GETARAN dan GELOMBANG 2

GELOMBANG

Apakah Gelombang itu ?

• Gelombang laut yang menghempas pantai, gelombang pada tali yang diusik, gelombang air kolam yang bergerak menepi ketika sebuah batu dilempar ke tengah kolam, adalah contoh-contoh gelombang yang dapat diamati secara langsung.
• Bunyi dan cahaya adalah gelombang yang tidak dapat diamati secara langsung. Masih ingat dengan bunyi penggaris yang bergetar ditepi meja ? Getaran penggaris di tepi meja merambat hingga ke telinga dan terdengarlah bunyi. Benda bergetar karena ada energi, ujung penggaris bergetar karena energi dari usikan tangan. Energi dari getaran penggaris merambat melalui udara hingga sampai ke telinga dan menggetarkan gendang telinga maka terdengarlah bunyi.

• Gelombang adalah getaran atau usikan yang merambat membawa energi dari satu tempat ke tempat lain.

• Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lain. Tempat merambatnya gelombang disebut medium. Medium dapat berupa zat padat, zat cair atau gas. 
• Gelombang laut merambat membawa energi melalui air laut, gelombang tali merambat membawa energi melalui tali, gelombang bunyi merambat melalui udara, gempa bumi meneruskan energi dari pusat gempa dalam bentuk gelombang melalui lapisan bumi.
• Partikel-partikel medium tempat gelombang merambat tidak ikut berpindah bersama gelombang, partikel-partikel medium hanya bergetar lebih cepat saat gelombang melewatinya.

Gelombang Melalui Benda dan Ruang

• Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam permbantannya, contoh ; gelombang air laut, gelombang pada tali, gelombang pada slinki, gelombang bunyi, gempa bumi, dll. Gelombang mekanik tidak dapat merambat jika tidak terdapat medium.
• Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium, contoh ; gelombang radio, TV, sinar X, cahaya, dll.
• Cahaya matahari sampai ke bumi melalui ruang hampa, kemudian memasuki atmosfer bumi melalui udara, hingga ke ruang kelas menembus kaca. Cahaya matahari dapat merambat tanpa medium maupun melalui medium. Cahaya matahari termasuk gelombang elektromagnetik, jadi Gelombang elektromagnetik dapat merambat tanpa adanya medium maupun ada medium.

Jenis-jenis Gelombang ;

Gelombang Transversal

• Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah getarnya, contoh ; gelombang pada permukaan air, gelombang pada tali, gelombang radio, sinar X, TV, cahaya.
• Pada gelombang transversal saat gelombang merambat, medium bergetar tegak lurus dengan arah getarannya.
• Satu gelombang terdiri dari 2 perut gelombang (puncak dan lembah).
• Panjang gelombang (l) adalah jarak antara sebuah titik pada satu gelombang dengan titik serupa pada gelombang didekatnya.
• Amplitudo adalah jarak dari perut gelombang sampai posisi setimbang medium. Amplitudo menunjukkan besar energi yang dibawa gelombang, bila energi pada gelombang besar amplitudo gelombang besar, demikian sebaliknya.

Gelombang Longitudinal

• Gelombang logitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar atau berhimpit dengan arah getarnya, contoh ; gelombang bunyi, gelombang pada slinki, gelombang di bawah permukaan air, gempa.
• Saat melempar batu ke tengah kolam, timbul gelombang transversal pada permukaan air, gelombang transversal pada permukaan air itu merambat ke tepi kolam, tetapi batu terus masuk ke dalam air, usikan batu didalam air kolam menimbulkan gelombang di dalam air, gelombang di bawah permukaan air ini berupa gelombang longitudinal.  Misalnya teriakan ikan lumba-lumba di dalam air diteruskan ke ikan-ikan lain dalam bentuk gelombang longitudinal.
• Usikan terhadap slinki yang searah dengan panjangnya akan membentuk gelombang longitudinal, seperti pada gambar diatas !
• Dalam perambatangnya medium yang dilalui gelombang longitudinal membentuk rapatan dan renggangan.
• Satu gelombang terdiri dari satu rapatan dan satu renggangan.
• Panjang gelombang (l) adalah jarak antara dua rapatan atau dua renggangan yang berdekatan, atau jarak dari suatu titik pada renggangan ke titik serupa pada renggangan didekatnya.
• Partikel-partikel slinki yang digerakkan maju mundur searah panjang slinki tidak berpindah, hanya bergetar maju mundur membentuk rapatan dan renggangan saat energi gelombang longitudinal melewati slinki.

Frekuensi Gelombang

• Frekuensi gelombang (f) adalah banyaknya gelombang yang melewati titik tertentu selama dati detik. Satuan Herzt (Hz)
• Frekuensi gelombang bergantung pada frekuensi sumber getarnya, jika frekuensi sumber getar besar maka frekuensi gelombang juga besar.

Cepat Rambat Gelombang

• Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang tiap satu satuan waktu. Satuan meter/detik (m/s)
• Bunyi dan cahaya adalah energi yang merambat membentuk gelombang, misalnya saat terjadi petir, kilat terlihat lebih dahulu, sesaat kemudian terdengar bunyi guntur. Guntur dan kilat timbul dalam waktu yang bersamaan, tetapi cahaya merambat lebih cepat daripada bunyi.
• Hubungan antara periode, frekuensi, panjang gelombang dan cepat rambat gelombang ;
• Rumus kecepatan ; v = s/t, (v = kecepatan satuan m/s, s = jarak satuan m, t = waktu satuan s)
• Rumus cepatrambat gelombang ; v = l / T  (v = cepatrambat satuan m/s, l = panjang gelombang satuan m, T = periode satuan s)
• Karena T = 1/f maka v = l / T   dapat dituliskan v = l  x f 
• Jadi untuk mencari cepat rambat gelombang dapat menggunakan    v = l / T   atau v = l x f 

• Contoh soal ;

Perhatikan gambar ! Hitung cepatrambat gelombang !

jawab ; 120 cm adalah jarak untuk 1,5 gelombang, jadi penjang gelombang = 120 cm : 1,5 = 80 cm

waktu untuk menempuh satu gelombang adalah 0,4 s, T = 0,4 s dan     f = 1/T = 1/0,4 = 2,5 Hz

v = l / T   , 80 cm / 0,4 s = 200 cm/s = 2 m/s

v = l x f  , 80 cm x 2,5 Hz = 200 cm/s = 2 m/s

Perhatikan gambar !, jika jarak A-B = 0,5 m, berapa besar amplitudo dan cepatrambat gelombang ?

Jawab ; 

Amplitudo adalah simpangan terjauh atau jarak terjauh dari titik setimbang = 20 cm

Cepatrambat gelombang ;

A-B adalah jarak 1,25 gelombang = 0,5 m, maka panjang gelombang 

(l) = 0,5 m : 1,25 = 0,4 m

T = 2 s, maka f = 1/2 Hz

v = l / T   , 0,4 m / 2 s = 0,2 m/s

v = l x f  , 0,4 m x 1/2 Hz = 0,2 m/s