KB. 3 Gelombang Berjalan | Fisika XI Sem. 2

 

GELOMBANG

Gelombang adalah getaran yang merambat, atau bisa didefinisikan sebagai rambatan energi.

Klasifikasi gelombang :

·       Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya   

1.     Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarannya.

2.     2.     Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya searah dengan arah rambatnya.

·       Berdasarkan medium perambatannya

1.     1.     Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan zat perantara untuk merambat.

2  2. Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak membutuhkan zat perantara untuk merambat.

·       Berdasarkan amplitudonya

1.     Gelombang berjalan yaitu gelombang yang memiliki amplitudo konstan (tetap)

2.     Gelombang stasioner yaitu gelombang yang amplitudonya tidak tetap.

 

    Besaran-besaran dasar dalam gelombang

§  Panjang gelombang

Panjang satu gelombang adalah panjang antara satu bukit dan satu lembah atau jarak antar puncak yang berdekatan.

Bagaimana cara menentukan panjang gelombangnya?

Kira-kira berapa gelombang yang terbentuk pada gambar di atas ? Oleh karena terdapat dua puncak dan dua lembah, maka jumlah gelombangnya ada 2. Berapa panjang untuk satu gelombang? Jika panjang AX dimisalkan 10 m, maka panjang untuk satu gelombangnya dirumuskan sebagai berikut.

§  Periode dan frekuensi

Periode adalah waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menempuh satu panjang gelombang. Secara matematis dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

T = periode (s)

t = waktu tempuh gelombang (s)

n = banyaknya gelombang

 

Frekuensi adalah banyaknya gelombang yang terbentuk dalam waktu satu sekon. Secara matematis, frekuensi dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

f  =frekuensi (Hz)

n = banyaknya gelombang

t = waktu tempuh gelombang (s)

T = periode gelombang (s)

 

§  Cepat rambat gelombang

Cepat rambat gelombang adalah jarak tempuh gelombang tiap sekon. Jika dinyatakan dalam bentuk matematis, cepat rambat gelombang memiliki persamaan berikut.

Keterangan:

f  = frekuensi (Hz)

T = periode gelombang (s)

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

 

    Gelombang Berjalan

      Gelombang berjalan merupakan gelombang yang amplitudonya tetap.

·                           Persamaan simpangan gelombang berjalan

Keterangan:

y = simpangan (m)

A = amplitude gelombang (m)

𝜔 = kecepatan sudut gelombang (rad/s)

t  = lamanya gelombang bergetar (s)

T  = periode gelombang (s)

k = bilangan gelombang

x = jarak titik kesumber getar (m)

λ = panjang gelombang (m)

·       Sudut fase gelombang

Sudut fase adalah sudut yang ditempuh oleh benda yang bergetar.  Sudut fase dinyatakan dalam fungsi sinus dari persamaan umum gelombang. Secara matematis, dirumuskan sebagai berikut.

·       Fase gelombang

Fase gelombang adalah besaran yang berkaitan dengan simpangan dan arah gerak gelombang. Secara matematis, fase gelombang dirumuskan sebagai berikut.

 

·       Beda fase

Beda fase adalah perbedaan fase gelombang atau tahapan gelombang. Secara matematis, beda fase dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan :

x = perbedaan posisi dua titik (m)

λ = panjang gelombang (m)

SOAL LATIHAN

Kerjakanlah soal berikut !

1.       Sebuah batu dilemparkan ke air sehingga membentuk pola gelombang transversal. Jika dalam 1 menit terjadi 15 gelombang pada permukaan air tersebut, maka hitunglah :

a)     Periode gelombang

b)    Frekuensi gelombang

2.       Perhatikan gambar berikut !

Jika jarak dari A ke B adalah 25 m dan periode gelombang sebesar 2 sekon, tentukanlah :

a)     Panjang gelombang

b)    Cepat rambat gelombang

3.       Dalam 30 sekon ada 10 gelombang laut yang melintas. Jika jarak puncak dan dasar gelombang yang berdekatan adalah 9 meter, maka hitunglah :

a)     Frekuensi gelombang

b)    Periode gelombang

c)     Panjang gelombang

d)    Cepat rambat gelombang

4.       Sebuah gelombang merambat pada tali yang memenuhi persamaan y = 0,4 sin 2 phi (60t – 0,4x) dimana y dan x dalam meter dan t dalam sekon. Tentukanlah :

a.       Arah rambat gelombang

b.      Amplitudo gelombang

c.       Frekuensi gelombang

d.      Panjang gelombang

e.       Cepat rambat gelombang

f.       Beda fase antara titik A dan B pada tali yang terpisah sejauh 1 meter.

5.       Sebuah gelombang merambat dengan persamaan y = 4 sin 2 phi (25t – x/4), dimana sistem satuan yang digunakan adalah SI. Maka, hitunglah :

a.       Amplitudo gelombang

b.      Frekuensi gelombang

c.       Cepat rambat gelombang

d.      Panjang gelombang

e.       Dua titik yang berjarak 2 m