Getaran dan Gelombang

GETARAN DAN GELOMBANG

1.      Getaran

Getaran didefinisikan sebagai gerak bolak-balik secara berkala melalui titik seimbangnya. Dalam getaran terdapat dua besaran yaitu:

a.    Amplitudo

Amplitudo adalah simpangan paling besar, sedangkan simpangan didefinisikan sebagai jarak benda dari titik seimbangnya.

b.    Periode dan frekuensi

Periode (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran; satuannya dalam SI adalah sekon (disingkat s). Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang dilakukan dalam satu sekon; satuannya dalam SI adalah hertz (disingkat Hz). Hubungan antara kedua besaran ini dinyatakan oleh rumus  atau

2.      Gelombang

a.       Pengertian dan Sifat Umum Gelombang

Gelombang adalah suatu usikan (getaran) yang merambat, yang membawa energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Sewaktu gelombang merambat, mediumnya tidak ikut merambat. Sedangkan energi gelombang berasal dari getaran. Sedang medium didefinisikan sebagai zat atau bahan dimana getaran merambat. Contoh, medium dari gelombang laut adalah air laut dan medium dari gelombang bunyi adalah udara.

Berdasarkan perlu atau tidaknya medium, gelombang di bagi menjadi dua yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

1. Gelombang mekanik, seperti gelombang laut, gelombang tali, dan gelombang bunyi memerlukan medium untuk merambat. Jadi gelombang mekanik adalah gelombang yang perambatan getarannya memerlukan medium.
2. Gelombang elektomagnetik, getaran dari gelombang elektromagnetik dapat merambat melalui ruang hampa (ruang tanpa pertikel), sehingga gelombang elektromagnetik dapat hadir baik ada medium atau tidak. Seperti cahaya matahari yang termasuk gelombang elektromagnetik mermbat melalui ruang hampa yang terdapat dalam atmosfer untuk dapat sampai kepermukaan bumi.

Kemudian berdasarkan acuan arah rambat gelombang terhadap arah getarnya, gelombang dibagi menjadi dua, yaitu gelombang tranversal dan gelombang longitudinal.

1. Gelombang tranversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Rambatan gelombang tranversal berbentuk bukit dan lembah sehingga hanya dapat terjadi dalam zat padat atau vakum. 
2. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarannya. Rambatan gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan regangan, sehingga dapat terjadi dalam padatan, cairan, dan gas.

b.      Istilah-istilah dalam Gelombang

Isitilah-istilah dalam gelombang adalah periode dan frekuensi gelombang, satu gelombang, panjang gelombang dan amplitudo; secara lebih jelasnya diuraikan sebagai berikut:

1.      Periode dan frekuensi gelombang

Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gelombang melalui satu titik yang dinyatakan dalam satuan sekon (disingkat s). Sedangkan frekuensi gelombang (f) adalah jumlah gelombang yang lewat dalam setiap sekon yang dinyatakan dalam satuan hertz (disingkat Hz).  Hubungan antara periode dan frekuensi gelombang dituliskan sebagai berikut:

  atau 

2.      Satu Gelombang

a.       Gelombang tranversal

Pada gelombang tranversal, satu gelombang terdiri dari satu bukit dan satu lembah, seperti yang terlihat pada gambar berikut:

Gambar 2.3  

Gelombang tranversal

Keterangan:

1 bukit                   = a – b – c atau e – f – g

1 lembah                = c – d – e

1 gelombang          = a – b – c – d – e

Amplitido              = simpangan terjauh = b – b’ atau d’ – d atau f – f’

b.      Gelombang Longitudinal

Pada gelombang longitudinal, satu gelombang terdiri dari satu rapatan dan satu renggangan, seperti yang terlihat pada gambar berikut: 

 

Gambar 2.4

Gelombang longitudinal

Keterangan:

1 gelombang          = 1 rapatan + 1 renggangan atau

1 gelombang          = rapatan – rapatan; atau renggangan – renggangan

3.      Panjang gelombang

Panjang gelombang (λ) adalah jarak antara dua puncak (rapatan) gelombang yang berdekatan atau jarak antara dua dasar (renggangan) gelombang yang berdekatan. Dalam SI, satuan panjang gelombang adalah meter (disingkat m).

4.      Cepat rambat gelombang

Cepat rambat gelombang (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam selang waktu tertentu. Dalam SI, satuan cepat rambat gelombang adalah m/s. Rumus dasar gelombang adalah:

 atau v = λ x f

Keterangan:

v    = cepat rambat gelombang (m/s)

λ    = panjang gelombang (m)

T    = periode (s)

f     = frekuensi (Hz)

5.      Pemantulan gelombang

Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan memgalami perubahan bentuk atau fase. Tetapi, pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau fasenya.

Didalam tinjauan materi diatas, materi getaran dan gelombang dirasa perlu difahami secara konseptual dan diterapkan dalam produk teknologi dasar sederhana yang bermanfaat bagi kehidupan sehari-hari.