Dalam kehidupan sehari-hari, manusia selalu bersentuhan dengan gelombang. Jenis gelombang dibedakan berdasarkan arah rambat dan arah getar, medium, dan amplitudo gelombang. Berdasarkan medium rambatnya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Gelombang mekanik merupakan gelombang yang memerlukan medium rambat untuk merambat dari sumber getaran. Banyak contoh gelombang dalam kehidupan sehari-hari yang termasuk dalam gelombang mekanik seperti gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang air.

Pengertian Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik merupakan salah satu jenis gelombang yang dibedakan berdasarkan medium rambatnya. Gelombang mekanik adalah getaran yang merambatkan energinya melalui medium perambatan tertentu, baik cair, padat, maupun udara.

Contoh gelombang mekanik adalah gelombang bunyi yang merambat melalui medium udara hingga terdengar oleh telinga manusia. Oleh karena itu, gelombang mekanik tidak dapat merambat jika tidak ada medium sama sekali.

Misalnya, ketika seorang astronot di luar angkasa berbicara, suaranya tidak dapat didengar oleh rekan-rekannya karena tidak ada media propagasi. Luar angkasa bersifat vakum sehingga tidak mempunyai media rambat.

Gelombang bergerak yang memindahkan energi ketika merambat dari sumber ke tujuan disebut gelombang berjalan.

Selain dibedakan berdasarkan medium rambatnya, gelombang juga dapat dibedakan berdasarkan arah getar dan arah rambatnya, yaitu gelombang longitudinal dan gelombang transversal.

Gelombang Transversal

Gelombang transversal merupakan jenis gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Arah getar gelombang transversal ke atas dan ke bawah, sedangkan arah rambat gelombang transversal ke samping kanan atau kiri.

Contoh gelombang transversal adalah gelombang air, gelombang listrik, dan gelombang elektromagnetik. Di bawah ini ditampilkan gambar gelombang transversal.

Gambar 1. Gelombang Transversal

Gelombang transversal mempunyai titik puncak gelombang, yaitu titik yang dicapai gelombang ketika menyentuh simpangan maksimum ke atas.

Sedangkan bila gelombang transversal menyentuh simpangan maksimum pada sisi bawah, maka titik yang dicapai dibawahnya disebut titik palung gelombang. Jarak yang terbentuk dari garis normal ke puncak dan lembah gelombang disebut amplitudo.

Panjang gelombang transversal adalah jarak antara dua titik yang mempunyai fasa gelombang yang sama, misalnya jarak antara dua puncak gelombang. Di bawah ini ditampilkan gambar panjang salah satu gelombang transversal, amplitudo dan sebagainya.

Gambar 2. Komponen gelombang transversal

Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal merupakan jenis gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Contoh mudah melihat skema gelombang longitudinal adalah getaran pegas. Di bawah ini adalah gambar gelombang longitudinal.

Gambar 3. Gelombang longitudinal pada mata air

Arah getar gelombang longitudinal ke samping kanan dan kiri sedangkan arah rambatnya ke kanan sesuai gambar di atas. Komponen gelombang longitudinal terdiri dari regangan dan kerapatan.

Sedangkan panjang gelombang longitudinal adalah jarak antara dua regangan atau jarak antara dua massa jenis atau bisa juga dikatakan panjang gelombang terdiri dari satu massa jenis dan satu regangan. Berikut gambar komponen gelombang longitudinal.

Gambar 4. Komponen gelombang longitudinal

Ciri-ciri Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik mempunyai beberapa ciri khusus sebagai berikut:

  • Gelombang mekanik memerlukan medium untuk merambat
  • Gelombang mekanik mempunyai komponen frekuensi gelombang
  • Gelombang mekanik mempunyai kecepatan rambat gelombang
  • Gelombang mekanik mempunyai panjang gelombang yang merupakan jarak antara dua titik yang mempunyai fasa gelombang yang sama

Rumus Gelombang Mekanik

Rumus Panjang Gelombang

Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam satu periode atau satu detik. Baik gelombang longitudinal maupun gelombang transversal, panjang satu gelombang terdiri dari jarak antara dua titik yang mempunyai fasa gelombang yang sama.

Panjang gelombang ditulis dengan simbol λ (lambda). Satuan panjang gelombang dalam Sistem Internasional (SI) adalah meter (m).

Panjang gelombang (λ) dapat dihitung dengan membagi jarak gelombang dengan jumlah gelombang yang ditempuh.

Informasi:

x = jarak panjang gelombang (m)
n = jumlah gelombang yang terbentuk

atau

λ = vx T

Informasi:

v = kecepatan rambat gelombang (m/s)
T = periode gelombang

Rumus Periode Gelombang

Periode adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang penuh. Periode pada suatu gelombang dilambangkan dengan huruf T. Satuan periode gelombang dalam Sistem Internasional (SI) adalah sekon atau sekon.

Informasi:

n = jumlah gelombang
t = waktu

Rumus Frekuensi Gelombang

Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang dibentuk oleh suatu gelombang selama periode satu detik. Frekuensi dilambangkan dengan huruf f. Berdasarkan Sistem Internasional (SI), satuan frekuensi menggunakan Hertz (Hz).

Informasi:

n = jumlah gelombang
t = waktu

Hubungan antara frekuensi gelombang dan periode gelombang dapat digambarkan dengan persamaan dibawah ini:

Rumus Kecepatan Propagasi Gelombang

Kecepatan rambat gelombang menunjukkan jarak yang ditempuh gelombang dalam satu sekon. Kecepatan rambat gelombang dirumuskan dengan membagi panjang gelombang dengan periode gelombang. Kecepatan rambat gelombang dilambangkan dengan simbol v.

Dalam Satuan Internasional (SI), satuan kecepatan rambat gelombang adalah m/s. Berikut rumus cepat rambat gelombang:

Sifat Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik mempunyai beberapa sifat yang merupakan sifat umum gelombang. Berikut sifat-sifat gelombang mekanik :

  • Gelombang mekanik dapat dipantulkan (refleksi)
  • Gelombang mekanik dapat dibiaskan (refraksi)
  • Gelombang mekanik dapat dibelokkan (Difraksi)

Contoh Soal Latihan

Gelombang merambat melalui tali dengan frekuensi 14 Hz. Jika jarak yang ditempuh gelombang dalam satu periode adalah 10 cm, berapakah cepat rambat gelombang pada tali?

Diskusi

Dikenal:

f = 14Hz
λ = 10 cm = 0,1 m

Menjawab:

Untuk menghitung kecepatan rambat gelombang, gunakan rumus di bawah ini:

v = λ xf

v = 0,1 mx 14 Hz

v = 1,4 m/s

Permukaan air menghasilkan gelombang yang merambat dengan panjang gelombang 5 m. Jika waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang adalah 0,25 s. Menentukan:

A. Frekuensi gelombang
B. Perambatan gelombang cepat

Diskusi

Dikenal:

T = 0,25 detik
λ = 5 m

Menjawab:

A. Frekuensi gelombang:

B. Kecepatan rambat gelombang:

Gelombang adalah getaran yang merambat membawa energi. Gelombang dapat merambat melalui suatu medium yang disebut gelombang mekanik. Berbagai jenis gelombang mekanik yang sangat bermanfaat dalam kehidupan sehari-hari yaitu gelombang bunyi, gelombang air laut dan lain-lain.

Share:

Leave a Reply

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