Getaran dan Gelombang
26 September 2020
Pernahkah kalian pergi berkunjung ke tepi pantai? Di sana kalian akan menemukan riak-riak air yang bergelombang. Hal yang sama juga terjadi ketika kalian menepuk air dalam bak dengan telapak tangan, atom menggoyangkan kan kan garis bolak-balik. Pengetahuan tentang ilmu gelombang telah dimanfaatkan dalam banyak bidang, terutama bidang industri dan teknologi. Misalnya: televisi, telepon, radio dan sebagainya.
A. Getaran
1. Getaran pada pegas
Getaran dapat kita definisikan sebagai gerak bolak-balik secara berkala suatu benda akibat pengaruh gaya dalam selang waktu yang tetap.
Sebagai contoh, kita tinjau sebuah pegas di atas bidang datar yang salah satu ujungnya direkatkan pada dinding dan ujung yang lain diberi beban m. Kondisi sistem kita asumsikan tidak terdapat gesekan antara benda dan permukaan bidang datar, seperti yang terlihat pada gambar di bawah.
Saat benda m ditarik dengan gaya F sejauh x dari posisi setimbangnya, pegas akan menghasilkan gaya sebagai reaksi terhadap gaya luar yang sama besar, yaitu
F = - kx
tanda minus menunjukkan bahwa gaya reaksi pada pegas berlawanan arah terhadap gaya luar yang mempengaruhinya (Hukum III Newton). setelah beban kita lepas maka gaya pegas akan menjadi gaya tarik terhadap m yaitu
F = ma
2. Hubungan antara Besaran Sudut, Periode dan Frekuensi adalah
T = periode getaran pegas dan benda (s)
m = massa benda (kg)
k = konstanta pegas (N/m)
f = frekuensi (Hz)
3. Kecepatang Getaran Pegas
Keterangan:
v = kecepatan (m/s)
x = simpangan (m)
k = konstanta (N/m)
m = massa benda (kg)
B. Gelombang
Gelombang adalah Getaran yang merambat,
Baik melalui medium maupun tanpa medium. Sampai saat ini pengetahuan manusia tentang gelombang telah dimanfaatkan dalam berbagai bidang kehidupan, misalnya: bidang kedokteran, militer, komunikasi, industri dan sebagainya.
1. Jenis-jenis Gelombang
Jenis gelombang berdasarkan arah rambat dan arah getar
berdasarkan arah rambat dan arah getarannya gelombang dapat kita bedakan menjadi 2 jenis yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
a. Gelombang transversal adalah gelombang yang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap arah getaran, misalnya: gelombang pada dawai dan permukaan air.
b. Gelombang longitudinal adalah gelombang yang getaran dan arah rambatnya searah. misalnya: gelombang bunyi atau gelombang suara.
Jenis gelombang berdasarkan medium rambat
Berdasarkan medium rambatnya, gelombang terbagi menjadi dua yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
a. Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium perantara. sebagai contoh: gelombang bunyi, gelombang pada tali dan sebagainya. Tanpa adanya medium perambatan gelombang bunyi tidak dapat merambat.
b. Gelombang elektromagnetik
gelombang jenis ini tidak memerlukan medium perantara. Yang termasuk dalam gelombang elektromagnetik, misalnya: gelombang cahaya, gelombang sinar X, gelombang radio dan sebagainya.