gelombang mekanik

Gelombang didefinisikan sebagai energi getaran yang merambat. Dalam kehidupan sehari-hari banyak orang berfikir bahwa yang merambat dalam gelombang adalah getarannya atau partikelnya, hal ini sedikit tidak benar karena yang merambat dalam gelombang adalah energi yang dipunyai getaran tersebut. Dari sini timbul benarkan medium yang digunakan gelombang tidak ikut merambat? padahal pada kenyataannya terjadi aliran air di laut yang luas. Menurut aliran air dilaut itu tidak disebabkab oleh gelombang tetapi lebih disebabkan oleh perbedaan suhu pada air laut. Tapi mungkin juga akan terjadi perpindahan partikel medium, ketika gelombang melalui medium zat gas yang ikatan antar partikelnya sangat lemah maka sangat dimungkinkan partikel udara tersebut berpindah posisi karena terkena energi gelombang. Walau perpindahan partikelnya tidak akan bisa jauh tetapi sudah bisa dikatakan bahwa partikel medium ikut berpindah.

Gelombang berdasarkan mediumnya dibedakan menjadi 2 macam

• Gelombang mekanik yaitu gelombang yang dalam perambatannya membutuhkan medium. Contoh gelombang mekanik adalah gelombang bunyi.
• Gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang dalam perambatannya tidak membutuhkan medium. Contoh gelombang elekromagnetik adalah gelombang cahaya.

Gelombang berdasarkan arah rambatnya dibedakan menjadi 2 macam

• Gelombang Longitudinal adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Contohnya adalah gelombang bunyi.
• Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya. Contohnya gelombang cahaya.

Besaran dalam gelombang hampir sama dengan besaran dalam getaran. Besarannya adalah sebagai berikut ini:

1. Periode (T) adalah banyaknya waktu yang diperlukan untuk satu gelombang.
2. Frekuensi (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu 1 sekon.
3. Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum suatu gelombang.
4. Cepat rambat (v) adalah besarnya jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu.
5. Panjang gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam 1 periode. Atau besarnya jarak satu bukit satu lembah.

Persamaan yang digunakan dalam gelombang adalah sebagai berikut :

T = t/n

f = n/t

dan

T = 1/f

f = 1/T

dimana : T adalah periode (s)

t adalah waktu (s)

n adalah banyaknya gelombang (kali)

f adalah frekuensi (Hz)

Untuk menentukan cepat rambat gelombang digunakan persamaan ;

v = λ.f atau v = λ/T

Dimana λ adalah panjang gelombang (m)

v adalah cepat rambat gelombang (m/s)

- Berdasarkan arah getar:

1. Gelombang transversal Þ arah getarnya tegak lurus arah rambatnya.
2. Gelombang longitudinal Þ arah getarnya searah dengan arah rambatnya.

- Berdasarkan cara rambat dan medium yang dilalui :

1. Gelombang mekanik Þ yang dirambatkan adalah gelombang mekanik dan untuk perambatannya diperlukan medium.

2. Celombang elektromagnetik Þyang dirambatkan adalah medan listrik magnet, dan tidak diperlukan medium.

- Berdasarkan amplitudonya:

1. Gelombang berjalan Þ gelombang yang amplitudonya tetap pada titik yang dilewatinya.

2. Gelombang stasioner Þ gelombang yang amplitudonya tidak tetap pada titik yang dilewatinya, yang terbentuk dari interferensi dua buah gelombang datang dan pantul yang masing-masing memiliki frekuensi dan amplitudo sama tetapi fasenya berlawanan.

Persamaan Gelombang Berjalan

y=Asin(awt-kx)
y=A sin 2p/T (t- x/v )
y=A sin 2p (t/T-x/l)

Tanda (-) menyatakan gelombang merambat dari kiri ke kanan

A = amplitudo gelombang (m)
l = v.T = panjang gelombang (m)
v = cepat rambat gelombang (m/s)
k = 2p/l = bilangan gelombang (m')
x = jarak suatu titik terhadap titik asal (m)

Sudut fase gelombang (q)	Fase gelombang (F)	Beda fase gelombang (AF)
q = 2p [(t/T) - (x/l)	F = (t/T) - (x/l)	DF= Dx/l =( X2-X1)/l

Contoh:
Sebuah sumber bunyi A menghasilkan gelombang berjalan dengan cepat rambat 80 m/det, frekuensi 20 Hz den amplitudo 10 cm. Hitunglah fase den simpangan titik B yang berjarak 9 meter dari titik A, pada saat titik Asudah bergetar 16 kali !

Jawab:
f = 20 Hz ® perioda gelombang : T = 1/20 = 0,05 detik
panjang gelombang: l = v/f = 80/20 = 4 m

titik A bergetar 16 kali waktu getar t = 16/20 = 0,8 detik

fase titik B: FB = t/T - x/l = 0,8/0,05 - 9/4 = 13 ¾ = ¾ (ambil pecahaanya)

simpangan titik B: YB = A sin 2p (t/T - x/l) = 10 sin 2p (¾) = 10 sin 270 = -10 cm

(tanda - menyatakan arah gerak titik B berlawanan dengan arah gerak awal titik A).

Cepat Rambat Gelombang Cepat rambat gelombang transversal dalam dawai/tali :	Cepat rambat gelombang dalam semua medium(umum) :
v = ÖF/m F = gaya tegang tali = m.g gaya beban m = massa tali / panjang tali = m/l	v= l.f l = panjang gelombang (m) f =frekuensi gelombang (Hz)
Cepat rambat gelombang bunyi(longitudinal) dalam :	Cepat rambat gelombang bunyi (longitudinal)dalam gas :
zat padat v = ÖE/r zat cair v = ÖB/r E = modulus elastis zat padat B = modulus Bulk zat cair p = kerapatan medium perambat	v = Ög P/r P = tekanan gas (N/m2) Jika perambatan bunyi dalam gas dianggap sebagai proses adiabatik maka v= Ög RT/M g = Cp/Cv = kons. Laplace. r = kerapatan gas T = suhu mutlak M = massa satu mol gas(BM)