Rumus Gelombang Mekanik

Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas secara lebih rinci terkait pengertian gelombang mekanik, rumus, jenisnya, sampai latihan soal beserta pembahasan yang akan membuat kalian semakin paham terkait materi gelombang mekanik.

Namun sebelum itu, tahukah kalian apa itu gelombang?

Gelombang sendiri merupakan suatu getaran yang merambat. Jika kalian jalan – jalan menuju pantai, di sana terdapat suatu gelombang air laut. Itu merupakan air laut yang dikarenakan oleh hembusan angin, sehingga menyebabkan adanya gelombang.

Jika tidak terdapat angin, kira – kira bisa terjadi gelombang air laut tidak ya?

Nah, di dalam artikel ini, kita akan membahas terkait gelombang mekanik, di mana pada gelombang air laut merupakan salah satu contoh dari gelombang mekanik itu sendiri.

Selengkapnya simak baik – baik ulasan berikut ini ya.

Pengertian Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik merupakan sebuah gelombang yang mana pada perambatannya membutuhkan media (perantara) untuk menyalurkan energi sebagai salah satu kebutuhan proses penjalaran suatu gelombang.

Selain gelombang air lain, suara juga menjadi salah satu contoh dari jenis gelombang ini.

Pada suara nantinya akan membutuhkan udara maupun medium yang lain untuk menyalurkan energi gelombang tersebut untuk merambat.

Sehingga, tanpa dengan adanya udara maupun medium perambatannya, suatu gelombang suara tidak akan dapat merambat.

Sehingga, di luar angkasa, astronot tidak dapat berbicara maupun mendengar suara astronot yang lain. Apabila mereka tidak menggunakan alat bantu komunikasi elektronik.

Ada pun beberapa sifat dari suatu gelombang mekanik, antara lain:

• Dipadukan (Interferensi)
• Dipantulkan (Refleksi)
• Dibelokkan/ disebarkan (Difraksi)
• Dibiaskan (Refraksi).

Ciri – Ciri Gelombang Mekanik

Berikut ini adalah beberapa ciri atau karakteristik utama yang ada pada suatu gelombang mekanik yang perlu kalian ketahui, antara lain:

• Di dalam suatu gelombang mekanik membutuhkan suatu alat maupun perantara agar dapat berpindah.
• Gelombang tersebut memiliki panjang gelombang.
• Frekuensi gelombang
• Periode gelombang
• Serta juga memiliki cepat rambat gelombang.

Penjelasan:

Panjang gelombang yang diciptakan oleh gelombang transversal serta gelombang terpolarisasi tersebut sangatlah berbeda.

Pada panjang gelombang transversal dapat diukur dari atas puncak, bukit, serta dasar gelombang.

Sementara, periode gelombang adalah suatu waktu yang diperlukan untuk dapat menempuh satu gelombang.

Dan, frekuensi dari suatu gelombang adalah jumlah gelombang yang dihasilkan dalam waktu setiap detik. Serta, Cepat rambat gelombang adalah suatu jarak yang ditempuh oleh gelombang penuh pada waktu setiap detiknya.

Jenis – Jenis Gelombang Mekanik

Jika dilihat dari arah rambat serta arah getarnya, maka gelombang mekanik satu ini memiliki dua jenis yang berbeda, yakni:

1. Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah sebuah jenis gelombang di mana untuk arah rambatnya tegak lurus bersama dengan arah getarnya.

Sebagai contohnya:

Gelombang di tali, gelombang permukaan air, gelombang cahaya, gelombang geser dan yang lainnya.

2. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah salah satu jenis gelombang yang memiliki arah rambat sejajar dengan arah getar nya.

Sebagai contohnya:

Gelombang pada slinky, gelombang pada pegas, gelombang bunyi yang ada pada udara, dan yang lainnya.

Contoh Gelombang Mekanik

Sebelumnya kita telah menyebutkan beberapa contoh yang ada pada gelombang mekanik, seperti gelombang air serta bunyi atau udara.

Berikut ini adalah beberapa contohnya lagi beserta penjelasannya:

1. Gelombang Bunyi & Pegas

Contoh pertama dari gelombang mekanik ialah gelombang bunyi serta pegas.

Kalian dapat melihat ilustrasi keduanya pada gambar yang ada di bawah ini:

Sekarang kalian lihat jika kedua contoh gelombang yang ada di gambar atas termasuk ke dalam gelombang longitudinal.

Di mana gelombang tersebut memiliki kerapatan serta regangan di dalam getarannya.

Pada arah rambatannya pun sejajar, lain halnya pada gelombang transversal yang mempunyai arah getaran tegak lurus.

2. Gelombang Tali & Air

Kalian dapat melihat ilustrasi pada gambar yang ada di bawah ini terkait gelombang tali dan juga air.

Dapat kita ketahui bersama jika gelombang tali serta air yang merambat lewat suatu medium akan mengalami gelombang transversal.

Difraksi Gelombang Mekanik

Difraksi sendiri merupakan suatu lenturan yang dikarenakan oleh adanya penghalang berwujud berbagai celah yang sempit.

Jika biasanya celah memiliki ukuran yang lebar, maka difraksi tidak jelas terlihat. Namun jika celah dipersempit, maka difraksi akan nampak dengan jelas.

Celah tersebut berperan menjadi sumber gelombangnya yang berwujud titik.

Muka gelombang yang lewat pada celah nantinya akan dipancarkan dalam wujud lingkaran – lingkaran dengan celah itu yang menjadi pusatnya.

Ada pun contoh dari difraksi gelombang mekanik, yaitu:

Gelombang pada bunyi akan sangat mudah untuk mengalami difraksi, sebab gelombang pada bunyi yang terjadi di udara memiliki panjang gelombang dalam rentang (cm) hingga beberapa meter.

Seperti yang telah kita ketahui bersama, jika gelombang yang lebih panjang maka akan lebih mudah untuk didifraksikan.

Peristiwa dari difraksi akan berlangsung seperti pada saat kalian dapat mendengar suara mesin mobil yang ada pada tikungan jalan. Meskipun kalian belum melihat mobil itu sebab terhalang dengan bangunan tinggi yang ada di pinggir tikungan.

Interferensi Gelombang Mekanik

Ketika kalian melemparkan 2 buah batu ke arah sungai, maka nantinya akan berwujud pola gelombang berbentuk lingkaran seperti gambar yang ada di bawah ini:

Kombinasi dari gelombang yang diciptakan tersebut kerap kali juga disebut sebagai Interferensi Gelombang.

Di mana pada interferensi ini juga dibagi lagi ke dalam 2 jenis berbeda, yakni: Interferensi konstruktif serta interferensi destruktif.

Interferensi konstruktif merupakan jika puncak pada suatu gelombang bertemu bersama puncak gelombang lainnya, sehingga interferensi itu saling membangun.

Sementara,

Interferensi destruksi merupakan jika puncak gelombang bertemu bersama dasar gelombang, sehingga nantinya akan terjadi interferensi yang saling melemahkan.

Dan berikut ini merupakan contoh penerapan dari interferensi gelombang mekanik, antara lain:

Seperti pada saat kalian ada diantara dua buah loudspeaker dengan frekuensi serta amplitudo yang sama atau hampir sama.

Sehingga nantinya kalian akan mendengar bunyi yang keras serta lemah secara bergantian.

Rumus Gelombang Mekanik

Berikut ini adalah beberapa persamaan atau rumus dari gelombang mekanik yang perlu kalian ketahui dan juga kalian pahami, antara lain:

1. Rumus Frekuensi Gelombang

Untuk persamaannya:

f = n/t
atau
f = 1/ T

2. Rumus Periode Gelombang

Untuk persamaannya:

T = t/n
atau
T = 1/f

3. Rumus Cepat Rambat Gelombang

Untuk persamaannya:

V = λf = λ/T

Keterangan Rumus Gelombang Mekanik:

• T: Periode (s)
• t: Waktu (s)
• f:  Frekuensi (Hz)
• n: Banyaknya gelombang (kali)
• λ: Panjang gelombang (m)
• V: Cepat rambat gelombang (m/s).

Contoh Soal

Setelah memahami uraian yang ada di atas, berikut kami berikan contoh soal beserta pembahasan terkait gelombang mekanik untuk memudahkan proses belajar kalian, antara lain:

1. Contoh Pertama

Sebuah gelombang transversal merambat dengan jarak 20 cm selama 8 detik serta mempunyai ciri atau karakteristik seperti yang ada pada pada gambar di bawah ini:

Tentukan:

• Frekuensi gelombang?
• Panjang gelombang?
• Cepat rambatnya?

Jawab:

Diketahui:

• t = 8s
• n = 2 kali
• λ = 4 cm

Ditanya:

• Frekuensi gelombang?
• Panjang gelombang?
• Cepat rambatnya?

Pembahasan:

a. Frekuensi Gelombang

f = 1/T
f = ¼
f = 0.25 Hz

Sehingga dapat diketahui bahwa frekuensi gelombang tersebut sebesar 0.25Hz.

b. Periode Gelombang

T = t/n
T = 8/2
T = 4s

Sehingga dapat diketahui bahwa periode pada gelombang tersebut ialah 4 sekon (s).

c. Cepat Rambat Gelombang

V = λf = λ/T
V = 4 0.25
V = 1 cm/s
V = 0.01 m/s

Sehingga dapat diketahui bahwa cepat rambat pada gelombang tersebut ialah 0.01 m/s atau 1 cm/s.

2. Contoh Kedua

Suatu pegas diregangkan serta dilepaskan tiba – tiba, sehingga akan menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak dua rapatan terdekat yakni sebesar 40 cm.

Apabila cepat rambat gelombangnya adalah 20 m/s, maka berapa panjang gelombang serta frekuensi gelombang nya?

Jawab:

Diketahui:

• v = 20 m/s
• λ = 30 cm = 0,4 m.

Ditanyakan:

• Panjang gelombang.
• Frekuensi gelombang.

Pembahasan: