang mekanik serta mempresentasikan di depan kelas.
B. Pendahuluan Gelombang adalah getaran yang merambat, baik melalui medium ataupun
tidak melalui medium. Perambatan gelombang ada yang memerlukan medium, seperti gelombang tali melalui tali dan ada pula yang tidak memerlukan medium yang berarti bahwa gelombang tersebut dapat merambat melalui vakum ( hampa udara ) , seperti gelombang listrik magnet dapat merambat dalam vakum. Dilihat dari ketentuan pengulangan bentuk, gelombang dibagi atas gelombang periodik dan gelombang non periodik. Berdasarkan sumber getarnya, tanpa disertai dengan medium perantaranya, gelombang dapat diklasifikasikan dalam dua kategori, yaitu gelombang mekanik dan gelombangelektromagnetik. Gelombang mekanik adalah sesuatu yang dapat dibentuk dan dirambatkan dalam zat perantara bahan elastis. Sebagai contoh khusus diantaranya adalah gelombang bunyi dalam gas, dalam zat cair dan dalam zat padat. Gelombang Elektromagnetik perambatan secara transversal antara medan listrik dan medan magnet ke segala arah.
C. Uraian Materi Ajar
Gelombang mekanik Gelombang mekanik adalah sebuah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, yang menyalurkan energi untuk keperluan proses penjalaran sebuah gelombang. Suara merupakan salah satu contoh gelombang mekanik yang merambat melalui perubahan tekanan udara dalam ruang (rapat-renggangnya molekul-molekul udara). Tanpa udara, suara tidak bisa dirambatkan. Di pantai dapat dilihat ombak, yang merupakan gelombang mekanik yang memerlukan air sebagai mediumnya. Contoh lain misalnya: Gelombang
pada
tali
Gelombang permukaan
atau
per(slinky).
air
Gelombang seismik Gelombang tegangan Gelombang akustik Gelombang infrasonik (f < 20 Hz) Gelombang suara (20 Hz < f < 20 kHz) Gelombang ultrasonik (f > 20 kHz) Gelombang dan Jenis-Jenis Gelombang
Fakta: a)
Permukaan air menjadi tidak rata ketika terdapat sebuah kerikil dijatuhkan di permukaan tersebut.
b)
Gelombang pada tali termasuk gelombang transversal
c)
Gelombang pada slinki termasuk gelombang longitudinal
d)
Gelombang pada tali termasuk gelombang mekanik karena membutuhkan medium untuk merambatkan energi.
e)
Gelombang cahaya termasuk gelombang elektromagnetik karena dapat merambat tanpa memerlukan medium.
Konsep: a)
Gelombang adalah peristiwa perambatan getaran atau gangguan melalui medium dari satu tempat ke tempat lain.
b)
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya (gerakan partikel partikel mediumnya) tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang (gerak gelombang).
c)
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya sejajar dengan arah rambatannya.
d)
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk memindahkan (mentransmisikan) energi.
e)
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat dengan atau tanpa medium untuk memindahkan (mentransmisikan) energi.
Prinsip: a)
Jika suatu benda bergetar atau berosilasi di sekitar posisi keseimbangannya maka energi dari satu partikel benda tersebut akan dipindahkan ke partikel lain di dekatnya dan seterusnya di sepanjang medium.
b)
Jika sebuah gelombang memiliki arah getaran (gerakan partikel-partikel mediumnya) tegak lurus terhadap arah perambatannya (gerak gelombang) tersebut, maka gelombang tersebut termasuk gelombang transversal.
c)
Jika sebuah gelombang memiliki arah getaran yang sejajar dengan arah rambatannya, maka gelombang tersebut termasuk gelombang longitudinal.
d)
Jika
sebuah
gelombang
memerlukan
medium
untuk
memindahkan
(mentransmisikan) energi, maka gelombang tersebut termasuk gelombang mekanik. e)
Jika sebuah gelombang dapat merambat dengan atau tanpa medium untuk memindahkan (mentransmisikan) energi, maka gelombang tersebut termasuk gelombang elektromagnetik.
Prosedur: Percobaan jenis-jenis gelombang berdasarkan arah getaran dan perambatannya LKPD 1 Pemantulan Gelombang
Fakta: Muka gelombang laut menghantam tebing maka muka gelombang itu akan hancur dan memantul ke arah sebaliknya Gelombang air yang terpantul dari batu karang atau sisi kolam renang Konsep: Pemantulan (reflection) gelombang adalah peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang bila berkas tersebut bertemu dengan bidang batas antara dua medium. Hukum Pemantulan :
“Sinar datang, sinar pantul, dan garis normal (N) berpotongan pada satu titik dan terletak pada satu bidang datar. Sudut datang (i) sama dengan sudut pantul (r)”
Prinsip: Jika berkas sebuah gelombang bertemu dengan bidang batas antara dua medium, maka akan terjadi peristiwa pengembalian seluruh atau sebagian dari suatu berkas partikel atau gelombang tersebut. Prosedur:
Pembiasan Gelombang Fakta: Sendok yang dimasukkan ke dalam gelas berisi air dan dilihat dari samping, akan terlihat patah atau membengkok. Konsep: Pembiasan adalah perubahan arah gelombang saat gelombang masuk ke medium baru sehingga mengakibatkan gelombang bergerak dengan kelajuan yang berbeda. Hukum Pembiasan: “Sinar datang, garis normal, dan sinar bias terletak pada satu bidang datar. Jika gelombang datang dari medium yang kurang rapat menuju medium yang lebih rapat, maka sinar gelombang itu akan dibiaskan mendekati garis normal. Jika gelombang datang dari medium yang lebih rapat menuju medium yang kurang
rapat, maka sinar gelombang itu akan dibiaskan menjauhi garis normal.”
Prinsip:
Jika sebuah gelombang mengalami perubahan arah gelombang saat gelombang tersebut masuk ke medium baru, maka gelombang bergerak dengan kelajuan yang berbeda. Prosedur: Kegiatan demonstrasi dan tanya-jawab mengenai pembiasan gelombang pada pertemuan 2 serta percobaan pada LKPD 2
Interferensi Gelombang Fakta: Pada saat kita meniup seruling atau terompet akan terdengar bunyi yang nyaring dikarenakan terjadinya interferensi yang konstruktif. Konsep: Interferensi terjadi pada dua gelombang koheren, yaitu gelombang yang memiliki frekuensi dan beda fase sama. Prinsip: Jika terdapat dua buah gelombang atau lebih yang koheren atau memiliki frekuensi dan beda fase sama, maka gelombang-gelombang tersebut akan saling berinterferensi. Prosedur:
Difraksi Gelombang Fakta: Kita masih dapat mendengar bunyi alat musik ketika ada sebuah konser walaupun konser tersebut berada di tempat yang agak jauh. Kita masih dapat mendengar suara yang bersumber dari luar walaupun kita berada di dalam kelas yang tertutup. Konsep: Difraksi adalah pelenturan gelombang ketika melalui sebuah celah. Prinsip: Jika sebuah gelombang melalui sebuah celah, maka gelombang tersebut akan mengalami pelenturan atau difraksi. Prosedur:
D. Rangkuman Gelombang mekanik adalah sebuah gelombang yang dalam perambatann ya memerlukan medium, yang menyalurkan energi untuk keperluan proses penjalaran sebuah gelombang.
E. Sumber Belajar Siswanto.2009. Kompetensi Fisika Untuk SMA Kelas XI . Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional Widodo, Tri.2009. Fisika Untuk SMA dan MA Kelas XI . Jakarta: Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional
