ENERGETIKA GELOMBANG andhysetiawan SUB POKOK BAHASAN A ENERGI

ENERGETIKA GELOMBANG andhysetiawan

SUB POKOK BAHASAN A. ENERGI KINETIK DAN ENERGI POTENSIAL B. PENJABARAN PERSAMAAN GELOMBANG MELALUI KEKEKALAN ENERGI C. RAPAT ENERGI DAN INTENSITAS GELOMBANG D. RAPAT MOMENTUM DAN RAPAT ARUS MOMENTUM E. IMPEDANSI GELOMBANG F. PEMANTULAN DAN TRANSMISI GELOMBANG andhysetiawan

A. ENERGI KINETIK DAN ENERGI POTENSIAL Energi kinetik terjadi karena gerak massa: Energi potensial karena elastisitas: Ekspansi ke deret Taylor Energi kinetik dan energi Apa potensial gelombang selalu sama di setiap titik kesimpulannya? dan di setiap waktu andhysetiawan

B. PENJABARAN PERSAMAAN GELOMBANG MEALUI KEKEKALAN ENERGI maka total energinya: Berdasarkan kekekalan energi (energi total = tetap), maka andhysetiawan

Kita tahu maka Merupakan persamaan differensial gelombang. Sama dengan hasil yang diperoleh pada pembahasan dinamika gelombang. andhysetiawan

C. RAPAT ENERGI DAN INTENSITAS GELOMBANG Sehingga Rapat energi dapat dirumuskan: Untuk gelombang dengan persamaan: Maka : Karena nilai rata -rata dari andhysetiawan energi merambat dengan kecepatan v = ω/k juga, dan berubah-rubah secara periodik dengan frekuensi sudut 2ω

Dari rapat energi ini, dapat diturunkan rapat daya persatuan luas penampang atau rapat arus energi (Intensitas) Untuk gelombang dengan persamaan: Maka : Dari rapat energi rata-rata Dapat diturunkan rapat daya rata-rata persatuan luas penampang atau rapat arus energi rata-rata (Intensitas rata-rata) andhysetiawan

D. RAPAT MOMENTUM Rapat momentum = momentum persatuan volume atau andhysetiawan rapat momentum

Dari rapat momentum ini, dapat diturunkan rapat aliran momentum persatuan waktu atau rapat arus momentum g Jadi gelombang substitusi mengangkut daya persatuan luas penampang (aliran rapat energi = intensitas), dan momentum (dinyatakan oleh aliran rapat momentum persatuan waktu). Rapat Arus Momentum Untuk gelombang dengan persamaan: Intensitas rata-rata: atau andhysetiawan Rapat Energi |

E. IMPEDANSI DAN DAYA GELOMBANG Tinjau suatu gelombang yang merambat pada bagian tali. Ketika tali mendapat gangguan gaya luar FZ, karena sifat inersianya, tali akan melawan gaya ini dengan gaya yang sebanding dengan kecepatan. Besarnya gaya pada tali yang melawan gaya luar F z sebesar: Impedansi Gelombang Daya Gelombang mempunyai bentuk yang sama dengan daya pada rangkaian listrik andhysetiawan karena

F. PEMANTULAN DAN TRANSMISI GELOMBANG Medium 1 Medium 2 Dari syarat batas (di x = 0) kontinuitas simpangan: = koefisien pantul = koefisien transmisi andhysetiawan

Dari syarat batas kontinuitas kemiringan: Sustitusi ke diperoleh dan untuk tali Mengingat dan andhysetiawan , maka

Berkaitan dengan daya, dikenal besaran reflektansi (R) yakni perbandingan daya yang dipantulkan terhadap daya gelombang datang, dan transmitansi (T) yakni perbandingan daya yang ditransmisikan terhadap daya gelombang datang. Berdasarkan hukum kekekalan energi: andhysetiawan

Tinjau beberapa kasus khusus berikut: a. Bila maka r = 0 dan t = 1 Terjadi transmisi total b. Bila maka r = -1 dan t = 0 Terjadi pembalikan fase pada gelombang pantul Persamaan gelombang pada medium 1 merupakan superposisi dari gelombang datang dan gelombang pantul Dari persamaan di samping terlihat bahwa pemantulan menghasilkan gelombang total berdiri dengan amplitude 2 Adsin(k 1 x), seperti pada tali dengan ujung terikat. andhysetiawan

c. Bila maka r = 1 dan t = 2 Dari persamaan ini terlihat bahwa pemantulan total menghasilkan gelombang berdiri dengan amplitudo dengan ujung bebas. andhysetiawan seperti pada tali

Tinjau kasus umum Z 2 > Z 1 dan Z 2 < Z 1 berikut: Z 2 > Z 1 ( maka 2 > 1 ) andhysetiawan Z 2 < Z 1 ( maka 2 < 1 )