Salah satu materi dari ilmu fisika ialah gelombang. Gelombang ini berkaitan dengan ilmu fisika ya bukan kaitannya dengan bencana alam. Seperti tsunami dan lain-lain, hehe.
Gelombang merupakan getaran yang merambat. Getaran merambat tanpa memindahkan partikel. Namun partikel hanya bergerak di sekitar titik keseimbangan saja. Dalam ilmu fisika gelombang dibagi menjadi 2 yakni gelombang elektromagnetik dan gelombang mekanik.
Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik ialah gelombang yang dalam perambatannya harus ada perantara atau membutuhkan media jika akan merambat. Adanya medium tersebut berguna untuk menyalurkan sejumlah energi yang digunakan dalam proses perambatannya. Contoh dari gelombang mekanik yang ada dalam kehidupan sehari-hari ialah gelombang bunyi, suara, dan gelombang laut.
Saat merambat suara membutuhkan medium atau perantara untuk menyalurkan energinya. Salah satu mediumnya ialah udara. Jika kamu sedang berbicara dan tidak ada udara, suaramu tidak akan terdengar. hal tersebut dikarenakan udara berfungsi sebagai medium yang menyalurkan energi. Salah satu buktinya ialah pada astronot yang tidak dapat mendengar apapun, kecuali menggunakan alat komunikasi.
Gelombang laut juga merupakan gelombang mekanik ketika air sebagai media rambat ombak. Fenomena lainnya ialah pada saat gempa bumi, dikatakan sebagai gelombang mekanik karena terdapat dataran yang berfungsi sebagai media rambatnya.
Jenis Gelombang Mekanik
Jenis-jenis gelombang yang ada dibagi berdasarkan arah getar dan arah rambat suatu gelombang, berikut merupakan 2 jenis gelombang mekanik.
1. Gelombang Transversal
Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Gelombang transversal arah rambatnya menuju ke kanan sedangkan untuk arah getarnya menuju ke atas. Contoh dari gelombang transversal ialah gelombang pada tali, gelombang pada gempa bumi, ombak, dan gelombang cahaya.
2. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal merupakan salah satu gelombang yang memiliki arah getar searah atau sejajar dengan arah rambatnya. Pada gelombang longitudinal arah rambatnya menuju ke kanan sedangkan arah getarnya menuju ke kiri. Contoh dari gelombang longitudinal ialah gelombang bunyi, pegas atau slinki, dan gelombang suara.
Gelombang suara mengubah tekanan yaitu dengan merapatkan atau merenggangkan molekul-molekul yang ada di udara. Sehingga terjadi sebuah getaran ketika getaran tersebut sejajar dengan rambatanya. Biasanya gelombang longitudinal ini akan digambarkan sebagai rapatan dan renggangan.
Besaran-besaran Gelombang Mekanik
Berikut adalah beberapa besaran yang ada pada gelombang.
1. Panjang Gelombang
a. Gelombang Transversal
Gelombang transversal terdapat istilah puncak dan lembah. Panjang gelombang ialah merupakan panjang satu siklus gelombang, yakni panjang puncak dan lembah. Bisa juga panjang gelpmbang yaitu dari satu puncak ke puncak lainnya atau dari satu lembah ke lembah lainnya. Panjang gelombang dinyatakan dengan lamda (λ).
b. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal terdapat istilah rapatan dan renggangan. Jika tadi panjang gelombang transversal merupakan panjang puncak dan lembah, panjang gelombang longitudinal ialah panjang rapatan dan renggangannya.
2. Amplitudo
Amplitudo merupakan simpangan terjauh pada suatu gelombang.
3. Periode Gelombang (T)
Waktu yang digunakan untuk melakukan sebuah getaran pada suatu gelombang. Secara matematis, periode gelombang dapat dihitung dengan rumus berikut.
Keterangan:
T = periode gelombang (s)
t = waktu (s)
n = jumlah getaran
4. Frekuensi Gelombang (f)
Frekuensi gelombang merupakan jumlah getaran yang terjadi dalam satuan waktu. Rumus dari frekuensi(f) ialah sebagai berikut
Keterangan:
f = frekuensi (Hz)
n = jumlah getaran
t = waktu (s)
5. Cepat Rambat Gelombang
Berapa jarak yang ditempuh dari suatu gelombang tiap satu sekon merupakan cepat rambat gelombang. Cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut.
Adapun hubungan yang terjadi pada periode dan frekuensi, yaitu sebagai berikut.
Gelombang Berjalan
Gelombang berjalan ialah gelombang yang merambat dengan amplitudo tetap pada setiap titik yang dilaluinya. Bentuk yang dimiliki gelombang berjalan yaitu sinusoidal. Salah satu contoh dari gelombang berjalan ialah gelombang yang dihasilkan ketika kamu melempar sebuah batu ke dalam kolam air. Ada berbagai persamaan yang harus kamu ketahui pada gelombang berjalan, yaitu sebagai berikut.
1. Persamaan Simpangan
Keterangan:
y = simpangan (m) A = amplitudo gelombang (m)
𝜔 = kecepatan sudut gelombang (rad/s) t = lamanya gelombang bergetar (s) k = bilangan gelombang x = jarak titik ke sumber getar (m)
λ = panjang gelombang (m) T = periode gelombang (s)
2. Persamaan Kecepatan
Persamaan kecepatan merupakan turunan dari persamaan simpangan, secara sistematis ialah seperti berikut.
3. Persamaan Percepatan
Persamaan percepatan merupakan turunan kedua dari persamaan simpangan, secara sistematis ialah seperti berikut.
4. Fase Gelombang
Fase gelombang merupakan sudut fase yang ditempuh tiap satu putaran. Berikut rumus dari sudut fase.
5. Sudut Fase
Sudut yang ditempuh gelombang saat bergetar dalam fungsi sinus, secara sistematis dapat dirumuskan sebagai berikut.
6. Beda Fase
Beda fase merupakan selisih antara satu fase dengan fase yang lainnya. Berikut adalah rumus dari beda fase.
Gelombang Stasioner
Gelombang stasioner merupakan gelombang mekanik yang diam, yaitu gelombang yang merambat dengan amplitudo berubah pada setiap titik yang dilaluinya. Adapun penyebab yang menimbulkan adanya gelombang stasioner, yakni dua gelombang yang koheren bergerak berlawanan arah di daerah titik kesetimbangannya.
Selain itu karena gelombang mengalami pemantulan juga menyebabkan timbulnya gelombang stasioner. Gelombang stasioner terdapat amplitudo stasioner, simpangan stasioner, simpul, dan juga perut. Ada dua jenis gelombang stasioner berdasarkan ada tidaknya beda fase, yaitu sebagai berikut.
1. Gelombang stasioner ujung bebas
Gelombang yang memiliki beda fase sama dengan nol. Beda fasenya nol dikarenakan tidak mengalami pembalikan fase, sehingga besar fase gelombang yang datang dengan pantulannya sama. Persamaan dari gelombang stasioner ujung bebas ialah sebagai berikut.
Keterangan:
Yp = simpangan gelombang stasioner (m);
Ap = amplitudo gelombang stasioner (m)
Letak perut pada gelombang stasioner ujung bebas dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
Sedangkan letak simpul pada gelombang stasioner ujung bebas dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
2. Gelombang Stasioner Ujung Tetap
Pada ujung tetap terjadi pembalikan fase sebesar 1/2 π, sehingga pada gelombang stasioner ujung tetap memiliki beda fase yakni sebesar φ = 1/2 π. Berikut adalah persamaan dari ujung tetap.
Letak perut pada gelombang stasioner ujung tetap dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
Sedangkan letak simpul gelombang stasioner ujung tetap dapat ditentukan dengan persamaan berikut.
Contoh Soal Gelombang Mekanik
Sebuah gelombang memiliki frekuensi sebesar 400Hz, gelombang tersebut memiliki kecepatan 200m/s dalam perambatannya. Jika diketahui sudut fasenya 60o maka tentukanlah jarak antara dua titik yang berbeda!
Diketahui:
f = 400 Hz
v = 300 m/s
∆θp = 60o
Ditanya:
Jawab:
Tentukan panjang gelombang terlebih dahulu.
Lalu substitusikan ke dalam rumus beda fase.
Sehingga jarak antara dua titik ialah sebesar 0,083 m.
REKOMENDASI
Kesetimbangan Benda Tegar Apakah Kamu merupakan seorang yang gemar dengan fisika? Apabila iya mungkin Kamu sudah tidak asing lagi dengan istilah kesetimbangan benda tegar. Kesetimbangan yang dimaksud di sini adalah sebuah kondisi ketika…
Penginderaan Jauh: Pengertian, Manfaat, Prinsip, Komponen,… Apakah sebelumnya Kamu pernah mendengar tentang penginderaan jauh? Bukan hubungan jarak jauh ya, hehe. Istilah teknis ini pertama kali digunakan di Amerika Serikat pada 1960-an, dan mencakup fotogrametri, interpretasi foto,…
Hukum Kepler 1 2 3 Dalam ilmu fisika terdapat salah satu hukum yang mengembangkan bidang matematika, astronomi dan astrologi. Hukum tersebut dikenal dengan hukum Kepler 1 2 3. Hukum tersebut berasal dari ilmuwan Jerman yaitu…
Pelaku Ekonomi Pada suatu negara, perekonomian negara tersebut dijalankan dan digerakkan oleh berbagai pihak. Pihak yang menjalankan perekonomian dalam negara inilah yang disebut sebagai pelaku ekonomi. Pelaku yang dimaksud bisa dalam bentuk…
Gerak Parabola: Pengertian, Jenis, Ciri, Rumus, Contoh Soal Apa di sekolah Kamu sedang dapat pelajaran mengenai gerak parabola? Jika iya, maka kamu harus mempelajarinya dengan teliti agar Kamu menjadi lebih paham dan bisa menjawab soal-soal yang diberikan oleh…
Panca Indra Manusia Panca Indra Manusia - Untuk bisa beraktivitas dengan baik tentunya seseorang didukung oleh yang namanya indra. Indra ini sangat membantu karena fungsi yang dimilikinya, seseorang bisa berinteraksi antara satu sama…
Momentum dan Impuls Momentum dan impuls akan dibahas dalam pembahasan kali ini. Adanya momentum serta impuls yang terjadi diakibatkan oleh karena sifat kelembaman. Kelembaman yang dimaksud yaitu sebuah sifat yang dapat mempertahankan keadaan…
Stratifikasi Sosial: Pengertian, Sifat, Dasar, Fungsi,… Stratifikasi Sosial - Sering dengar tentang stratifikasi sosial? Atau malah baru kali ini mendengar mengenai stratifikasi sosial? Apa itu sebenarnya? Wah, pasti waktu sekolah dulu jarang memerhatikan pelajaran Ilmu Sosial…
Hukum Archimedes Hukum Archimedes yang juga dikenal sebagai hukum fisik daya apung yang ditemukan oleh ahli matematika dan ilmuwan Yunani kuno, Archimedes. Archimedes menelusuri jejak Euclid dalam membuat aksioma tertentu yang merupakan…
Gaya Lorentz Berbicara tentang ilmu fisika pasti tidak asing dengan istilah gaya bukan? Yap, Gaya mempunyai jenis yang beragam, salah satunya gaya Lorentz. Penamaan gaya tersebut biasanya diambil dari nama belakang penemu…
Besaran Pokok dan Besaran Turunan Ada 2 jenis besaran dalam ilmu fisika, yaitu besaran pokok dan besaran turunan. Sedangkan untuk penggunaannya, tergantung pada konteks dan kebutuhan. Bagaimanapun, sistem Satuan Internasional (disingkat SI Satuan dari nama…
Bilangan Kuantum: Pengertian, Bentuk dan Orbital Atom Bilangan Kuantum - Ketika bersinggungan dan membahas kimia pertama kali, mungkin kamu telah mempelajari beberapa teori tentang atom yang cukup sederhana, misalnya teori John Dalton. Namun, perlu diketahui, teori atom…
Persamaan Garis Lurus Persamaan garis lurus adalah pernyataan yang mengartikan jika suatu garis lurus masuk dalam suatu persamaan. Karateristik dari persamaan garis lurus yakni memiliki variabel dengan kuadrat tertinggi satu. Garis lurus sendiri…
Perbedaan Senyawa Organik dan Anorganik Perbedaan senyawa organik dan anorganik dapat diketahui dan diidentifikasi dari beberapa hal. Seperti asal, struktur, unsur yang terkandung di dalamnya, hingga sifat-sifat kedua senyawa tersebut. Sebelum Anda melihat dan memahami…
Pengertian Transportasi Selama ini Anda pasti tahu tentang transportasi, tetapi kesulitan untuk mendefinsikannya. Padahal, alat tersebut selama ini selalu bersinggungan dengan Anda, bahkan dalam kehidupan sehari-hari. Maka dari itu, adanya artikel ini…
Fluida Statis Bagi kamu yang gemar belajar fisika atau memang mendapatkan mata pelajaran fisika, kamu harus tahu apa itu fluida. Tidak lengkap rasanya jika mempelajari ilmu fisika tanpa mengetahui tentang fluida. Fluida…
Pertidaksamaan Linear Materi Pertidaksamaan Linear - Saat memasuki jenjang sekolah SMP dan SMA, salah satu materi pembelajaran Matematika yang akan diberikan adalah persamaan dan pertidaksamaan linear. Dalam materi pertidaksamaan linear dibagi menjadi 2…
Hukum Gravitasi Newton dalam Ilmu Fisika Salah satu bahasan dalam ilmu fisika yang sangat wajib untuk Kamu pelajari adalah bahasan hukum gravitasi newton dalam ilmu fisika. Karena rumus tersebut dapat menjadi sebuah rumus yang terdapat pada…
Listrik Statis Listrik statis adalah bagian dari kehidupan sehari-hari yang ada di mana-mana. Semua ada di sekitar kita, kadang lucu dan jelas. Listrik jenis ini adalah salah satu fenomena ilmiah tertua yang…
Gelombang Elektromagnetik Tahukah Kamu jika di kehidupan ini terdapat gelombang yang tidak memerlukan media rambat?. Sehingga tidak dapat diketahui oleh kasat mata. Gelombang tersebut dikenal dengan Gelombang Elektromagnetik atau Radiasi Elektromagnetik. Biasanya…
Pembahasan Persamaan Trigonometri serta Contoh Soalnya Persamaan trigonometri adalah jenis persamaan yang memuat fungsi trigonometri pada sudut yang nilainya belum diketahui. Kalau kamu sudah pernah mempelajari tentang persamaan kuadrat atau persamaan linear, sebetulnya, persamaan trigonometri tidak…
Pengertian Manajemen Sebagai manusia harus memiliki manajemen strategi yang baik. Pernahkah Anda mendengarkan nasihat tersebut? Sebenarnya, apa pengertian manajemen? Anda pasti penasaran karena kenyataannya istilah tersebut banyak dipakai. Maka dari itu, artikel…
Jaringan Epitel Jaringan Epitel - Di dalam tubuh, baik hewan (animalia) maupun tumbuhan (plantae), terdapat jaringan yang memiliki beragam fungsi. Salah satu jaringan yang ada di dalam tubuh hewan adalah jaringan epitel…
Nilai Sosial : Pengertian, Ciri, Sumber, Fungsi, Peran,… Pengaruh dari nilai-nilai sosial dalam kehidupan masyarakat cukup besar. Tindakan yang dilakukan oleh kelompok atau individu juga mampu menciptakan kehidupan sosial yang harmonis. Hal itu dikarenakan oleh adanya nilai tersebut.…
Stoikiometri : Pengertian, Konsep, Rumus, Sifat Dasar &… Stoikiometri - Reaksi kimia tidak pernah jauh dengan yang namanya persamaan reaksi. Lantas apa hubungannya stoikiometri larutan dengan reaksi kimia? Kamu sudah nggak sabar ingin segera mengetahuinya? Di bawah ini…
Hukum Faraday: Pengertian, Bunyi, Rumus dan Contoh Soalnya Hukum Faraday merupakan hukum dasar Elektromagnetisme yang menyatakan bahwa arus listrik dapat menghasilkan medan magnet. Hal itu juga berlaku sebaliknya, bahwa medan magnet juga dapat menghasilkan arus listrik. Hukum faraday…
Teori Relativitas Waktu dan ruang dapat berubah dan tidak konstan. Teori ini mengembangkan teori dari seorang ilmuwan bernama Sir Isaac Newton bahwa waktu dan ruang itu konstan. Pemahaman baru ini dijelaskan dalam…
Rumus Mean, Median, Modus serta Contoh Soal dan… Mean, Median, Modus - Beberapa diantara kalian mungkin sudah cukup familiar dengan istilah ukuran pemusatan data. Tapi sudahkan kamu tahu apa definisi dari istilah tersebut? Ukuran pemusatan data ialah sembarang…
Kapasitor Dalam sebuah rangkaian terdapat komponen yang berfungsi untuk menyimpan muatan listrik. Komponen tersebut dikenal dengan istilah Kapasitor atau bisa juga disebut dengan Kondensator. Saat Kondensator dihubungkan dengan sumber tegangan, maka…
Hukum Hooke Dalam ilmu fisika terdapat berbagai hukum yang dapat Kamu pelajari untuk mendukung pemahaman fisika Kamu, salah satu hukum dalam ilmu fisika yang akan dibahas dalam uraian berikut yaitu terkait hukum…