Bab 1 PENDAHULUAN 1.1
Latar Belakang
Kerusakan pantai bukanlah suatu hal yang asing lagi bagi masyara- kat. Banyak faktor yang dapat menyebabkan kerusakan pantai baik karena ulah manusia maupun karena aktifitas alam. Kerusakan pantai yang disebabkan oleh aktifitas alam sering kali terjadi akibat adanya terjangan gelombang air laut yang datang dengan amplitudo yang sangat besar. Salah satu upaya yang telah dilakukan untuk mengurangi kerusakan pantai tersebut adalah dengan membuat tanggul sebagai pemecah gelombang yang sering ditemukan di sepanjang pesisir pantai. Tanggul tersebut biasanya terdiri dari sejumlah balok yang kuat dan kokoh dengan ukuran tertentu. Jarak antar balok disesuaikan dengan kebutuhan. Balok tersebut berperan sebagai reflektor gelombang yang dapat mereduksi amplitudo gelombang air laut yang datang sehingga amplitudo gelombang yang ditransmisikan ke pantai bisa sekecil mungkin. Penanaman balok di pesisir pantai menyebabkan adanya gangguan bagi amplitudo gelombang air laut yang datang. Dasar laut tak rata dapat terjadi secara alamiah dan bentuk dasar laut tak rata juga dapat memberikan gangguan bagi amplitudo gelombang air laut yang datang. Ber1
BAB 1. PENDAHULUAN
2
dasarkan uraian inilah penulis tertarik untuk mempelajari tentang pengaruh dasar laut tak rata dalam meminimumkan amplitudo gelombang yang ditransmisikan ke pantai. Bentuk dasar laut tak rata yang akan dibahas adalah bentuk dasar laut sinusoidal. Dasar laut sinusoidal dapat menyebabkan resonansi Bragg [1], fenomena ini sering ditemui dalam cabang Fisika yaitu optik. Resonansi Bragg ini akan terjadi jika bilangan gelombang dasar sinusoidal sebesar dua kali bilangan gelombang air laut yang datang. Pada dasarnya, ketika suatu gelombang datang melewati dasar dengan kedalaman berbeda, maka perambatan gelombang tersebut akan terpecah menjadi dua bagian yaitu gelombang transmisi dan gelombang refleksi. Bayangkan suatu gelombang datang dari suatu dasar rata kemudian merambat ke daerah dasar sinusoidal. Ketika melewati dasar sinusoidal ini, gelombang yang datang akan mengalami banyak sekali proses perpecahan menjadi gelombang transmisi dan gelombang refleksi. Resonansi Bragg terjadi ketika daerah tersebut menyebabkan terjadinya interferensi gelombang refleksi sehingga amplitudo gelombang refleksi yang menjauhi pantai sangat besar dan amplitudo gelombang transmisi yang menuju ke pantai sangat kecil. Gejala alam (resonansi Bragg) yang sama juga akan terjadi ketika suatu gelombang datang melewati sungai panjang yang dindingnya berbentuk sinusoidal. Dengan mempelajari pengaruh dinding sungai sinusoidal, kita juga dapat mengetahui perbedaan antara dasar sinusoidal dengan dinding sinusoidal dalam peranannya sebagai reflektor gelombang.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, maka penulis merumuskan masalah sebagai berikut: 1. Bagaimana bentuk persamaan gelombang untuk kasus dasar laut sinusoidal
BAB 1. PENDAHULUAN
3
dan dinding sungai sinusoidal? 2. Gejala alam apa yang terjadi ketika suatu gelombang datang melewati dasar laut sinusoidal dan dinding sungai sinusoidal? 3. Bagaimana pengaruh bentuk dasar laut dan dinding sungai sinusoidal terhadap amplitudo gelombang datang?
1.3
Tujuan
Berdasarkan masalah yang telah dirumuskan, maka Tugas Akhir ini bertujuan untuk membahas : 1. Persamaan gelombang pada dasar laut sinusoidal dan dinding sungai sinusoidal, 2. Fenomena yang terjadi ketika suatu gelombang datang melewati dasar laut sinusoidal dan dinding sungai sinusoidal, 3. Pengaruh bentuk dasar laut dan dinding sungai sinusoidal terhadap amplitudo gelombang datang.
1.4
Manfaat
Penelitian ini akan memberikan suatu persamaan koefisien transmisi dan koefisien refleksi gelombang air secara eksplisit sehingga kita dapat mengetahui seberapa besar pengaruh bentuk dasar dan dinding sinusoidal sebagai reflektor gelombang. Penelitian ini diharapkan dapat menjadi suatu inspirasi untuk penelitian selanjutnya yang akan membahas pengaruh bentuk dasar laut dan dinding sungai yang lain terhadap amplitudo gelombang datang. Penelitian ini juga bisa dikembangkan secara numerik sehingga kita bisa melihat perbandingan antara hasil analitis dan numerik, serta metode mana yang lebih mendekati keadaan sebenarnya. Selain itu,
BAB 1. PENDAHULUAN
4
hasil yang diperoleh dari penelitian ini dapat dijadikan suatu dasar perhitungan untuk mendesain suatu pemecah gelombang.
1.5
Kerangka Teori
Penelitian ini melibatkan aspek fisika dalam menganalisa arti fisis dari persamaanpersamaan yang digunakan. Untuk menyederhanakan pembahasan, maka dalam tugas akhir ini hanya akan dibahas gelombang datang yang berupa gelombang monokromatik. Penulis menggunakan Persamaan Air Dangkal (SWE) yang telah dilinearkan untuk menurunkan persamaan gelombang air laut pada dasar sinusoidal. Sedangkan untuk menurunkan persamaan gelombang air pada dinding sungai sinusoidal digunakan persamaan gelombang satu dimensi yang ditulis oleh Kirby [3]. Selanjutnya, metode analitis yang digunakan untuk memodelkan kedua masalah tersebut adalah metode ekspansi asimtotik mutiple scale.
1.6
Teknik Penelitian
Data dalam tugas akhir ini diperoleh dari percobaan tentang gelombang air pada dasar berbentuk sinusoidal yang dilakukan oleh seseorang bernama Heathershaw [1] pada tahun 1982. Metode yang digunakan dalam penyusunan tugas akhir ini adalah metode deskriptif melalui studi literatur. Sebagian besar studi literatur dilakukan dengan mempelajari suatu artikel. Kemudian hal ini ditunjang dengan membaca berbagai literatur lainnya seperti jurnal, buku, internet, dsb. Penulis juga menggunakan program komputer Maple 9 untuk membuat simulasi dari model matematika yang telah diperoleh.
1.7
Sistematika Penulisan
Tugas akhir dengan topik dasar laut dan dinding sungai sinusoidal sebagai reflektor gelombang ini meliputi lima bab. Pada bab pertama, penulis memaparkan
BAB 1. PENDAHULUAN
5
mengenai latar belakang mengapa penulis tertarik untuk membahas pengaruh dasar laut dan dinding sungai berbentuk sinusoidal. Selain itu juga dipaparkan mengenai tujuan dan manfaat penelitian, teknik penelitian, dan sumber data. Pada bab dua, penulis menuliskan berbagai materi dasar yang akan digunakan untuk memodelkan masalah dan menganalisis masalah baik secara fisika maupun matematika. Materi yang diuraikan adalah persamaan air dangkal (SWE) yang telah dilinearkan, persamaan gelombang yang ditulis oleh Kirby [3], dan metode ekspansi asimtotik multi skala. Pada bab tiga, penulis menuangkan semua proses dan langkah-langkah dalam memodelkan masalah dasar laut sinusoidal sampai hasil akhirnya. Kemudian dibahas juga mengenai simulasi dari model matematika yang telah diperoleh. Sama halnya dengan bab tiga, pada bab empat juga diuraikan semua proses dan langkah-langkah dalam memodelkan masalah dinding sungai sinusoidal sampai pada hasil akhir. Kemudian dibahas mengenai simulasi dari model matematika yang diperoleh untuk dinding sungai sinusoidal. Selain itu juga diuraikan mengenai perbedaan hasil yang diperoleh pada masalah dinding sungai sinusoidal dengan hasil yang diperoleh pada dasar laut sinusoidal. Pada bab terakhir akan diuraikan rangkuman hasil penelitian dan pada akhirnya menuangkan kesimpulan secara keseluruhan sebagai penutupnya.
