Halo sobat, bagaimana kabarmu hari ini? semoga sehat selalu dan tetap semangat belajar ya..
Oh ya di zaman yang serba modern seperti sekarang, tentunya sobat semua sudah tak asing lagi dengan yang namanya musik.
Berbicara mengenai musik tentunya tak lepas dari alat alat musik semisal gitar, drum, piano dsb. Pada saat alat musik tersebut dimainkan akan terciptalah sebuah irama suara yang indah untuk didengarkan.
Pada alat musik gitar, dibalik indahnya suara yang dihasilkan ternyata terdapat suatu proses fisika yang berlangsung didalamnya.
Jika diamati Pada saat dawai dipetik, akan tercipta gelombang sepanjang lintasan dawai, apabila gelombang sudah mencapai ujung dawai yang diikat, gelombang akan dipantulkan kembali, nah gelombang tersebutlah yang dikenal dengan gelombang stasioner.
Setelah mengamati gelombang stasioner pada dawai gitar, kini saatnya sobat mengamati gelombang berjalan. Sebuah batu dilemparkan ke dalam genangan air, pada saat batu dilemparkan muncul muncul gelombang air , nah gelombang air tersebut merupakan contoh dari gelombang berjalan. Untuk mengenal lebih jelas mengenai gelombang stasioner dan gelombang berjalan, yuk simak uraian berikut…
Besaran Besaran Dalam Gelombang
Membahas tentang gelombang tentunya tak lepas dari besaran besaran,Berikut ini beberapa besaran besaran pada gelombang;
1) Panjang Gelombang
Panjang satu gelombang dinyatakan sebagai panjang antara satu bukit dan satu lembah atau jarak antara puncak yang letaknya berdekatan
Simak gambar berikut untuk mengetahui cara menentukan panjang gelombang;
Berapakah Jumlah gelombang yang terbentuk pada gambar diatas? Karena terdapat dua puncak dan dua embah, maka jumlah gelombangnya sebanyak dua buah. Berapakah panjang satu gelombang? jika kita misalkan panjang titik AX 10m, maka panjang satu gelombangnya dirumuskan dengan;
2) Periode dan Frekuensi
- Periode
Periode diartikan sebagai waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menempuh satu panjang gelombang, secara matematis dirumuskan dengan;
Keterangan;
T = periode (s),
t = waktu tempuh gelombang (s), dan
n = banyaknya gelombang.
- Frekuensi
Frekuensi yaitu banyaknya jumlah gelombang yang terbentuk dalam waktu satu sekon. Secara matematis frekuensi dapat dirumuskan dengan;
Keterangan;
f = frekuensi (Hz),
n = banyaknya gelombang
t = waktu tempuh gelombang (s),
3) Cepat rambat gelombang
Cepat rambat gelombang yaitu jarak tempuh gelombang tiap sekon, secara matematis cepat rambat gelombang dirumuskan dengan;
Keterangan;
f = frekuensi (Hz),
T = periode gelombang (s),
v = cepat rambat gelombang (m/s), dan
λ = panjang gelombang (m)
4) Gelombang berjalan
Gelombang yang terjadi pada saat pelemparan batu kedalam air, merupakan salah satu contoh gelombang berjalan. Lalu apa yang dimaksud dengan gelombang berjalan itu?
Gelombang berjalan yaitu gelombang yang mempunyai amplitudo tetap. Artinya titik titik yang dilalui oleh gelombang mengalami getaran harmonik dengan amplitudo tetap. Dalam mempelajari gelombang berjalan , ada beberapa persamaan yang perlu untuk diketahui, sebagai berikut.
5) Persamaan simpangan
Gelombang berjalan mempunyai persamaan simpangan yakni
Keterangan;
y = simpangan (m),
A = amplitudo gelombang (m),
𝜔 = kecepatan sudut gelombang (rad/s),
t = lamanya gelombang bergetar (s);
T = periode gelombang (s),
k = bilangan gelombang,
x = jarak titik ke sumber getar (m), dan
λ = panjang gelombang (m).
6) Persamaan Kecepatan
Sebagaimana yang kita ketahui bahwa kecepatan merupakan turunan pertama dari jarak dan simpangan. Sehingga , persamaan kecepatan yaitu persamaan yang diturunkan dari persamaan simpangan. Secara matematis persamaan kecepatan dirumuskan dengan;
keterangan;
v = kecepatan (m/s), dan
y = simpangan gelombang (m).
7) Persamaan Percepatan
Seperti pada kecepatan, persamaan percepatan termasuk turunan pertama dari kecepatan dan turunan kedua dari simpangan. Secara matematis persamaan percepatan dirumuskan dengan;
keterangan;
a = percepatan (m/s2),
v = kecepatan gelombang (m/s), dan
y = simpangan (m).
8) Sudut fase gelombang
Sudut fase yaitu sudut yang ditempuh oleh benda yang bergetar. sudut fase dinyatakan dalam fungsi sinus dari persamaan umum gelombang , dan secara matematis dirumuskan dengan;
9) Fase gelombang
fase gelombang yaitu besaran yang memiliki kaitan dengan simpangan dan arah gerak gelombang. fase gelombang secara matematis dirumuskan dengan;
10) Beda Fase
Beda fase yaitu perbedaan fase gelombang atau tahapan gelombang, yang secara matematis dirumuskan dengan;
dua buah titik tidak mempunyai fase sama dengan syarat ;
dua buah titik tidak mempunyai fase berlawanan dengan syarat ;
Gelombang Stasioner
Gelombang stasioner yaitu perpaduan antara dua buah gelombang yang mempunyai amplitudo yang selalu berubah , artinya semua titik yang dilalui oleh gelombang ini tidak mempunyai amplitudo yang sama. Pada saat membahas gelombang stasioner, sobat akan berjumpa dengan istilah perut dan simpul. Perut diartikan sebagai titik amplitudo maksimum, sedangkan simpul diartikan sebagai titik amplitudo minimum.
Gelombang stasioner dibagi menjadi dua, yakni gelombang stasioner ujung bebas, dan gelombang stasioner ujung tetap. berikut uraiannya;
Gelombang stasioner ujung bebas
Gelombang stasioner ujung bebas tidak mengalami fase pembalikan. Dengan artian fase gelombang yang datang dan pantul adalah sama, beda fasenya sama dengan nol, seperti pada gambar berikut;
perpaduan antara gelombang datang serta gelombang pantul pada ujung bebas menghasilkan persamaan ;
keterangan;
Ap = amplitudo gelombang stasioner (m),
Yp = simpangan gelombang stasioner (m),
𝜔 = kecepatan sudut gelombang (rad/s),
t = lamanya gelombang bergetar (s),
k = bilangan gelombang, dan
x = jarak titik ke sumber getar (m).
- Untuk menentukan letak perut pada ujung bebas dapat digunakan persamaan;
- Untuk menentukan simpul pada ujung bebas dapat digunakan persamaan;
Gelombang stasioner ujung tetap
Gelombang stasioner ujung tetap mempunyai rumus persamaan ;
keterangan;
Yp = simpangan gelombang stasioner (m),
Ap = amplitudo gelombang stasioner (m),
𝜔 = kecepatan sudut gelombang (rad/s),
t = lamanya gelombang bergetar (s),
k = bilangan gelombang, dan
x = jarak titik ke sumber getar (m).
- Untuk menentukan letak perut pada ujung tetap dapat digunakan persamaan;
- Untuk menentukan simpul pada ujung tetap dapat digunakan persamaan;
Setelah belajar konsep dasarnya, yuk kita simak contoh soal beserta pembahasannya supaya sobat semua lebih mudah memahaminya..
Contoh soal1
Sebuah gelombang berfrekuensi 500 Hz merambat dengan kecepatan 300 m/s. tentukanlah jarak antara dua titik yang berbeda dengan sudut fase 60o!
pembahasan;
diketahui;
f = 500 Hz,
v = 300 m/s, dan
∆θp = 60o
ditanya, ∆x = ….?
penyelesaiannya;
pertama tama tentukanlah panjang gelombangnya, sehingga
kemudian gunakan rumus beda fase;
Jadi, jarak antara dua titik yang berbeda dengan sudut fase 60o yaitu 0,1 m.
Contoh soal2
pembahasan;
diketahui;
ditanya; jarak antara perut dan simpul yang berdekatan = ….?
penyelesaiannya;
untuk menentukan jarak antara perut dan simpul yang berdekatan, maka kita tentukan nilainya saat n = 0
sehingga, jarak antara perut dan simpul yang berdekatan dapat dirumuskan dengan;
jadi, jarak antara perut dan simpul yang berdekatan yaitu sebesar 0,125 m.
Nah demikian sobat sedikit pembahasan mengenai Gelombang Berjalan dan Stasioner yang dapat kami sampaikan, semoga bermanfaat 🙂 🙂 🙂