GETARAN DAN GELOMBANG

A. GETARAN

Getaran adalah gerak bolak-balik suatu benda secara periodik melalui titik kesetimbangan.

Gambar Bandul

Gambar Pegas

Satu Getaran Penuh: Gerakan dari titik awal dan kembali lagi ke titik awal tersebut setelah melewati semua lintasan yang mungkin.

Pada Bandul (Pendulum): Jika titik setimbang adalah B, dan simpangan maksimum adalah A dan C, maka 1 getaran = A – B – C – B – A.

Pada Pegas: Gerakan dari posisi awal (A) – meregang (B) – kembali (A) – memampat (C) – kembali (A).

Amplitudo (A): Simpangan terjauh atau jarak maksimum dari titik kesetimbangan. Satuan SI untuk amplitudo adalah meter (m).

B. GELOMBANG (WAVE)

Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain, tetapi tidak memindahkan partikel materi/medium yang dilaluinya. Gelombang juga dapat dipantulkan (refleksi) dan dibiaskan (refraksi).

(1) Berdasarkan Arah Getar dan Arah Rambatnya:

• Gelombang transversal: gelombang yang arah getarannya tegak lurus (perpendicular) dengan arah rambatannya. Karakteristik visual: Memiliki puncak (crest) dan lembah (trough). Satu panjang gelombang (λ) terdiri dari 1 puncak dan 1 lembah yang berurutan. Contoh: gelombang pada tali, gelombang permukaan air, gelombang cahaya, dan seluruh gelombang elektromagnetik.

• Gelombang longitudinal: gelombang yang arah getarannya sejajar (paralel) dengan arah rambatannya. Karakteristik visual: Terdiri dari rapatan (compression) dan renggangan (rarefaction). Satu panjang gelombang (λ) dihitung dari pusat satu rapatan ke pusat rapatan berikutnya yang berurutan. Contoh: Gelombang bunyi di udara, gelombang pada slinky yang didorong-tarik.

(2) Berdasarkan Kebutuhan Medium Perambatannya:

• Gelombang mekanik: membutuhkan medium (zat perantara) untuk merambat. Contoh: Gelombang bunyi (butuh udara/benda solid), gelombang air.
• Gelombang Elektromagnetik: dapat merambat melalui ruang hampa (vakum) tanpa memerlukan medium. Contoh: Gelombang cahaya, sinar-X, gelombang radio.

C. BESARAN DAN RUMUS PENTING

Periode (T) adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran/gelombang penuh. Satuan: sekon (s).

Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran/gelombang yang terjadi dalam satu detik. Satuan: Hertz (Hz).

\(\textbf{T} = \dfrac{t}{n}\) dan \(f = \dfrac{n}{t}\)

\(t\) = waktu (s)

\(n\) = jumlah getaran/gelombang

Hubungan antara periode dan frekuensi:

\(\textbf{T} = \dfrac{1}{f}\)

Periode pada ayunan bandul hanya dipengaruhi oleh panjang tali (L) dan percepatan gravitasi (g).

Rumus periode ayunan bandul:

\(\textbf{T} = 2\pi \sqrt{\dfrac{\text{L}}{g}}\)

Cepat rambat gelombang \((v)\)

Cepat rambat adalah jarak yang ditempuh gelombang per satuan waktu.

\(v = \dfrac{s}{t}\)

Karena untuk satu gelombang, jarak (s) = \(\lambda\) (panjang gelombang) dan waktu (t) = T (periode), maka:

\(v = \dfrac{\lambda}{\text{T}}\) atau bisa ditulis \(v = \lambda \times f\)

(Di mana \(v\) = cepat rambat (m/s), \(\lambda\) = panjang gelombang (m))