GELOMBANG

1. PENDAHULUAN

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik yaitu gelombang yang memerlukan medium di dalam perambatannya. Contoh gelombang mekanik antara lain: gelombang bunyi, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya. Contoh : cahaya, gelombang radio, gelombang TV, sinar – X, dan sinar gamma.

2. HAKEKAT GELOMBANG MEKANIK

A. Terjadinya Gelombang

Gelombang terjadi karena adanya usikan yang merambat.Menurut konsep fisika, cerminan gelombang merupakan rambatan usikan, sedangkan mediumnya tetap. Jadi, gelombang merupakan rambatan pemindahan energi tanpa diikuti pemindahan massa medium.

B. Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam perambatannya.
Contoh gelombang mekanik :
- Gelombang yang terjadi pada tali jika salah satu ujungnya digerak-gerakkan.



- Gelombang yang terjadi pada permukaan air jika diberikan usikan padanya ( misal dengan menjatuhkan batu di atas permukaan air kolam yang tenang ).



C. Gelombang Transversal
      Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus arah getarannya(usikannya).

Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Klik gambar untuk lihat animasinya


Contoh gelombang transversal :
- getaran sinar gitas yang dipetik
- getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya

A. Gelombang Longitudinal
     Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarnya (arah usikannya )



Perhatikan ilustrasi berikut ini !


Contoh gelombang longitudinal :
- gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberikan usikan pada salah satu ujungnya



- gelombang bunyi di udara


1. Panjang Gelombang
    A. Pengertian Panjang Gelombang
         Panjang satu gelombang sama dengan jarak yang ditempuh dalam waktu satu periode.
         1) Panjang gelombang dari gelombang transversal
         Perhatikan ilustrasi berikut!

Klik gambar untuk lihat animasinya

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ (lambda),

2) Panjang gelombang dari gelombang longitudina
    Perhatikan ilustrasi berikut !

     Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1l) terdiri dari 1 rapatan dan 1 reggangan.

B. Cepat Rambat Gelombang
    Jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu sekon disebut cepat rambat gelombang. Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v dan satuannya m/s atau m s-1. Hubungan antara v, f, λ, dan T adalah sebagai berikut :

Keterangan :
λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )
v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms-1 )
T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )
f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s-1 )

2. Pemantulan Gelombang
    Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda padat, maka gelombang tersebut akan dipantulkan. Pemantulan ini merupakan salah satu sifat dari gelombang.

Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang tali





Pemantulan ujung terikat



Pemantulan ujung bebas
Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan mengalami perubahan bentuk atau fase. Akan tetapi pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau fasenya.

Contoh Soal :
No.1

Dalam 1 sekon dihasilkan gelombang seperti gambar di bawah ini


a. berapakah frekuensi gelombang tersebut?
b. Bila jarak PQ = 2 cm, maka berapakah ?

Penyelesaian :
Menurut gambar, gelombang yang terjadi sebanyak 2 gelombang. Berarti, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz.
Pada gambar terjadi 2 gelombang ( 2λ ). Jadi 2 λ= 2 cm atau λ= 1 cm.

No.2
Seutas tali yang panjangnya 8 m direntangkan lalu digetarkan. Selama 2 sekon terjadi gelombang seperti pada gambar berikut! Tentukan λ, f, T, dan v.

Penyelesaian :
Dari gambar terjadi gelombang sebanyak 4 λ.
Berarti : 4λ= 8 m sehingga λ = 8/4 = 2 m
Selama 2 sekon terjadi 4 λ atau selama 1 sekon terjadi 2λ
Jadi, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz T = 1/f = ½ sekon sehingga v =λ f = 2 m x 2 Hz = 4 ms^-1

No.3
Gelombang adalah ….
A. medium yang merambat karena getaran
B. getaran yang merambat melalui medium
C. bentuk lengkungan, rapatan, dan renggangan
D. bentuk lengkungan yang berupa lembah dan bukit

Pembahasan:
Cukup jelas, ingat kembali pengertian gelombang!
Jawaban : B

No.4
Salah satu peristiwa yang menunjukkan bahwa gelombang dapat dipantulkan adalah ….
A. terjadinya gempa bumi
B. terbentuknya ombak di laut
C. siaran radio dapat diterima dimana-mana
D. penyerapan cahaya matahari oleh atmosfer

Pembahasan:
Siaran radio dari suatu pemancar dapat menerima dimana-mana, baik ditempat yang dekat maupun di tempat yang jauh, hanya mungkin terjadi gelombang radio dapat dipantulkan dan dilenturkan. Di atmosfer, gelombang radio dipantulkan oleh ionosfer dan kembali lagi ke permukaan bumi.
Jawaban : B

No.5
Bila frekuensi sebuah gelombang 400 Hz dan panjang gelombangnya 25 cm, maka cepat rambatnya adalah ….
A. 1.600 m/det
B. 1.000 m/det
C. 400 m/det
D. 100 m/det

Pembahasan:
Hubungan antara cepat rambat gelombang (v), frekuensi gelombang (f), dan panjang gelombang (l) dapat dinyatakan sebagai:
v = lf dengan l = 25 cm = 0,25 m dan f = 400 Hz
v = 0,25 m x 400 Hz = 100 m/det.

Jawaban : D