1. Definisi
Ada beberapa pengertian apa itu gelombang, diantaranya adalah sebagai berikut :
a. Gelombang merupakan permabatan energi tanpa diikuti perpindahan materi.
b. Gelombang merupakan getaran yang merambat. Dimana getaran merupakan gerakan bolak-balik melalui titik keseimbangan. Getaran biasa disebut dengan gerak harmonic atau vibrasi.
c. Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan menghitung jarak antara lembah dan bukit (gelombang tranversal) atau menhitung jarak antara satu rapatan dengan satu renggangan (gelombang longitudinal). Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu detik.
2. Macam macam Gelombang
Gelombang mempunyai beberapa macam tergantung darimana kita melihatatau dari segi apa kita membedakannya.
Dilihat dari medium perambatannya , maka geombang dibedakan menjadi dua bagian yaitu :
a. Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang merambatnya melalui medium. Contohnya gelombang pada air, gelombang pada tali dan gelombang bunyi.
b. Gelombang Elektromagnetik
gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang merambatnya tanpa melalui medium. Contohnya gelombang cahaya tampak. Dimana kecepatan cahaya adalah 3.108 m/s
Dilihat dari arah rambatannya , gelombang dapat dibedakan menjadi 2 yaitu:
a. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus dengan arah gelombang. Satu gelombang terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya seperti riak gelombang air, benang yang digetarkan, dsb.
b. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar atau berhimpit dengan arah gelombang. Gelombang yang terjadi berupa rapatan dan renggangan. Contoh gelombang longitudinal seperti slingki / pegas yang ditarik ke samping lalu dilepas.
3. Bagian –bagian Gelombang
Periode merupakan kebalikan dari frekuensi,dapat dihitung dengan rumus :
T = 1/ F sehingga frekuensi dapat dicari dengan rumus kebalikannya yaitu F=1/T
3.1 Persamaan Kecepatan Gelombang
Perhatikan rumusan berikut di bawah ini. Dari rumus kecepatan kita dapat mengetahui juga bahwa = V.T
V= lamda . F
V= lamda . 1/ F
V= lamda / T
lamda = V.T
3.1 Persamaan Gelombang Jalan
- - V P
O
Sebuah gelombang dari titik O menuju titik P sejauh x cm ini dinamakan gelombang jalan. Waktu yang dibutuhkan gelombang berjalan dari titik O ke P adalah x / V.
Jika O telah bergetar selama t detik maka P baru bergetar ( t – x / V ) detik
- Persamaan umum gelombang
Persamaan umum geombang dapat diketahui dari rumusan sebagai berikut :
Y = A sin w .t
Keterangan :
Y : simpangan
A : amplitude
w : kecepatan sudut
t : waktu
- Persamaan gelombang jalan
Y = A sin w.t
[ Y = A sin 2 f.t- k.x] berjalan dari kiri ke kanan
[ Y = A sin 2 f.t + k.x] berjalan dari kanan ke kiri
Secara umum :
Y = A sin 2 f.t ± k.x
GELOMBANG STATIONER
Gelombang stationer disebut juga gelombang berdiri (standing wave) atau gelombang diam atau gelombang tetap.
Gelombang statoner ini terjadi dari interferensi (perpaduan) terus menerus antara gelombang dating dengan gelombang pantul.
Ada dua macam gelombang stationer yaitu :
1. gelombang stationer pada ujung terikat (ujung tetap)
2. gelombang stationer pada ujung bebas
sifat sifat gelombang :
1. refleksi = pemantulan
2. reflaksi = pembiasan
3. difraksi = Pelenturan
4. Perpaduan = Interferensi = Superposisi
Gelombang Statoner Pada Ujung Terikat
Persamaan gelombang datangnya adalah Y1=A sin (k.x – w.t)
Persamaan gelombang pantulnya adalah Y2=A sin (k.x + w.t)
Persamaan gelombang stationer (hasil interferensinya) yaitu : Y=Y1+Y2
Y = [A sin (k.x – w.t) + A sin (k.x + w.t) ]
Y = A [sin (k.x- w.t) + sin (k.x + w.t)]
Ingat bahwa : sin a + sin b = 2 sin 1/2 (a + b). cos 1/2 (a- b)
Maka :
Y = A [2 sin 1/2 (k.x-w.t + k.x-w.t). cos 1/2 (k.x-w.t - k.x-w.t)
Y = A [ 2 sin 1/2 (k.x . cos 1/2 (-2 w.t)]
Y = A [2 sin k.x. cos w.t]
Dimana 2 A sin k.x = amplitude gelombang stationer
Menentukan letak simpul dan letak titik perut
1. letak simpul pada gelombang stationer pada ujung tetap
merupakan kelipatan genap dari seperempat lamda . secara matematik ditulis dengan :
x n+1 = 2n ( lamda /4) n : 0,1,2,…
2. letak perut gelombang stationer pada ujung tetap merupakan kelipatan ganjil dari seperempat lamda .
x n+1 = 2n+1 ( lamda /4) n : 0,1,2,…
Gelombang Stationer Padaujung Bebas
Y = A sin ( k.x – w.t) Y = - A sin ( k.x + w. t)
ujung O digetarkan naik turun dan ujung b dibiarkan bebas bergerak.pemantulan oleh ujung bebas meghasilkan gelombang pantul yang sefase dengan gelombang datang.
Y=Y1-Y2
Y = [A sin (k.x – w.t) - A sin (k.x + w.t) ]
Y = A [sin (k.x – w.t) - sin (k.x + w.t) ]
Y = A [2 cos 1/2 (k.x-w.t + k.x-w.t). sin 1/2 (k.x-w.t - k.x-w.t)
Y = A (2 cos k.x . sin w.t)
As= A (2 cos k.x)
Menentukan letak simpul dan letak titik perut pada gelombang stationer pada ujung bebas:
1. Letak simpul pada gelombang stationer pada ujung tetap
merupakan kelipatan genap dari seperempat lamda . secara matematik ditulis dengan :
x n+1 = 2n+1 ( lamda /4) n : 0,1,2,…
2. letak perut gelombang stationer pada ujung tetap merupakan kelipatan ganjil dari seperempat lamda .
x n+1 = 2n ( lamda /4) n : 0,1,2,…
Cepat Rambat Gelombang Taransversal Pada Dawai (Tali)
dari percobaan MELDE menyimpulkan bahwa cepat rambat gelombang transversal pada tali yaitu :
V : √ f / u
V : cepat rambat gelombang transversal
f : gaya tegangan tali
u: massa per satuan panjang (m /l )
