Gelombang longitudinal

Konsep Dasar Gelombang Mekanik

Artikel ini akan membahas mengenai pengertian gelombang mekanik, macam-macamnya, hingga latihan soal yang akan membuatmu semakin paham tentang materi gelombang mekanik.

Sebelumnya, kamu udah tau belum gelombang itu apa? Yap, gelombang adalah getaran yang merambat. Kalau kamu jalan-jalan ke pantai, di sana ada gelombang air laut. Itu adalah air laut yang disebabkan oleh hembusan angin, sehingga mengakibatkan gelombang. Kalau tidak ada angin, kira-kira bisa terjadi gelombang air laut gak ya? Nah, di artikel kali ini, aku mau bahas tentang gelombang mekanik, guys. Gelombang air laut adalah salah satu contoh dari gelombang mekanik. Penasaran? Yuk, cari tahu jawabannya di bawah ini!

 

Apa Itu Gelombang Mekanik?

Gelombang mekanik adalah gelombang yang merambat pada suatu medium. Ingat ya, pada suatu medium! Jadi, kalau tidak ada medium, maka tidak ada gelombang yang terjadi. Mediumnya ada apa aja sih? Ada padat, cair, dan gas. Lalu, medium itu berpindah atau ikut merambat gak sih? Tentu tidak, medium tetap di tempatnya dan tidak ikut merambat.

Di atas kita udah bahas tentang gelombang air laut. Seperti yang kita tahu bahwa gelombang tersebut adalah salah satu contoh dari gelombang mekanik yang membutuhkan medium perambatan, jadi kalau tidak ada angin yang berhembus atau medium lainnya, maka tidak akan ada gelombang. Contoh lainnya adalah bunyi. Ketika ada seseorang yang memainkan gitar, maka melodi yang didengar merupakan hasil gelombang yang merambat melalui medium senar di gitar tersebut, kemudian melodi yang dihasilkan itu akan merambat melalui udara dan menggetarkan gendang telinga kita, sehingga kita bisa mendengar melodi dari gitar tersebut.

Lalu, bedanya gelombang mekanik dengan elektromagnetik itu apa? Tentu saja dibedakan berdasarkan medium perambatannya. Kalau gelombang mekanik itu membutuhkan medium, sedangkan gelombang elektromagnetik merambat tanpa menggunakan medium. Bayangin kalau bunyi menggunakan gelombang elektromagnetik, tidak ada medium perambatannya, bagaimana bunyi bisa bergetar, iya gak? Bunyi bisa didengar oleh kita aja harus menggetarkan gendang telinga, nah kalau pakai gelombang elektromagnetik gimana ceritanya itu gendang telinga bisa bergetar? Begitu kira-kira gambarannya, guys.

 

Macam-macam Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik juga ada macam-macamnya lho, guys. Ada dua macam gelombang mekanik berdasarkan arah rambatnya, yaitu gelombang longitudinal dan transversal. Keduanya akan aku jabarkan di bawah ini.

Gelombang Longitudinal

Kalau kamu ditanya gelombang apa yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannya, maka kamu harus jawab gelombang longitudinal. Contoh dari gelombang ini apa sih? Ketika kamu bermain pegas, kemudian melepaskannya tiba-tiba setelah diregangkan. Nah, seperti itu gambaran dari gelombang longitudinal. Berikut ini ilustrasi dari gelombang longitudinal:

Gelombang longitudinal
Gelombang longitudinal (sumber gambar: Prolog Materi Zenius)

Gelombang Transversal

Selanjutnya ada gelombang transversal. Gelombang ini memiliki arah getar yang tegak lurus dengan arah rambatannya. Kalau gelombang longitudinal sejajar, kalau transversal itu tegak lurus. Ingat-ingat ya, guys!

Contoh dari gelombang transversal itu ketika kamu bermain tali, kemudian tali tersebut kamu kebaskan.

Gelombang transversal
Gelombang transversal (sumber gambar: Prolog Materi Zenius)

 

Contoh Gelombang Mekanik

Sebelumnya aku udah sebutin beberapa contoh dari gelombang mekanik, seperti gelombang air dan bunyi. Selain itu kira-kira ada lagi gak sih? Yuk langsung aja kita lihat contohnya.

Gelombang Tali dan Air

Kamu bisa lihat ilustrasi di bawah ini mengenai gelombang tali dan air.

Penerapan gelombang mekanik
Gelombang tali dan air laut

Bisa kita lihat bersama bahwa gelombang tali dan air yang merambat melalui medium akan mengalami gelombang transversal.

Gelombang Bunyi dan Pegas

Contoh selanjutnya dari gelombang mekanik adalah gelombang bunyi dan pegas. Coba kamu lihat ilustrasi keduanya di bawah ini.

contoh gelombang mekanik
Gelombang bunyi dan pegas

Sekarang kita lihat bahwa kedua contoh gelombang di atas termasuk dalam gelombang longitudinal. Terdapat kerapatan dan regangan pada getarannya. Arah rambatannya juga sejajar, lain halnya dengan gelombang transversal yang memiliki arah getaran tegak lurus.

 

Rumus Gelombang Mekanik

Setelah kamu tau konsepnya, sekarang mari kita mengenal persamaan-persamaan dari gelombang mekanik.

Frekuensi Gelombang

Sebelum ke rumus, kita ketahui dulu yuk apa itu frekuensi gelombang. Frekuensi gelombang (f) adalah jumlah gelombang yang merambat dalam 1 detik. Simpelnya si gini, guys:

Satu detik ada berapa gelombang

Persamaan rumus dari frekuensi bisa dilihat di bawah ini.

rumus frekuensi gelombang

Keterangan:

f = frekuensi gelombang (Hz)

n = jumlah gelombang yang dihasilkan

t = waktu yang ditempuh gelombang (s)

T = periode gelombang (s)

Periode Gelombang

Periode gelombang (T) adalah waktu yang dibutuhkan 1 gelombang untuk merambat. Atau biar lebih simpel mikirnya ginia aja:

Satu gelombang butuh berapa detik

Persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:

rumus periode gelombang

Keterangan:

T = periode gelombang (s)

n = jumlah gelombang yang dihasilkan

t = waktu yang ditempuh gelombang (s)

f = frekuensi gelombang (Hz)

Cepat Rambat Gelombang

Nah, sekarang kita bahas tentang cepat rambat gelombang. Rumusnya begini, guys:

rumus cepat rambat gelombang mekanik

Keterangan:

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

f = frekuensi gelombang (Hz)

T = periode gelombang (s)

Kalau dilihat dari rumusnya, berarti cepat rambat gelombang adalah panjang jarak yang ditempuh oleh gelombang tiap satuan waktu.

 

Latihan Soal Gelombang Mekanik

Biar lebih paham mengenai gelombang mekanik, yuk kita coba latihan soalnya!

Soal 1:

Sebuah pegas diregangkan dan dilepaskan tiba-tiba, sehingga menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak dua rapatan terdekat yaitu 40 cm. jika cepat rambat gelombangnya 20 m/s, maka panjang gelombang dan frekuensi gelombangnya adalah….

Pembahasan:

Diketahui: v = 20 m/s, dan λ = 30 cm = 0,4 m.

latihan soal gelombang mekanik

Soal 2:

Pada permukaan sebuah danau terdapat dua buah gabus yang terpisah satu dengan lainnya sejauh 75 cm. keduanya naik-turun seiring permukaan air dengan frekuensi 2 getaran per detik. Bila salah satu gabus berada di puncak bukit gelombang, yang lainnya berada di dasar gelombang, sedangkan di antara kedua gabus tersebut ada satu bukit gelombang, maka tentukan cepat rambat gelombang pada permukaan danau!

latihan soal dan pembahasan gelombang mekanik

Pembahasan:

latihan soal dan pembahasan gelombang mekanik

Nah, gimana tuh pembahasan dari gelombang mekanik? Bahas gelombang mekanik ternyata seru banget ya, guys! Semoga pembahasan di atas bisa membantumu dalam memahami apa itu gelombang mekanik dan seluk beluknya. Stay safe, guys!

 

Baca Artikel Lainnya

Materi Gelombang Bunyi

Materi Gelombang Cahaya

Konsep Energi pada Fisika