*Gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat. Di dalam perambatannya tidak diikuti oleh berpindahnya partikel-partikel perantaranya. Pada hakekatnya gelombang merupakan rambatan energi (energi getaran).Macam – macam gelombang :1. Menurut arah getarnya2. Menurut amplitudo dan fasenya3. Menurut medium perantaranya

Pengertian & Macam–Macam Gelombang

1. Menurut arah getarnya :a. Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah

getarannya tegak lurus dengan arah perambatan gelombangnya. Pada umumnya, gelombang periodik digambarkan dengan bukit dan lembah.Dapat terpolarisasi dalam satu arah, hal ini menggambarkan bahwa arah osilasi/getaran di bidang, tegak lurus dengan arah perjalanan/rambatan.Contoh gelombang ini adalah gelombang cahaya (elektromagnetik), gelombang tali, gelombang dalam riak air, gelombang seismik S, Gelombang Rayleigh, dll.

Istilah-istilah:*Simpangan, yaitu jarak suatu titik pada gelombang terhadap

posisi setimbang*Puncak gelombang, yaitu titik tertinggi pada gelombang*Dasar gelombang, yaitu titik terendah pada gelombang*Bukit gelombang, yaitu lengkungan yang berada di atas

posisi setimbang*Lembah gelombang, yaitu lengkungan yang berada di

bawah posisi setimbang*Amplitudo, yaitu jarak puncak atau dasar gelombang

terhadap posisi setimbang*Panjang gelombang, yaitu panjang satu gelombang yang

terdiri dari satu bukit dan satu lembah gelombang. Jarak yang diperlukan suatu gelombang untuk menempuh satu periode

b. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar atau berimpit dengan arah rambatannya. Jarak dua rapatan yang berdekatan atau dua regangan yang berdekatan disebut satu gelombang. Rapatan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling mendekat, sedangkan regangan merupakan daerah di mana kumparan pegas saling menjauhi. Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1λ) terdiri dari 1 rapatan dan 1 renggangan. Contoh: gelombang bunyi dan gelombang pada pegas.

Perbedaan Gelombang Transversal dan

Longitudinal1. Gelombang transversal membuat

osilasi yang normal terhadap arah perambatan, namun gelombang longitudinal membuat osilasi yang sejajar dengan perambatan gelombang.

2. Gelombang transversal memiliki osilasi dalam berbagai arah, namun gelombang longitudinal memiliki osilasi hanya satu arah.

Gelombang laut alami diciptakan oleh superposisi gelombang longitudinal dan transversal.

Osilasi adalah variasi periodik terhadap waktu dari suatu hasil pengukuran, contohnya pada ayunan bandul. Istilah vibrasi atau getaran sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walaupun sebenarnya vibrasi merujuk pada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis.

2. Menurut amplitudo dan fasenya :a. Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudo

dan fasenya sama di setiap titik yang dilalui gelombang.b. Gelombng diam (stasioner) adalah gelombang yang

amplitudo dan fasenya berubah (tidak sama) di setiap titik yang dilalui gelombang.

3. Menurut medium perantaranya :a. Gelombang mekanik adalah gelombang yang didalam

perambatannya memerlukan medium perantara. Hampir semua gelombang merupakan gelombang mekanik.

b. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang didalam perambatannya tidak memerlukan medium perantara. Contoh : sinar gamma (γ), sinar X, sinar ultra violet, cahaya tampak, infra merah, gelombang radar, gelombang TV, gelombang radio.

Sifat-Sifat Gelombang1. Pemantulan gelombang

2. Pembiasan gelombang3. Interferensi gelombang4. Difraksi gelombang5. Polarisasi gelombang

1. Pemantulan gelombangSemua gelombang dapat dipantulkan jika mengenai penghalang. Contohnya seperti ketika mendengar gema yaitu pantulan gelombang bunyi. Gema dapat terjadi di gedung-gedung atau saat berekreasi ke dekat tebing. Pemantulan gelombang akan tampak jelas jika diamati dengan menggunakan stroboskop.2. Pembiasan gelombangPembiasan dapat diartikan sebagai pembelokan gelombang melalui batas dua medium yang berbeda. Pada pembiasan ini akan terjadi perubahan cepat rambat, panjang gelombang, dan arah. Sedangkan frekuensinya tetap.3. Interferensi gelombangInterferensi adalah perpaduan dua gelombang atau lebih. Jika dua gelombang dipadukan maka akan terjadi dua kemungkinan yang khusus, yaitu saling menguatkan dan saling melemahkan. Interferensi saling menguatkan disebut Interferensi kontruktif dan terpenuhi jika kedua gelombang sefase. Interferensi saling melemahkan disebut interferensi distruktif dan terpenuhi jika kedua gelombang berlawanan fase.

4. Difraksi gelombangDifraksi gelombang adalah peristiwa

pembelokan atau penyebaran (lenturan) gelombang jika gelombang tersebut melalui celah. Gejala difraksi akan tampak jelas apabila lebar celah semakin sempit. Contohnya, alunan musik dari tape recorder dapat sampai ke ruangan lain, meskipun kamar tempat tape tersebut tertutup rapat.5. Polarisasi gelombang

Polarisasi adalah peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal memiliki satu arah saja. Polarisasi hanya akan terjadi pada gelombang transversal, karena arah gelombang sesuai dengan arah polarisasi, dan sebaliknya, akan terserap jika arah gelombang tidak sesuai dengan arah polarisasi celah tersebut.

Persamaan Gelombang Secara

UmumHubungan f dan tf atau T Hubungan v, T, f, dan λ

Keterangan: *v = cepat rambat gelombang *f = frekuensi (Hz) *T = periode (s) *λ = panjang gelombang

Gelombang BerjalanRumus : y = A sin (ωt + kx)

Dengan :*ω = 2πf = 2π/T* k = 2π/λ* v =  λ x f atau  v =  ω/kKeterangan : y: simpangan (m)A : amplitudo (m)t : lama titik asal setelah bergerak (s)T : periode getaran (s)x : jarak titik pada tali dari titik asal getaran (m)λ: panjang gelombang (m)ω : kecepatan sudut (rad/s)k : bilangan gelombang (m-1)v : cepat rambat gelombang (m/s)f : frekuensi gelombang ( Hz)

Gelombang stasioner

Persamaan Gelombang Stasioner Ujung Tetap/Terikat, Ujung Bebas

Letak perut dan simpul

Contoh Soal1. Ujung sebuah tali yang panjangnya 1 meter di getarkan

sehingga dalam waktu 2 sekon terdapat 2 gelombang. Tentukanlah persamaan gelombang tersebut apabila amplitudo getaran ujung tali 20 cm.

Pembahasan :Diketahui : l = 4λ →λ = ¼ = 0,25 mt = 4λ → T = 2/4 = 0,5 sDitanyakan :y = ….?

Jawab:Y = A sin (ωt-kx) = 0,2 sin [(2π/0,5)t-(2π/0,25)x] = 0,2 sin (4πt-8πx) =0,2 sin 4π (t-x)

2. Sebuah gelombang transversal memiliki frekuensi sebesar 0,25 Hz. Jika jarak antara dua buah titik yang berurutan pada gelombang yang memiliki fase sama adalah 0,125 m, tentukan cepat rambat gelombang tersebut, nyatakan dalam satuan cm/s!

Pembahasan : Data dari soal:f = 0,25 HzJarak dua titik yang berurutan dan sefase:λ = 0, 125 mν = .....Jawab :ν = λ fν = (0,125)(0,25) = 0,03125 m/s = 3,125 cm/s

3. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 340 m/s. Jika frekuensi gelombang adalah 50 Hz, tentukan panjang gelombangnya!

Pembahasan :Diket :ν = 340 m/sf = 50 Hzλ = ...........

Jawab :λ = ν / fλ = 340 / 50λ = 6,8 meter

4. Sebuah tali panjangnya 200cm di rentangkan horizontal. Salah satu ujungnya di getarkan dengan frekuensi 2Hz dan amplitude 10 cm, serta ujung lainnya bergerak bebas. Apabila pada tali tersebut terbentuk 8 gelombang berdiri. Tentukanlah:

a. panjang gelombang dan cepat rambat gelombangb. persamaan glombang berdiric. letak titik simpul ke 2 dan perut ke 3 dari ujungnya bebasmnyad. amplitude pada jarak 150 cm dari sumber getar.

Pembahasan :Diketahui :ℓ = 200 cmƒ = 2 HzА = 10 cmn= 8Ditanyakan :a. λ dan vb. Yc. x = 8x₃ =..d. A

Jawab :a. λ = 1/N = 2m/8 = 0,25v = λƒ = 0,25.2 = 0,5 mb. y = 2a cos kx sin ωt = 2. 0,08 cos x sin ωt = 0,16 cos (8πx) sin (4πt)c. titik simpul ke 2x = (2n + 1) λ/4 = (2.1 + 1) λ/4 = 0,75Titik perut ke 3x = n/2 = 2 λ/4 = 0,75d. x = 2m – 1,5m = 0,5m

5. Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang berturutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!

Pembahasan :Diketahui : f = 30 Hz , ½ λ = 50 cm à λ = 100 cm = 1 mDitanya : v = ..?

Jawab : v = λ.f = 1.30 = 30 m/s

*Soal*Suatu gelombang permukaan air yang

frekuensinya 500 Hz merambat dengan kecepatan 350 m/s. tentukan jarak antara dua titik yang berbeda sudut fase 60°! (Sumber :Soal SPMB)

*Seutas tali salah satu ujungnya digerakkan naik turun sedangkan ujung lainnya terikat. Persamaan gelombang tali adalah y = 8 sin (0,1π) x cos π (100t - 12) dengan y dan x dalam cm dan t dalam satuan sekon. Tentukan:a. panjang gelombangb. frekuensi gelombangc. panjang tali

(Sumber :SoalEbtanas)

*Pada tali yang panjangnya 2 m dan ujungnya terikat pada tiang ditimbulkan gelombang stasioner. Jika terbentuk 5 gelombang penuh, maka letak perut yang ketiga dihitung dari ujung terikat adalah...A. 0,10 meter B. 0,30 meter C. 0,50 meter D. 0,60 meterE. 1,00 meter (SoalGelombangStasioner Ujung Tetap - Ebtanas 1992)*Gelombang pada permukaan air merambat dengan

kecepatan 4 m/s. Jika jarak antara 3 bukit gelombang yang berturutan adalah 32 m, tentukana. Panjang gelombangnyab. frekuensi gelombang tersebut

*Gelombang bunyi dari suatu sumber memiliki cepat rambat 340 m/s. Jika frekuensi gelombang bunyi adalah 500 Hz, tentukan panjang gelombangnya!