laporan gelombang laut

20
BAB I PENDAHULUAN 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

Upload: yuniyuni

Post on 27-Sep-2015

102 views

Category:

Documents


7 download

DESCRIPTION

fisika

TRANSCRIPT

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