gelombang - qonitatul

GELOMBANG
Gulungan gelombang laut yang bergerak dari tengah, kemudian pecah di tepi pantai merupakan
suatu pemandangan indah ketika kita berada di pantai. Apalagi, jika kita bisa tinggal di daerah
pantai, pastinya kita dapat melihat pemandangan gulungan gelombang laut atau ombak setiap
harinya…. Gelombang laut merupakan salah satu contoh gelombang yang sering ditemui dalam
kehidupan sehari-hari. Contoh lainnya yang dapat kita temui adalah gelombang yang merambat
sepanjang tali yang terentang lurus, ketika kita menggerakkan tali naik turun, ketika anda
melemparkan sebuah batu kecil pada permukaan air yang tenang, akan muncul gelombang yang
berbentuk lingkaran dan bergerak ke luar, gelombang bunyi, dan banyak lainnya yang dapat kita
temui di kehidupan sehari-hari. Btw, sebenarnya gelombang itu apa ? terus apa yang menjadi
penyebab adanya gelombang ?
Ketika kita berbicara mengenai gelombang, kita tidak bisa mengabaikan getaran. Getaran dan
gelombang mempunyai hubungan yang erat sekali. Pokok bahasan getaran yang telah anda
pelajari di kelas XI, untuk mengingatkannya anda dapat mengamati gambar dibawah ini,
mudah-mudahan anda belum melupakannya,
Getaran atau osilasi merupakan gerak bolak balik suatu partikel secara periodik di sekitar titik
kesetimbangannya (jangan dihafal.. pahami saja), lebih sederhana getaran (osilasi) adalah
gerakan berulang pada lintasan yang sama. Getaran yang terjadi pada suatu benda disebabkan
oleh adanya gangguan yang diberikan pada benda tersebut. Ada dua contoh umum getaran yang
dapat kita temui dalam kehidupan sehari-hari, yakni getaran benda pada ayunan sederhana
(contoh getaran benda pada ayunan sederhana adalah getaran bandul)dan getaran benda pada
pegas dapat dilihat pada gambar,
Pada gambar disamping dapat diketahui :


Gambar A : ketika massa diujung pegas ditarik
dengan gaya F = kx (k = konst.)
Gambar B : akan ada gaya pulih (restoring force)
yang besarnya : F = -kx
Pada kasus getaran bandul dan getaran benda pada pegas, gangguan tersebut disebabkan oleh
adanya gaya luar (dalam hal ini kita yang menggerakan bandul atau benda pada pegas). Ada
banyak contoh getaran yang dapat dijumpai dalam kehidupan sehari-hari, seperti Garputala
bergetar ketika diberikan gangguan dengan cara memukul garputala tersebut. Kendaraan akan
bergetar ketika mesinnya dinyalakan atau jam weker, dalam hal ini kendaraan dan jam weker
tersebut diberi gangguan. Suara yang kita ucapkan tidak akan terdengar jika pita suara kita tidak
bergetar. Seindah apapun alunan musik, jika loudspeaker yang berfungsi sebagai sumber bunyi
dan gendang telinga kita sebagai penerima tidak bergetar, maka dapat dipastikan kita tidak akan
pernah mendengar musik tersebut.
Jenis-Jenis Getaran
 Getaran Teredam
Amplitudo semua pegas atau pendulum yang berayun pada kenyataannya perlahan-lahan
berkurang terhadap waktu.
Silinder oli
Batang piston
piston
oli

Getaran Paksa
Pada getaran yang dipaksakan, amplitudo getaran bergantung pada perbedaan frekuensi
alami benda (fo) dan frekuensi eksternal (f) dan mencapai maksimum ketika f = fo
Setiap gangguan yang diberikan kepada suatu benda akan menimbulkan getaran pada benda
tersebut dan getaran ini akan merambat dari suatu tempat ke tampat lain melalui suatu medium
tertentu (medium = perantara). Dalam hal ini, peristiwa perambatan getaran dari suatu tempat
ke tempat lain melalui suatu medium tertentu disebut gelombang. Dengan kata lain, gelombang
merupakan suatu getaran yang merambat dan getaran sendiri merupakan sumber gelombang.
Dan suatu medium disebut linear (gelombang berbeda di semua titik tertentu di medium yang
dapat dijumlahkan), terbatas (jika terbatas, lainnya disebut tak terbatas), seragam (dimana ciri
fisiknya tidak berubah pada titik berbeda), dan terakhir isotropik (dimana ciri fisiknya “sama”
pada arah berbeda).
Ketika kita melihat gelombang pada genangan air, seolah-olah tampak bahwa gelombang
tersebut membawa air keluar dari pusat lingkaran. Atau ketika menyaksikan gelombang laut
bergerak ke pantai, mungkin anda berpikir bahwa gelombang membawa air laut menuju ke
pantai. Kenyataannya bukan seperti itu, Sebenarnya yang anda saksikan adalah setiap partikel
air tersebut berosilasi (bergerak naik turun) terhadap titik setimbangnya.
Jika anda pernah mandi di laut ? pada saat air laut sedang bergelombang. Seandainya pernah,
pastinya anda akan merasa terhempas ketika diterpa gelombang laut. Mengapa tubuh kita
terhempas ketika diterpa gelombang laut ? Coba lakukan percobaan ini, guncangkan tangan
anda di dalam air kolam sampai air kolam tersebut bergelombang. Ketika air kolam menjadi
bergelombang, apakah anda merasakan dorongan yang ditimbulkan air tersebut ? efeknya
mungkin kecil, pasti anda merasakan dorongan air kolam. Kalau tidak coba minta bantuan
seorang teman untuk menggerakan salah satu ujung tali naik turun, sehingga tali tersebut
bergelombang dan anda berdiri di ujung tali yang lain. Usahakan agar anda berdiri tepat pada
ujung tali (talinya jangan dipegang, dibiarkan saja di lantai atau tanah). Ketika temanmu
menggerakan tali dengan kuat, pasti akan terasa sakit jika salah satu ujung tali mengenai tubuh
anda… mengapa demikian ? hal ini menunjukkan bahwa setiap gelombang selalu membawa
energi dari satu tempat ke tempat yang lain. Ketika mandi di laut, tubuh kita terhempas ketika
diterpa gelombang laut karena terdapat energi pada gelombang laut. Energi yang terdapat pada
gelombang laut bisa bersumber dari angin, dan lain-lain. Ketika anda mengguncangkan tangan
di dalam air kolam, sebenarnya anda sedang memindahkan energi pada air. Demikian juga
ketika teman anda menggerakan tali, pada saat itu terjadi perpindahan energi dari tangan ke tali,
yang kemudian membawanya sepanjang tali tersebut. Sakit yang dirasakan ketika salah satu
ujung tali mengenai tubuh anda, disebabkan karena energi pada tali dipindahkan pada bagian
tubuh yang bersentuhan dengan tali.
JENIS-JENIS GELOMBANG
Ada banyak contoh gelombang dalam kehidupan kita, secara umum hanya terdapat dua jenis
gelombang saja, yakni gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Pembagian jenis
gelombang ini didasarkan pada medium perambatan gelombang.
Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik merupakan gelombang yang membutuhkan medium untuk berpindah
tempat. Yang termasuk gelombang mekanik adalah gelombang laut, gelombang tali atau
gelombang bunyi. Kita dapat menyaksikan gulungan gelombang laut karena gelombang
menggunakan laut sebagai perantara. Kita bisa mendengarkan musik karena gelombang bunyi
merambat melalui udara hingga sampai ke telinga kita. Tanpa udara kita tidak akan
mendengarkan bunyi. Dalam hal ini udara berperan sebagai medium perambatan bagi
gelombang bunyi.
Gelombang mekanik terdiri dari dua jenis, yakni gelombang transversal (transverse wave) dan
gelombang longitudinal (longitudinal wave).
Gelombang Transversal
Suatu gelombang dapat dikelompokkan menjadi gelombang trasnversal jika partikel-partikel
mediumnya bergetar ke atas dan ke bawah dalam arah tegak lurus terhadap gerak gelombang.
Contoh gelombang transversal adalah gelombang tali. Ketika kita menggerakan tali naik turun,
tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang.
Bentuk gelombang transversal tampak seperti gambar di bawah,
Berdasarkan gambar di atas, tampak bahwa gelombang merambat ke kanan pada bidang
horisontal, sedangkan arah getaran naik-turun pada bidang vertikal. Garis putus-putus yang
digambarkan di tengah sepanjang arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium
(misalnya tali atau air). Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik terendah
disebut lembah. Amplitudo adalah ketinggian maksimum puncak atau kedalaman maksimum
lembah, diukur dari posisi setimbang. Jarak dari dua titik yang sama dan berurutan pada
gelombang disebut panjang gelombang (disebut lambda – huruf yunani). Panjang gelombang
juga bias dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari lembah ke lembah.
Gelombang Longitudinal
Pada gelombang longitudinal, arah getaran medium sejajar dengan arah rambat gelombang.
Contohnya gelombang bunyi dan gelombang pegas. Perhatikan gambar di bawah…
Pada gambar di atas tampak bahwa arah getaran sejajar dengan arah rambatan gelombang.
Serangkaian rapatan dan regangan merambat sepanjang pegas. Rapatan merupakan daerah di
mana kumparan pegas saling mendekat, sedangkan regangan merupakan daerah di mana
kumparan pegas saling menjahui. Pada gelombang longitudinal terdiri dari pola rapatan dan
regangan. Panjang gelombang adalah jarak antara rapatan yang berurutan atau regangan yang
berurutan.
Salah satu contoh gelombang logitudinal adalah gelombang suara di udara. Udara sebagai
medium perambatan gelombang suara, merapat dan meregang sepanjang arah rambat
gelombang udara. Berbeda dengan gelombang air atau gelombang tali, gelombang bunyi tidak
bisa kita lihat menggunakan mata. Anda suka mendengarkan musik ? coba sentuh loudspeaker
ketika dirimu sedang memutar lagu. Semakin besar volume lagu yang diputar, semakin keras
loudspeaker bergetar maju mundur. Dalam hal ini loudspeaker berfungsi sebagai sumber
gelombang bunyi dan memancarkan gelombang bunyi (gelombang longitudinal) melalui
medium udara. Sehingga sumber bunyi adalah getaran atau vibrasi.
 Infrasonic : < 20 Hz
 Audiosonic : 20 – 20.000 Hz
 Ultrasonic : > 20.000 Hz
Intensitas yang dapat didengar adalah
Kita bisa menyimpulkan beberapa hal penting tentang dengan gelombang mekanik adalah
1. Gelombang merupakan getaran yang merambat dengan laju tertentu melalui medium
tertentu. Medium yang dimaksudkan dapat berupa tali, air, pegas, tanah dan sebagainya.
Laju getaran yang merambat dikenal dengan julukan laju perambatan alias laju gelombang
(v). Laju gelombang ditentukan oleh sifat-sifat medium yang dilalui oleh gelombang. Jangan
kacaukan laju gelombang dengan laju medium yang dilalui oleh gelombang.
2. Medium yang dilalui oleh gelombang hanya bergerak bolak balik pada posisi setimbangnya,
medium tidak merambat seperti gelombang.
3. Gelombang bisa terjadi jika suatu medium bergetar atau berosilasi. Suatu medium bisa
bergetar atau berosilasi jika dilakukan usaha atau kerja pada medium tersebut. Dalam hal ini,
ketika usaha atau kerja dilakukan pada suatu medium maka energi dipindahkan pada
medium tersebut. Nah, ketika getaran merambat (getaran yang merambat disebut
gelombang), energi dipindahkan dari suatu tempat ke tempat lain melalui medium tersebut.
Gelombang tidak memindahkan materi atau medium yang dilaluinya, gelombang hanya
memindahkan energi.
Gelombang Elektromagnet
Gelombang elektromagnetik tidak membutuhkan medium. Gelombang juga bisa dikelompokkan
berdasarkan banyaknya dimensi yang dilalui gelombang ketika bergentanyangan dari suatu
tempat ke tempat lain. Berdasarkan banyaknya dimensi, gelombang bisa dikelompokkan
menjadi gelombang berdimensi satu, gelombang berdimensi dua, gelombang berdimensi tiga.
Gelombang tali dan gelombang pegas merupakan contoh gelombang berdimensi satu, riak air
termasuk gelombang berdimensi dua. Sebaliknya gelombang bunyi dan gelombang
elektromagnetik termasuk gelombang berdimensi tiga.