Getaran, Gelombang, dan Bunyi

Gelombang

Gelombang

Gelombang dapat dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Gelombang Mekanik
adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, misalnya gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi.

Gelombang yang terjadi pada tali jika salah satu ujungnya digerak-gerakkan.

Gelombang Elektromagnetik
adalah gelombang yang dapat merambat tanpa medium, misalnya gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar.

Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatannya tegak lurus arah getarannya ( usikannya ).
Perhatikan ilustrasi berikut ini !

Contoh gelombang transversal :
- getaran sinar gitas yang dipetik
- getaran tali yang digoyang-goyangkan pada salah satu ujungnya

Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah rambatannya sejajar dengan arah getarnya ( arah usikannya )

perhatikan ilustrasi berikut

Contoh gelombang longitudinal :
- gelombang pada slinki yang diikatkan kedua ujungnya pada statif kemudian diberikan usikan pada salah satu ujungnya

- gelombang bunyi di udara

Panjang Gelombang
adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu periode dengan satuan meter.
-panjang gelombang dari gelombang universal

Pada gelombang transversal, satu gelombang terdiri atas 3 simpul dan 2 perut. Jarak antara dua simpul atau dua perut yang berurutan disebut setengah panjang gelombang atau ½ λ (lambda)

-Panjang gelombang dari gelombang longitudinal

Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1l) terdiri dari 1 rapatan dan 1 reggangan.


Frekuensi Gelombang
adlah jumlah gelombang yang melewati suatu titik atau sistem dengan satuan tiap sekon atau hertz.

Periode Gelombang
adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang ntuk menempuh satu gelombang penuh dengan satuan sekon(s)

cepat rambat gelombang
adalah gerak yang ditempuh oleh gelombang selama satu satuan waktu.Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan v dan satuannya m/s atau m s^-1. Hubungan antara v, f, λ, dan T adalah sebagai berikut :

Keterangan :
 λ= panjang gelombang , satuannya meter ( m )
v = kecepatan rambatan gelombang, satuannya meter / sekon ( ms^-1 )
T = periode gelombang , satuannya detik atau sekon ( s )
f = frekuensi gelombang, satuannya 1/detik atau 1/sekon ( s^-1 )

Interferensi (penyerapan)
adalah perpaduan dua gelombang atau lebih yang koheran (memiliki frekuensi dan selisih fase tetap)

Difraksi(pelenturan)
adalah peristiwa penyebaran berkas gelombang setelah melewati celah sempit. Peristiwa difraksi dapat diamati dengan menggunakan tangki riak.

Polarisasi(penyerapan)
adalah penyerapan sebagian arah getar gelombang sehingga gelombang tersebut kehilangan sebagian arah getarnya.

Reflekasi(pemantulan)
dapat dikatakan sebagai perubahan arah gelombang karena kuatnya bidang batas antara dua medium (terdapat suatu penghalang).Jika gelombang melalui suatu rintangan atau hambatan, misalnya benda padat, maka gelombang tersebut akan dipantulkan.

Berikut ini adalah contoh pemantulan pada gelombang tali

pemantulan ujung terikat

pemantulan ujung bebas

Pemantulan gelombang pada ujung tetap akan mengalami perubahan bentuk atau fase. Akan tetapi pemantulan gelombang pada ujung bebas tidak mengubah bentuk atau fasenya.

Contoh Soal :

1. Dalam 1 sekon dihasilkan gelombang seperti gambar di bawah ini

a. berapakah frekuensi gelombang tersebut?

b. Bila jarak PQ = 2 cm, maka berapakah ?

Penyelesaian :

Menurut gambar, gelombang yang terjadi sebanyak 2 gelombang. Berarti, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz.

Pada gambar terjadi 2 gelombang ( 2λ ). Jadi 2 λ= 2 cm atau λ= 1 cm.

2. Seutas tali yang panjangnya 8 m direntangkan lalu digetarkan. Selama 2 sekon terjadi gelombang seperti pada gambar berikut! Tentukan λ, f, T, dan v.

Penyelesaian :

Dari gambar terjadi gelombang sebanyak 4 λ.

Berarti : 4λ= 8 m sehingga λ = 8/4 = 2 m

Selama 2 sekon terjadi 4 λ atau selama 1 sekon terjadi 2λ

Jadi, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz

T = 1/f = ½ sekon sehingga v =λ f = 2 m x 2 Hz = 4 m s^-1

Dispresi
adalah perisiwa penguraian cahaya polikromatik(putih) menjadi cahaya-cahaya monokrobatik (me,ji,ku,hi,bi,ni,u) pada prisma lewat pembiasan.

Getaran

Getaran

Definisi Getaran
Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan.

Getaran adalah gerak bolak – balik di sekitar titik setimbang;

2 = titik setimbang ;  1 dan 3 = titik terjauh (Amplitudo)

Beberapa Contoh Getaran

Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain :
- sinar gitar yang dipetik
- bandul jam dinding yang sedang bergoyang

- ayunan anak-anak yang sedang dimainkan

- mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya.

- Pegas yang diberi beban.

Getaran Harmonis 

adalah gerak bolak balik benda secara periodik yang melewati titik keseimbangan.

Periode dan Frekuensi Getaran
Perhatikan gambar berikut ini!

• titik A merupakan titik keseimbangan
• simpangan terbesar terjauh bandul ( ditunjuk kan dengan jarak AB = AC ) disebutamplitudo getaran
• jarak tempuh B – A – C – A – B disebut satu getaran penuh

Amplitudo
Dalam gambar 2 telah disebutkan bahwa amplitudo adalah simpangan terbesar dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter.




Periode Getaran
Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu getaran dan diberi simbol T. Untuk gambar ayunan di atas, jika waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, ke C, ke A, dan kembali ke B adalah 0,2 detik, maka periode getaran bandul tersebut 0,2 detik atau T = 0,2 detik = 0,2 s
Periode suatu getaran tidak tergantung pada amplitudo getaran




Frekuensi Getaran
Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f. Untuk sistem ayunan bandul di atas, jika dalam waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, A ke C, C ke A, dan kembali ke B sama dengan 0,2 detik, maka :
- dalam waktu 0,2 detik bandul menjalani satu getaran penuh
- dalam waktu 1 detik bandul menjalani 5 kali getaran penuh
Dikatakan bahwa frekuensi getaran sistem bandul tersebut adalah 5 getaran/detik atau f = 5 Hz.





Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran
Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas, diperoleh hubungan :

Keterangan :
T = periode, satuannya detik atau sekon
f = frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s^-1 atau Hz

Contoh Soal :
1. Dalam 1 sekon, lintasan yang ditempuh beban pada Gambar 1 adalah 2-1-3-1-2-1-3. Berapakah frekuensi dan periode getaran tersebut?
Penyelesaian :
Jumlah getaran yang terjadi adalah 1,5 getaran. Waktu untuk menempuh 1,5 getaran adalah 1 sekon. Jadi frekuensi f = 1,5 getaran / sekon = 1,5 Hz. Dan periode T :

Jadi waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran penuh adalah 0,67 sekon.
2. Pada selang waktu 2 sekon terjadi gerakan bolak – balik sebanyak 10 kali. Tentukanlah frekuensi dan periodenya.
Penyelesaian :
Dalam 2 sekon terjadi 10 getaran. Berarti dalam 1 sekon terjadi 5 getaran, sehinga frekuensi f = 5 Hz, dan
periode T :