Ada berbagai jenis gelombang di alam semesta. Jenis-jenis gelombang juga dapat dibedakan berdasarkan mediumnya, arah rambatnya dan arah getarnya serta berdasarkan amplitudonya. Secara umum jenis gelombang yang ada di alam adalah gelombang berjalan.

Memahami Gelombang Perjalanan

Kita mengenal berbagai jenis gelombang dalam kehidupan, seperti gelombang elektromagnetik dan gelombang mekanik. Kedua jenis gelombang ini dibedakan berdasarkan medium tempat rambat gelombang tersebut.

Namun apapun medium yang digunakan gelombang untuk merambat, semua gelombang tersebut termasuk dalam jenis gelombang merambat asalkan gelombang tersebut merambat dari sumber sampai ke tujuannya. Gelombang yang menjauhi sumbernya disebut gelombang berjalan.

Dalam mempelajari konsep gelombang merambat, dua sifat yang harus dipahami adalah simpangan dan fasa. Di bawah ini adalah contoh gelombang yang merambat dari tali yang diikatkan pada sebuah tiang.

Gambar 1. Gelombang merambat dari seutas tali

Contoh pada Gambar 1 diatas adalah tali AB yang direntangkan mendatar dimana ujung B diikatkan pada sebuah tiang sedangkan ujung tali A ditahan. Apabila ujung tali A digetarkan ke atas dan ke bawah secara terus menerus maka akan terbentuk gelombang transversal yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya.

Perambatan gelombang terjadi dari ujung A sebagai sumber ke ujung B (tujuan). Perambatan gelombang yang terbentuk terdiri dari perbukitan dan lembah gelombang. Amplitudo adalah jarak dari pusat lembah atau bukit sampai puncak gelombang.

Amplitudo dapat juga disebut sebagai titik simpangan maksimum atau terbesar yang dilalui suatu gelombang dalam suatu medium. Nilai deviasi maksimum bisa positif atau negatif.

Gelombang yang terbentuk diatas disebut gelombang apabila terdiri atas satu bukit dan satu lembah.

Sifat Gelombang Berjalan

  • Amplitudo gelombang berjalan adalah tetap, yaitu pada setiap titik yang dilalui gelombang tersebut akan mempunyai amplitudo yang sama.
  • Sifat dispersi gelombang adalah perubahan bentuk gelombang ketika gelombang merambat melalui suatu medium. Media yang dilalui gelombang tidak bergantung pada frekuensi dan panjang gelombang adalah media dispersif.
  • Suatu gelombang dipantulkan ketika gelombang itu menemui hambatan di ujung medium rambatnya. Ketika gelombang menabrak penghalang di depannya, sebagian gelombang akan dipantulkan.

    Sudut yang dibentuk gelombang pantul dengan sudut gelombang datang terhadap permukaan pantul adalah sama. Sudut ini disebut sudut datang yaitu sudut yang dibentuk oleh gelombang datang pada garis tegak lurus dari permukaan pantul.

  • Gelombang tidak hanya memantul ketika melewati dua media yang berbeda, namun sebagian gelombang tersebut juga akan ditransmisikan. Berkas gelombang yang merambat melalui media yang berbeda akan mengalami pembelokan yang disebut pembiasan atau pembiasan.

Rumus Gelombang Bepergian

Mengenai materi gelombang merambat, dua hal penting yang harus dipelajari adalah materi simpangan dan fasa gelombang.

  • Deviasi Getaran Gelombang

Sifat gelombang merambat adalah pada setiap titik yang dilalui gelombang mempunyai amplitudo yang sama. Misalnya gelombang bergerak dari sumber gelombang O ke titik y dimana jarak titik y ke sumber O dilambangkan dengan x.

Jadi cara menentukan simpangan getaran di titik y adalah dengan menggunakan waktu tempuh gelombang. Jika sumber O bergetar selama t detik maka titik y bergetar selama tkamu detik dengan rumus sebagai berikut:

Maka simpangan di titik y akan memenuhi persamaan di bawah ini:

Informasi:

kamukamu = simpangan di titik y (m)
A = Amplitudo gelombang (m)
ω = frekuensi sudut
t = waktu gelombang (detik)
k = bilangan gelombang
x = jarak titik gelombang ke sumber (m)

Besarnya ω dan k akan memenuhi persamaan di bawah ini:

Jika persamaan di atas disubstitusikan maka akan diperoleh persamaan deviasi getaran sebagai berikut:

  • Fase Gelombang dan Sudut Fase

Fase gelombang merupakan bagian atau tahapan gelombang berjalan. Besaran fase gelombang dapat dihitung dengan menggunakan rumus di bawah ini:

Informasi:

Berdasarkan fase gelombang di atas, sudut fase dapat dihitung sebagai berikut:

Contoh Soal Gelombang Berjalan

Gelombang merambat dari sumber O melewati titik h. Deviasi getaran gelombang di titik h memenuhi persamaan berikut:

Semua besaran dalam satuan SI. Tentukan nilai berikut:

A. periode gelombang
B. Frekuensi gelombang
C. Amplitudo gelombang
D. Panjang gelombang
e. Perambatan gelombang cepat

Diskusi

Menjawab:

Jadi nilai gelombang yang didapat adalah :

Sebuah gelombang merambat dari titik R ke titik O dengan frekuensi 5 Hz. Jarak RO 150 cm. Jika cepat rambat gelombang 2 m/s. Tentukan berapa beda fasa gelombang di titik R dan titik O.

Diskusi

Dikenal:

x = 150 cm = 1,5 m
f = 5Hz
v = 2 m/s

Menjawab:

Panjang gelombang dihitung dengan persamaan berikut:

Perbedaan fase gelombang dihitung menggunakan rumus berikut:

Amplitudo gelombang berjalan adalah konstan. Besarnya amplitudo yang dilalui gelombang pada setiap titik adalah sama. Setiap gelombang bergerak yang merambat dari suatu titik sumber ke titik tujuannya disebut gelombang berjalan.

Share:

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *