GETARAN (GERAK HARMONIK)

 

Assalamualaikum wr.wb.

Hari ini mari kita pelajari materi Gerak Harmonik, atau disebut juga sebagai getaran. 

Getaran atau ayunan yang membentuk gerak harmonik berulang dengan kecepatan tertentu dapat dilakukan oleh bandul (pendulum) dan pegas.

Untuk membuka materi kita, silakan kalian perhatikan dan coba beberapa simulasi berikut, lalu jawab pertanyaannya, diketik di Ms. Word, dan dikirimkan ke email : betmen.fisika@gmail.com

PERCOBAAN 1 (PENDULUM)

Silakan dibuka percobaan pendulum berikut !

https://phet.colorado.edu/sims/html/pendulum-lab/latest/pendulum-lab_en.html

jawab pertanyaan berikut :

1. Buatlah ayunan dua bandul yg memiliki massa berbeda, gravitasi dan panjang talinya sama. Catat data percobaan di table berikut :

Bandul	Panjang tali (m)	Massa (kg)	Gravitasi (m/s2)	Periode time (s)
Bandul 1
Bandul 2

Ketika diayunkan, mana yang bergerak lebih cepat ? Jelaskan menurut pendapatmu!

 

2. Buat ayunan dua bandul yang memiliki panjang berbeda, tapi gravitasi dan massanya sama. Catat data percobaan di table berikut :

Bandul	Panjang tali (m)	Massa (kg)	Gravitasi (m/s2)	Periode time (s)
Bandul 1
Bandul 2

Ketika diayunkan, mana yang bergerak lebih cepat ? Jelaskan menurut pendapatmu!

 

3. Bandingkan ayunan bandul ketika berada pada Gravitasi yang berbeda. Catat hasil percobaanmu, dengan panjang tali 0,5 m dan massa 1 kg.

Percobaan	Gravitasi (m/s2)	Periode time (s)
Keadaan 1
Keadaan 2

Ketika diayunkan, mana yang bergerak lebih cepat ? Jelaskan menurut pendapatmu!

PERCOBAAN 2 (PEGAS)

Silakan dibuka percobaan pegas berikut !

https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs/latest/masses-and-springs_en.html

jawab pertanyaan berikut :

1. Ketika pegas diayunkan dengan massa beban yang berbeda, mana yang bergerak lebih cepat? Jelaskan menurut pendapatmu!
2. Ketika pegas diayunkan di gravitasi yang berbeda, mana yang bergerak lebih cepat? Jelaskan menurut pendapatmu!
3. Bandingkan ayunan pegas yang tebal dan tipis. Mana yang bergerak lebih cepat jika diberikan beban yang sama? Jelaskan menurut pendapatmu!

----------------- Selamat melakukan percobaan ! ----------------------

Gelombang Elektromagnetik

 

Gelombang elektromagnetik (GEM) sangat berperan dalam mewujudkan impian manusia, berkomunikasi jarak jauh, tanpa kabel pula! Terasa sekarang semua serba mudah. Tidak hanya berkomunikasi suara, tapi juga mudah melalui gambar bergerak dan text. Semua dapat terwujud dengan transmisi data digital.

Dimulai dengan dibuatnya prototype telegraf radio pertama di dunia pada tahun 1895 oleh salah seorang siswa yang bernama Guglielmo Marconi. Lalu radio berkembang dengan sistem modulasi, yaitu menumpangkan sinyal suara ke gelombang carrier berfrekuensi radio. Dikenal dengan Amplitudo Modulation (AM) dan Frequency Modulation (FM). Tahun 1970an mulai berkembang telepon tanpa kabel menggunakan gelombang radio, dikenal dengan telepon mobil.

Pada tahun 1980an mulai berkembang transmisi sinyal digital dengan menggunakan gelombang mikro (microwave) sebagai gelombang pembawanya. Hingga komunikasi pun bisa lebih bervariasi tidak hanya melalui suara saja.

Tahun 1990an mulai berkembang telekomunikasi text, yaitu pesan pendek yang dikirimkan melalui operator telepon langsung ke alat khusus. Alat ini berlayar kecil dapat menerima pesan pendek yang dikenal dengan nama pager. Namun Pager mulai usang ketika handphone sudah bisa berkomunikasi text melalui short message service (SMS), dengan karakter yang lebih banyak daripada fasilitas pager.

Telekomunikasi digital terus mengalami perkembangan, hingga saat ini gelombang elektromagnetik dapat mengantarkan internet langsung ke tangan setiap orang di seluruh dunia melalui handphone. 

A. Pengertian Gelombang Elektromagnetik

GEM adalah gelombang yang merambat tanpa memerlukan medium perantara. Semakin rapat medium tempat ia merambat, semakin kecil intensitasnya, semakin lambat perambatannya. Begitupun sebaliknya, pada medium yang renggang, intensitas dan kecepatannya semakin tinggi.
Laju gelombang elektromagnetik dalam medium didefinisikan sebagai berikut :

 

 

 B. Terjadinya Gelombang Elektromagnetik

1. menurut Maxwell    : perubahan medan listrik menimbulkan medan magnet 
2. menurut Faraday    : perubahan medan magnet menimbulkan medan listrik 
3. akibatnya                 : Jika medan listrik  dan  medan magnet berubah-ubah, merambatlah gelombang elektromagentik kearah tegak lurus medan listrik (E) dan medan magnet (H) aarah rambat GEM = vektor  E x H

 C. Sifat-sifat Gelombang Elektromagnetik

1.  Tidak membutuhkan medium untuk merambat sehingga dapat merambat di ruang hampa

2.    merupakan gelombang transversal sehingga dapat terpolarisasi

3.    Tidak bermuatan listrik

4.    Memiliki sifat umum gelombang, seperti dapat mengalami polarisasi, pemantulan (refleksi), pembiasan (refraksi), interferensi, dan lenturan (difraksi)

5.    Arah perambatannya tidak dibelokkan, baik pada medan listrik maupun medan magnet

D. Penerapan Gelombang Elektromagnetik

1. Sinar gamma (1020 - 1025 Hz)

·         dimanfaatkan dunia kedokteran untuk terapi kanker dan membunuh sel kanker

·         mensterilisasi peralatan rumah sakit atau makanan sehingga makanan tahan lebih lama

·         membuat varietas tanaman unggul tahan penyakit dengan produktivitas tinggi

·         mengurangi populasi hama tanaman (serangga)

·         medeteksi keretakan atau cacat pada logam

·         sistem perunut aliran suatu fluida (misalnya aliran PDAM), mendeteksi kebocoran

·         mengontrol ketebalan dua sisi suatu logam sehingga memiliki ketebalan yang sama

2. Sinar – X (1016  - 1020 Hz)

·         mendiagnosis adanya gejala penyakit dalam tubuh, seperti kedudukan tulang-tulang dalam tubuh dan penyakit paru-paru dan memotret organ-organ dalam tubuh (tulang), jantung, paru-paru, melihat organ dalam tanpa pembedahan (foto Rontgen)

·         menganalisis struktur atom dari kristal

·         mengidentifikasi bahan atau alat pendeteksi keamanan

·         mendeteksi keretakan atau cacat pada logam

·         memeriksa barang-barang di bandara udara atau pelabuhan

 3. Sinar ultraviolet (1015 - 1018 Hz)

·         untuk proses fotosintesis pada tumbuhan

·         membantu pembentukan vitamin D pada tubuh manusia

·         dengan peralatan khusus dapat digunakan untuk membunuh kuman penyakit, menyucihamakan ruangan operasi rumah sakit berikut instrumen-instrumen pembedahan

·         memeriksa keaslian tanda tangan di bank-bank, keaslian uang kertas, dll

·         banyak digunakan dalam pembuatan integrated circuit (IC)

4. Cahaya tampak (1015 Hz)

·         Membantu penglihatan mata manusia

·         Salah satu aplikasi dari sinar tampak adalah penggunaan sinar laser dalam serat optik pada bidang telekomunikasi

5. Sinar inframerah (1011 - 1014 Hz)

·         terapi fisik, menyembuhkan penyakit cacar dan encok (physical therapy)

·         fotografi pemetaan sumber daya alam, mendeteksi tanaman yang tumbuh di bumi dengan detail

·         fotografi diagnosa penyakit

·         remote control berbagai peralatan elektronik

·         mengeringkan cat kendaraan dengan cepat pada industri otomotif

·         pada bidang militer,dibuat teleskop inframerah yang digunakan melihat di tempat yang gelap atau berkabut dan satelit untuk memotret permukaan bumi meskipun terhalang oleh kabut atau awan

·         sistem alarm maling

6. Gelombang mikro (107 - 1012 Hz)

·         pemanas microwave

·         komunikasi RADAR (Radio Detection and Ranging)

·         menganalisa struktur atomik dan molekul

·         mengukur kedalaman laut

·         digunakan pada rangkaian televisi

·         gelombang RADAR diaplikasikan untuk mendeteksi suatu objek, memandu pendaratan pesawat terbang, membantu pengamatan di kapal laut dan pesawat terbang pada malam hari atau cuaca kabut, serta untuk menentukan arah dan posisi yang tepat.

7. Televisi dan radio (30 kHz  - 3 GHz)

·         alat komunikasi, sebagai pembawa informasi dari satu tempat ketempat lain

Untuk lebih memahami tentang gelombang elektromagnetik, carilah beberapa informasi penting merujuk pada pertanyaan berikut. Jawaban ditulis dalam Ms. Word dan dikirim ke betmen.fisika@gmail.com

PERTANYAAN :

1. Carilah informasi tentang Bluetooh, fungsinya, sumber energinya, dan berdasarkan frekuensinya, termasuk jenis gelombang elektromagnetik apa?
2. Jelaskan gelombang elektromagnetik apa yang digunakan untuk media komunikasi satelit!
3. Jelaskan gelombang elektromagnetik apa yang dipakai dalam scan MRI? Apa bedanya dengan scan menggunakan sinar X?