Pernahkah kamu melihat jam dinding yang memakai
bandul? Jarum jam tersebut bergerak akibat adanya gerak
bolak-balik bandul. Gerakan bandul itu disebut getaran.
Marilah kita selidiki apa sebenarnya getaran itu.
Sesaat setelah gaya tarik kamu lepaskan, bandul bergerak
bolak-balik melalui titik setimbang. Gerak seperti ini disebut
getaran. Jadi, getaran adalah gerak bolak-balik melalui titik
setimbang. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali
bergetar penuh, yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut.
B. Ciri-Ciri Suatu Getaran
Getaran merupakan jenis gerak yang mudah kamu jumpai
dalam kehidupan sehari-hari, baik gerak alamiah maupun
buatan manusia. Semua getaran memiliki ciri-ciri tertentu.
Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali
getaran disebut periode getar yang dilambangkan dengan (T).
Banyaknya getaran dalam satu sekon disebut frekuensi (f). Suatu
getaran akan bergerak dengan frekuensi alamiah sendiri.
Hubungan frekuensi dan periode secara matematis
ditulis sebagai berikut.
T =1\f
dengan: T = periode (s)
f = banyaknya getaran per sekon (Hz)
Satuan periode adalah sekon dan satuan frekuensi
adalah getaran per sekon atau disebut juga dengan hertz
(Hz), untuk menghormati seorang fisikawan Jerman yang
berjasa di bidang gelombang, Hendrich Rudolf Hertz. Jadi,
satu hertz sama dengan satu getaran per sekon.
C. Pengertian Gelombang
Pernahkah kamu pergi ke pantai? Tentu sangat
menyenangkan,
bukan? Demikian indahnya ciptaan Tuhan.
Di pantai kamu bisa melihat ombak. Ombak tersebut
terlihat bergelombang dari tengah menuju pantai dan
semakin lama semakin kecil, lalu akhirnya menerpa pesisir
pantai. Jadi, apa sebenarnya ombak itu?
Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide. Selain radiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasional, yang bisa berjalan lewat vakum, gelombang juga terdapat pada medium (yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya memulihkan yang lentur) di mana mereka dapat berjalan dan dapat memindahkan energi dari satu tempat kepada lain tanpa mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara masal. Malahan, setiap titik khusus berosilasi di sekitar satu posisi tertentu.
D. Gelombang Mekanik
Memerlukan Medium untuk
Merambat
Gelombang merupakan salah satu konsep Fisika yang
sangat penting untuk dipelajari karena banyak sekali gejala
alam yang menggunakan prinsip gelombang. Sebagai
makhluk yang paling pandai, manusia memiliki kewajiban
untuk selalu mempelajari gejala alam ciptaan Tuhan untuk
mengambil manfaat bagi kehidupan manusia. Kamu dapat
berkomunikasi dengan orang lain sebagian besar dengan
memanfaatkan gelombang suara atau gelombang bunyi.
Kamu dapat mendengarkan radio atau menonton televisi
karena adanya gelombang radio.
Berdasarkan medium perambatnya, 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 elektromagnetik adalah
gelombang yang dapat merambat tanpa medium, misalnya
gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar.
Dari kedua jenis gelombang tersebut, yang akan kamu
pelajari adalah gelombang mekanik.
Berdasarkan arah perambatannya, gelombang mekanik
dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang transversal
dan gelombang longitudinal.
1. Gelombang Transversal
Pada saat kamu menggetarkan slinki ke arah samping,
ternyata arah rambat gelombangnya ke depan, tegak lurus
arah rambatnya. Gelombang seperti ini disebut gelombang
transversal. Jadi, gelombang transversal adalah gelombang
yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya.
Contoh lain dari gelombang transversal adalah
gelombang pada permukaan air, dan semua gelombang
elektromagnetik, seperti gelombang cahaya, gelombang
radio, ataupun gelombang radar.
2. Gelombang Longitudinal
Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah
getarnya tegak lurus dengan arah rambatan. Pada saat kamu mendorong slinki searah dengan
panjangnya, gelombang akan merambat ke arah temanmu
berbentuk rapatan dan renggangan. Jika kamu perhatikan,
arah rambat dan arah getarnya ternyata searah. Gelombang
seperti itu disebut gelombang longitudinal. Jadi, gelombang
longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar
dengan arah rambatannya. Gelombang bunyi dan gelombang pada gas yang
ditempatkan di dalam tabung tertutup merupakan contoh
gelombang longitudinal. Pernahkah kamu memompa ban
sepeda atau menggunakan alat suntik mainan? Pada saat
kamu menggunakan pompa, kamu mendorong atau menekan
alat tersebut. Partikel-partikel gas dalam pompa membentuk
pola rapatan dan renggangan sehingga mendorong udara
keluar.
E. Panjang Gelombang
Kamu sudah mengetahui bahwa pola gelombang transversal
berbentuk bukit dan lembah gelombang, sedangkan
pola
gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan renggangan.
Panjang satu bukit dan satu lembah atau satu rapatan dan satu
renggangan didefinisikan sebagai panjang satu gelombang.
Pada pembahasan tentang getaran kamu sudah mengetahui
tentang periode getaran. Besaran tersebut identik
dengan periode gelombang. Periode gelombang adalah
waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu panjang
gelombang. Jadi, satu gelombang dapat didefinisikan sebagai
yang ditempuh panjang satu periode. Panjang gelombang
dilambangkan dengan λ (dibaca lamda). Satuan panjang
gelombang dalam SI adalah meter (m).
Marilah kita pelajari panjang gelombang transversal dan
panjang gelombang longitudinal.
1. Panjang Gelombang Transversal
Jika kamu menggerakkan slinki tegak lurus dengan arah
panjangnya, terbentuklah bukit dan lembah gelombang.
Pola tersebut adalah pola gelombang transversal. Bukit gelombang adalah lengkungan a-b-c
sedangkan lembah gelombang adalah lengkungan c-d-e.
Titik b disebut puncak gelombang dan titik d disebut dasar gelombang.
Kedua titik ini disebut juga perut gelombang.
Adapun titik a, c, atau e disebut simpul gelombang. Satu
panjang gelombang transversal terdiri atas satu bukit
dan satu lembah gelombang. Jadi, satu gelombang adalah
lengkungan a-b-c-d-e atau b-c-d-e-f. Satu gelombang sama
dengan jarak dari a ke e atau jarak b ke f.
Amplitudo gelombang adalah jarak b-b’ atau jarak d-d’.
Kamu dapat menyebutkan panjang gelombang yang lain,
yaitu jarak f-j atau jarak i-m.
Amplitudo gelombang adalah jarak b-b’ atau jarak d-d’.
Kamu dapat menyebutkan panjang gelombang yang lain,
yaitu jarak f-j atau jarak i-m. Pada Gambar 12.12 terdiri atas
4 gelombang.
2. Panjang Gelombang Longitudinal
Jika kamu menggerakkan slinki searah dengan
panjangnya dengan cara mendorong dan menariknya,
Satu panjang gelombang adalah jarak antara satu rapatan
dan satu renggangan atau jarak dari ujung renggangan
sampai ke ujung renggangan berikutnya.
F. Cepat Rambat Gelombang
Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung
yang lain memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh
jarak tertentu dalam waktu tertentu pula. Dengan demikian,
secara matematis, hal itu dituliskan sebagai berikut.
v = s\t
Karena jarak yang ditempuh dalam satu periode (t = T)
adalah sama dengan satu gelombang (s = ) maka:
v = λ\T = f\λ
dengan: v = cepat rambat gelombang (m/s)
T = periode gelombang (s)
λ = panjang gelombang (m)
G. Pemantulan Gelombang
Pada saat kamu berteriak di lereng sebuah bukit, kamu
akan mendengar suaramu kembali setelah beberapa saat.
Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat dipantulkan. Bunyi
merupakan salah satu contoh gelombang mekanik.
salah satu sifat
gelombang adalah dapat dipantulkan. Dalam kehidupan
sehari-hari, kamu sering melihat pemantulan gelombang air
kolam oleh dinding kolam, ataupun gelombang ombak laut
oleh pinggir pantai. Dapat diterimanya gelombang radio dari
stasiun pemancar yang sedemikian jauh juga menunjukkan
bahwa gelombang radio dapat dipantulkan atmosfer bumi.
