Gelombang Mekanik: Pengertian, Sifat, Rumus, Contoh Soal
Dalam kehidupan sehari-hari, manusia selalu diasosiasikan dengan ombak. Jenis-jenis gelombang dibedakan berdasarkan arah rambat dan arah getaran, medium, dan amplitudo gelombang. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium perambatan agar dapat merambat dari sumber getaran. Banyak contoh gelombang dalam kehidupan sehari-hari yang termasuk ke dalam gelombang mekanik seperti gelombang bunyi, gelombang tali dan gelombang air.
Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik merupakan jenis gelombang yang dibedakan berdasarkan medium perambatannya. Gelombang mekanik adalah getaran yang mengirimkan energi melalui media perambatan tertentu, baik itu cair, padat atau udara.
Contoh gelombang mekanik adalah gelombang bunyi yang merambat melalui media udara sehingga dapat didengar oleh telinga manusia. Oleh karena itu, gelombang mekanik tidak dapat merambat jika tidak ada medium sama sekali.
Baca Juga:
Contohnya adalah seorang astronot di luar angkasa ketika berbicara, suaranya tidak akan terdengar oleh rekan-rekannya karena tidak ada medium perambatan. Luar angkasa adalah ruang hampa, jadi tidak ada media perambatan.
Gelombang bergerak mentransfer energi saat bergerak dari sumber ke tujuan dikenal sebagai gelombang berjalan.
Selain dibedakan berdasarkan medium perambatannya, gelombang dapat dibedakan berdasarkan arah getar dan arah rambatnya, yaitu gelombang longitudinal dan gelombang transversal.
Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah jenis gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Arah getaran gelombang transversal adalah ke atas dan ke bawah, sedangkan arah perambatan gelombang transversal adalah ke kanan atau ke kiri.
Baca Juga:
Contoh gelombang transversal adalah gelombang air, gelombang listrik dan gelombang elektromagnetik. Di bawah ini diperlihatkan gambar gelombang transversal.
Gelombang transversal memiliki puncak gelombang, yaitu titik yang dicapai gelombang ketika mencapai deviasi maksimum ke atas.
Sedangkan ketika gelombang transversal menyentuh deviasi maksimum di sisi bawah, titik yang dicapai di bawahnya disebut sebagai titik lembah gelombang. Jarak yang terbentuk dari normal ke puncak dan lembah gelombang dikenal sebagai amplitudo.
Panjang satu gelombang transversal adalah jarak antara dua titik yang memiliki fase gelombang yang sama, misalnya jarak dari dua puncak gelombang. Di bawah ini diperlihatkan gambar panjang satu gelombang transversal, amplitudo dan seterusnya.
Baca Juga:
Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah jenis gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Contoh mudah melihat skema gelombang longitudinal adalah pada getaran pegas. Di bawah ini adalah gambar gelombang longitudinal.
Arah getaran gelombang longitudinal adalah ke kanan dan ke kiri sedangkan arah perambatannya adalah ke kanan sesuai dengan gambar di atas. Komponen gelombang longitudinal terdiri dari regangan dan kerapatan.
Sedangkan panjang satu gelombang longitudinal adalah jarak antara dua bentangan atau jarak antara dua rapatan atau dapat juga dikatakan bahwa panjang satu gelombang terdiri dari satu rapatan dan satu bentangan. Berikut adalah gambar komponen gelombang longitudinal.
Ciri-Ciri Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik memiliki beberapa ciri khusus sebagai berikut:
Baca Juga:
- Gelombang mekanik membutuhkan medium untuk merambat
- Gelombang mekanik memiliki komponen frekuensi gelombang
- Gelombang mekanik memiliki kecepatan rambat gelombang
- Gelombang mekanik memiliki panjang gelombang yang merupakan jarak antara dua titik yang memiliki fase gelombang yang sama
Formula Gelombang Mekanik
Rumus Panjang Gelombang
Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu periode atau satu detik. Baik gelombang longitudinal maupun gelombang transversal, panjang satu gelombang terdiri dari jarak antara dua titik yang memiliki fase gelombang yang sama.
Panjang gelombang ditulis dengan simbol λ (lambda). Satuan panjang gelombang dalam Sistem Internasional (SI) adalah meter (m).
Panjang gelombang (λ) dapat dihitung dengan membagi jarak gelombang dengan jumlah gelombang yang ditempuh.
Informasi:
Baca Juga:
x = jarak panjang gelombang (m)
n = jumlah gelombang yang terbentuk
atau
λ = vx T
Informasi:
Baca Juga:
v = kecepatan rambat gelombang (m/s)
T = periode gelombang (s)
Rumus Periode Gelombang
Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melewati satu gelombang penuh. Periode gelombang dilambangkan dengan huruf T. Satuan periode gelombang dalam Sistem Internasional (SI) adalah sekon atau sekon.
Informasi:
n = jumlah gelombang
t = waktu (s)
Baca Juga:
Formula Frekuensi Gelombang
Frekuensi adalah jumlah gelombang yang dibentuk oleh gelombang selama satu detik. Frekuensi dilambangkan dengan huruf f. Berdasarkan Sistem Internasional (SI), satuan frekuensi menggunakan Hertz (Hz).
Informasi:
n = jumlah gelombang
t = waktu (s)
Hubungan antara frekuensi gelombang dan periode gelombang dapat digambarkan dengan menggunakan persamaan di bawah ini:
Baca Juga:
Formula Gelombang Cepat
Kecepatan gelombang menunjukkan jarak yang ditempuh gelombang dalam satu detik. Kecepatan rambat gelombang ditentukan dengan membagi panjang gelombang dengan periode gelombang. Kecepatan rambat gelombang dilambangkan dengan simbol v.
Dalam Satuan Internasional (SI), satuan kecepatan rambat gelombang adalah m/s. Berikut adalah rumus perambatan gelombang cepat:
Sifat Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik memiliki beberapa sifat yang merupakan sifat umum dari gelombang. Berikut sifat-sifat gelombang mekanik :
- Gelombang mekanik dapat dipantulkan (refleksi)
- Gelombang mekanik dapat dibiaskan (refraksi)
- Gelombang mekanik dapat dibelokkan (difraksi)
Contoh Soal Latihan
Sebuah gelombang merambat melalui tali dengan frekuensi 14 Hz. Jika jarak yang ditempuh gelombang dalam satu periode adalah 10 cm, tentukan berapa cepat rambat gelombang pada seutas tali?
Baca Juga:
Diskusi
Dikenal:
f = 14 Hz
λ = 10 cm = 0,1 m
Menjawab:
Baca Juga:
Untuk menghitung kecepatan rambat gelombang digunakan rumus di bawah ini:
v = λxf
v = 0,1 mx 14 Hz
v = 1,4m/s
Baca Juga:
Permukaan air menghasilkan gelombang yang merambat dengan panjang gelombang 5 m. Jika waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang adalah 0,25 s. Mendefinisikan:
A. Frekuensi gelombang
B. Cepatlah ombaknya
Diskusi
Dikenal:
Baca Juga:
T = 0,25 detik
λ = 5 m
Menjawab:
A. Frekuensi gelombang:
B. Kecepatan gelombang:
Baca Juga:
Gelombang adalah getaran yang merambat dengan energi. Gelombang yang dapat merambat melalui suatu medium disebut sebagai gelombang mekanik. Berbagai jenis gelombang mekanik sangat berguna dalam kehidupan sehari-hari yaitu gelombang suara, gelombang laut dan lain-lain.
mejakelas.com
Artikel Terkait
