Gelombang, pengertian gelombang, dan Materi gelombang

GELOMBANG

Gelombang adalah getaran yang merambat pada suatu medium, yang membawa energi dari suatu tempat ketempat lainnya. Gejala gelombang bisa diamati dengan mudah, contohnya gelombang air laut akibat hembusan angin. Selama merambat, gelombang akan memindahkan energi tertentu dari satu tempat ke tempat lainnya. Namun demikian, medium perambatan gelombang tidak ikut pindah.

Macam-macam Gelombang

Berdasarkan Medium Rambatannya

Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1. Gelombang mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium untuk merambat. Artinya, jika tidak ada medium, gelombang tidak akan pernah terjadi. Hal ini bisa di lihat pada kasus percakapan astronot di luar angkasa.Gelombang yang termasuk gelombang mekanik ini adalah gelombang bunyi, gelombang tali, dan  gelombang air laut. 

Gelombang yang dibahas dalam bab ini dalah gelombang mekanik, yaitu gelombang berjalan  dalam suatu material yang disebut dengan medium .

Gambar  Getaran yang merambat pada seutas tali

2. Gelombang elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak membutuhkan medium untuk merambat. Artinya, gelombang ini bisa merambat dalam ruang hampa sekalipun. Contoh gelombang elektromagnetik adalah cahaya, gelombang radio, sinar-X, sinar gamma, inframerah, dan sinar ultraviolet.

B. Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya

Berdasarkan arah getar dan arah rambatannya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.

1. Gelombang transversal

    Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah          rambatannya. Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali, cahaya, seismik sekunder, dan sebagainya. Berikut ini merupakan contoh gelombang transversal pada tali. Gambar panjang satu gelombang transversal yang terdiri dari satu bukit dan satu lembah dapat dilihat seperti berikut

2. Gelombang longitudinal

    Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannya. Ciri gelombang ini adalah memiliki rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi, pegas, dan seismik primer. Berikut ini contoh gelombang longitudinal pada pegas. Pada gelombang longitudinal, panjang satu gelombang dinyatakan dalam 1 (satu) rapatan dan 1 (satu) regangan dapat dilihat sebagai berikut. 

     Keterangan pada 2 gambar gelombang transversal dan longitudinal simbol lamda (λ) adalah 1 panjang  gelombang

C. Berdasarkan Amplitudonya

Berdasarkan amplitudonya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu gelombang berjalan dan stasioner.

1. Gelombang berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki amplitudo tetap. Artinya, setiap titik yang dilalui gelombang amplitudonya selalu sama besar. Contoh gelombang berjalan adalah gelombang air.

2. Gelombang stasioner

Gelombang stasioner adalah perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul yang amplitudo dan frekuensinya sama tetapi arah rambatnya berlawanan. Titik yang bergetar dengan amplitudo maksimum disebut perut, sedangkan titik yang bergetar dengan amplitudo minimum disebut simpul.

Besaran-besaran dalam Gelombang

Jika membahas tentang gelombang, pasti ada besaran-besaran utama yang harus dipahami. Adapun besaran-besaran yang dimaksud adalah sebagai berikut.

1. Amplitudo (A)

Amplitudo adalah simpangan maksimum gelombang yang memiliki satuan meter (m).

2. Panjang gelombang (λ) 

Jika ditinjau dari gelombang transversal, panjang gelombang adalah jarak antara dua puncak yang berdekatan atau jarak antara dua lembah yang berdekatan.

Jika ditinjau dari gelombang longitudinal, panjang gelombang adalah jarak antara dua rapatan atau dua regangan yang saling berdekatan.

3. Frekuensi gelombang (f)

Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang bisa terbentuk setiap detik. Secara matematis, frekuensi dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

f = frekuensi gelombang (Hz);

n = jumlah gelombang yang terbentuk; dan

t = waktu tempuh gelombang (s).
contoh soal :
1. Gelombang merambat pada air. Dalam 10 detik terjadi 5 gelombang. Jika jarak antara dua puncak gelombang 4 meter, frekwensi gelombang adalah ….
jawab

Diketahui:

t = 10 s        

n = 5

λ = 4 m

Ditanyakan: f = ….?

Jawaban:

f = n/t

f = 5/10 = 0,5 Hz

4. Periode gelombang (T)

Periode adalah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menempuh satu panjang gelombangnya. Periode juga bisa didefinisikan sebagai waktu yang dibutuhkan gelombang untuk melakukan satu kali putaran. Secara matematis, periode dirumuskan sebagai berikut. 

Keterangan:

T = t/n atau T = 1/f

f = frekuensi gelombang (Hz);

T = periode (s);

n = jumlah gelombang yang terbentuk; dan

t = waktu tempuh gelombang (s).

5. Cepat rambat gelombang

Cepat rambat adalah panjangnya jarak yang ditempuh oleh gelombang tiap satuan waktu. Secara matematis, cepat rambat gelombang dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

f = frekuensi gelombang (Hz);

T = periode (s);

v = cepat rambat gelombang (m/s); m

λ = panjang gelombang (m).

contoh soal :

1.  Tentukanlah frekuensi dan periode dari sebuah gelombang bunyi jika panjang gelombang nya  adalah 20 meter dan cepat rambat bunyi nya 400 m/s ?

Jawab :

Di ketahui :

v = 400 m/s
λ  = 20 m

Di tanya : frekuensi dan  periode…?

Jawab :

Frekuensi :
v = λ x f
f = v / λ
f = 400 m/s  / 20 m = 20 Hz

     Periode :
     v = λ / T
     T =  λ / v
     T = 20 m / 400 m/s = 1 / 20 sekon

2. Gelombang merambat pada air. Dalam 10 detik terjadi 5 gelombang. Jika jarak antara dua puncak  gelombang 4 meter, cepat rambat gelombang adalah ….

Diketahui:

t = 10 s        

n = 5

λ = 4 m

Ditanyakan: v = ….?

Jawaban:

f = n/t

f = 5/10 = 0,5 Hz

v = λ . f

v = 4 m . 0,5 Hz = 2 m/s