Gelombang dan Getaran

    Nama:Alfin Junesran

NIM:230102003

Prodi:Teknik Mesin Reg B

Pengertian Gelombang, Jenis, dan Manfaatnya

Istilah gelombang sering dijumpai dalam pelajaran Ilmu Pengetahuan Alam (IPA). Lantas apa pengertian gelombang?

Untuk memahami mengenai gelombang lebih lanjut, simak penjelasan mengenai pengertian, jenis-jenis, dan manfaat gelombang berikut ini.

Apa Pengertian Gelombang?

Perbesar

Ilustrasi Pengertian Gelombang. Foto: Pixabay.

Menurut Kamus Besar Bahasa Indonesia (KBBI), pengertian gelombang adalah ombak besar yang bergulung-gulung (di laut). Arti lainnya adalah aliran getaran suara yang bergerak dalam eter (radio).

Mengutip dari buku FISIKA SMA Kelas XII oleh M. Ali Yaz, gelombang adalah gangguan yang menyebarkan energi dari satu titik ke titik lainnya oleh gerakan getaran.

Sementara itu, merujuk pada penelitian yang diterbitkan oleh UPI, gelombang didefinisikan sebagai getaran yang merambat gerak. Selain itu, gelombang dapat dipandang sebagai perpindahan momentum dari suatu titik di dalam ruangan ke titik lain tanpa perpindahan.

Gelombang terbagi atas dua kelompok, yakni kelompok gelombang berdasarkan arah rambat dan kelompok gelombang berdasarkan medium rambat. Penjelasan lebih lanjut di bawah sini.

Jenis-jenis Gelombang

Perbesar

Ilustrasi Pengertian Gelombang. Foto: Pexels.

Dikutip buku Mudah Menguasai Fisika SMP Kelas 2 oleh Redaksi Kawan Pustaka, jenis-jenis gelombang dibedakan berdasarkan arah rambat dan medium rambat, di antaranya:

1. Jenis gelombang berdasarkan medium rambat

Gelombang mekanik, yaitu gelombang yang memerlukan medium untuk perambatan getarannya. Contohnya, gelombang laut merambat melalui medium berupa air lain. Selain itu, gelombang bunyi merambat lewat medium berupa udara.
Gelombang elektromagnetik, yakni gelombang yang tidak memerlukan medium untuk perambatannya. Seperti, gelombang cahaya.

2. Jenis gelombang berdasarkan arah rambat

Gelombang transversal, adalah gelombang yang arah rambat gelombangnya tegak lurus terhadap arah getarnya. Jenis gelombang ini, perambatanya seolah-olah ada suatu gelombang yang perpindah, padahal sebenarnya tidak ada satu titik pun yang berpindah tempat. Contohnya, getaran merambat melalui tali dari bentuk bukit ke lembah gelombang.
Gelombang longitudinal adalah, gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarannya. Gelombang jenis ini tidak berbentuk deretan bukit dan lembah gelombang, tetapi deretan rapatan dan rengangan. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi. Gelombang ini bisa terjadi pada zat padat, cair, dan gas.
Gelombang gabungan adalah, gelombang yang berasal dari gabungan gelombang transversal dan longitudinal. Contohnya, gelombang permukaan. Gelombang permukaan terjadi pada permukaan di antara dua medium yang berbeda, seperti gelombang air pada permukaan lautan. Gelombang ini merambat di antara air dan udara.
Manfaat Gelombang dalam Kehidupan Manusia

Perbesar
Ilustrasi Pengertian Gelombang. Foto: Pexels.
Gelombang memiliki berbagai manfaat dalam keberlangsungan kehidupan manusia, di antaranya adalah:
1. Gelombang bunyi
Gelombang bunyi banyak dimanfaatkan dalam teknologi, seperti gelombang ultrasonografi dan gelombang ultrasonik. Gelombang ultrasonografi biasanya digunakan pada peralatan USG.
2. Gelombang Elektronagnetik
Gelombang elektromagnetik dipancarkan sinar matahari berupa radiasi, ini merupakan peristiwa alam yang sering kita alami. Radiasi gelombang, seperti dalam panel surya, yang mengonversi energi surya menjadi energi kalor untuk memanaskan air.
3. Gelombang laut
Gelombang laut dapat dimanfaatkan karena menyimpan energi, contohnya dimanfaatkan untuk selancar angin, jetski, dan surfing.
(SNS)
Apa arti gelombang longitudinal?

Contoh Soal Gelombang 
Jawaban:
Kecepatan gelombang (v) = 20 m/s
Panjang gelombang (λ) = v / f
Frekuensi gelombang (f) = 10 Hz
λ = v / f
λ = 20 m/s / 10 Hz
λ = 2 meter
Jadi, panjang gelombang tersebut adalah 2 meter.
2. Sebuah gelombang merambat dengan kecepatan 50 m/s pada seutas tali. Amplitudo gelombang tersebut adalah 5 cm, sedangkan panjang gelombangnya 10 cm.
Hitung frekuensi dan periode gelombang tersebut!
Jawaban:
Diketahui:
A = 5 cm
v = 50 m/s
λ = 10 cm
Rumus frekuensi gelombang:
f = v/λ
f = 50 m/s / 10 cm
f = 500 Hz
Rumus periode gelombang:
T = 1/f
T = 1 / 500 Hz

Mengenal Konsep Getaran dan Contohnya dalam Keseharian

Eh, ponsel elo bergetar tuh. Bentar, bentar, coba elo cek dulu deh. Siapa tahu itu si doi, yang sudah elo tunggu-tunggu. 

Mengecek notifikasi ponsel. (Arsip Zenius)

Walah, walah, ternyata notif dari grup kelas. Ada tugas dari guru elo, untuk cari tahu tentang apa itu getaran. Hmm, iya juga, getaran itu sebenarnya apa sih?

Nah, pada artikel kali ini, kita akan membahas materi getaran yang biasa kita temui di pelajaran Fisika. Sedikit spoiler, getaran itu sangat penting lho dalam hidup kita. Ada berbagai hal dan fenomena di sekeliling kita yang berhubungan dengan getaran.

Oleh karena itu, mari kita mulai pembahasannya dimulai dari pengertian getaran.

Pengertian Getaran

Kalau kita lihat di KBBI, getar yang merupakan kata benda memiliki makna “…gerak berulang-ulang dengan cepat seperti tali biola, per, jarum jam yang tersentuh”.

Sedangkan berdasarkan informasi dari Britannica, getaran adalah gerakan bolak-balik berperiode dari partikel sebuah benda. 

Jadi, bisa disimpulkan ya, bahwa getaran merupakan gerakan bolak-balik. Nah, gerak bolak-balik ini ada yang harmonik (teratur) dan nggak teratur. 

Di sekolah, elo akan belajar lebih lanjut soal gerak harmonik sederhana (GHS), yang bisa dilihat dengan memperhatikan gerak bandul atau pendulum.

Selain bandul atau pendulum, masih banyak lho contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari. Misalnya, untuk mendengar saja nih, kita bergantung pada getaran.

Simpelnya, berdasarkan informasi dari National Institute On Deafness And Other Communication Disorders, lembaga asal Amerika yang bergerak di bidang penelitian masalah komunikasi, gelombang suara bisa terdengar oleh kita, berkat berbagai gendang telinga yang bergetar dan kemudian mengirim getaran ke bagian-bagian telinga lainnya.

Selain itu, masih banyak contoh fenomena lain yang juga dalam kehidupan sehari-hari, dan berhubungan dengan keberadaan getaran.

Contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari. (Arsip Zenius)

Misalnya, getaran pada ayunan, jendela ketika ada petir, dawai ketika dipetik, atau bahkan ketika ponsel elo bergetar untuk menandakan adanya pesan baru.

Eits, ponsel gue bergetar nih. Ah nggak usah langsung dicek deh. Paling notifikasi promo dari toko online atau provider, wkwkwkwk. 

Oke, jadi sekarang Sobat Zenius sudah tahu ya apa itu getaran, dan berbagai contohnya di dalam kehidupan sehari-hari. 

Selanjutnya, ada ciri-ciri getaran yang perlu diketahui, yaitu bahwa getaran punya frekuensi, periode, dan waktu getar. Kita akan membahas lebih jauh soal komponen-komponen ini, sambil membedah rumusnya di bagian selanjutnya.

Rumus Getaran

Sobat Zenius, tadi gue sempat menyebutkan pendulum atau bandul sebagai contoh dari getaran ya. Nah, dari gerakan benda tersebut, kita bisa membahas berbagai besaran yang digunakan ketika membicarakan getaran.

Contohnya, seperti amplitudo, frekuensi, dan periode. Kita bahas satu per satu ya, dimulai dari amplitudo. Coba lihat gerakan bandul di bawah ini.

Ilustrasi gerakan bandul atau pendulum. (Arsip Zenius)

Coba bayangkan, ketika sedang diam, bandul akan berada di posisi B (titik setimbang), kan? Selanjutnya, bandul ditarik ke arah A, dan dilepas. Apa yang terjadi? 

Tentu bandul akan bergerak bolak-balik secara berulang, dari A-B-C-B-A, lalu kembali lagi, dan seterusnya. 

Gerakan A-B-C-B-A yang dilalui oleh bandul itu dianggap sebagai satu getaran. Lantas, amplitudonya itu apa?

Amplitudo getaran adalah jarak atau simpangan terjauh (maksimum) dari titik setimbang yang dilambangkan B di situ. Nah, berarti amplitudonya itu merupakan jarak AB atau BC.

Selanjutnya, periode. Periode getaran adalah waktu yang diperlukan untuk membuat satu getaran. Umumnya, periode dilambangkan sebagai “T” dengan rumus sebagai berikut. 

T=tn

Dengan catatan:

T = periode getaran, dengan satuan detik atau sekon (s).

t = waktu, dengan satuan detik atau sekon (s).

N = jumlah getaran

Selanjutnya, frekuensi. Frekuensi getaran adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Hertz (hz) digunakan sebagai satuan untuk frekuensi. Oleh karena itu, satuan getaran dinyatakan dalam Hertz atau Hz ya.

Berikut ini rumus yang biasa digunakan untuk mencari frekuensi getaran.

f=nt

Dengan catatan, 

f = frekuensi getaran

t = waktu

n = jumlah getaran

Wah, kalau kita lihat-lihat lagi, rumus periode dan frekuensi sekilas mirip ya, cuma terbalik saja. Dari situ, kita bisa menyimpulkan, bahwa frekuensi dan periode itu berbanding terbalik, yang bisa dirumuskan seperti ini.

f=1T

atau

T=1f

​

Itulah beberapa besaran pada getaran beserta rumusnya. Kalau dilihat-lihat, besaran-besaran tersebut juga ada ya pada gelombang. Lalu, apa perbedaan getaran dan gelombang?

Dari ilustrasi pendulum tadi, kita tahu bahwa getaran merujuk pada gerakan bolak-balik pada suatu periode melalui titik kesetimbangan. Sedangkan, gelombang itu sebenarnya merupakan getaran yang merambat.

Next, kita coba implementasikan apa yang telah kita pelajari hari ini ke beberapa contoh soal ya.

Contoh Soal Konsep Getaran

Oke, Sobat Zenius. Sebelumnya, kita sudah ngebahas definisi dan rumus getaran nih. Sekarang, kita coba kerjakan contoh soal yang sering ditanyakan, yuk.

Contoh Soal 1

Banyaknya getaran dalam satu detik disebut …

1. Periode
2. Amplitudo
3. Frekuensi
4. kecepatan 

Pembahasan

Jawabannya adalah frekuensi (c). Seperti yang sudah kita bahas sebelumnya, frekuensi merupakan jumlah getaran dalam satu detik.

Contoh Soal 2

Sebuah getaran menghasilkan frekuensi 50 hz periode getarannya adalah.…

Pembahasan

Oke, kita langsung saja ya masukkan ke rumus yang telah kita pelajari tadi.

f=1T

50=1T

T=150 = 0,02 detik 

Maka, periodenya adalah 0,02 detik.

Contoh Soal 3

Pernyataan yang benar tentang getaran adalah.…

a. Semakin kecil frekuensi maka semakin kecil periodenya.

b. Perubahan frekuensi tidak berpengaruh terhadap periodenya.

c. Semakin besar frekuensi maka semakin besar periodenya.

d. Semakin besar frekuensi maka semakin kecil periodenya

Pembahasan

Untuk menjawab pertanyaan di atas, kita perlu melihat kembali bagaimana hubungan antara frekuensi dengan periode di rumus periode getaran tadi, sebagai berikut.

f=1T

Nah, Sobat Zenius bisa lihat, bahwa hubungan antara Frekuensi dan Periode itu berbanding terbalik. Maka, jawaban yang benar adalah semakin besar frekuensi, semakin kecil periodenya (D).

Refrensi 

https://kumparan.com/pengertian-dan-istilah/pengertian-gelombang-jenis-dan-manfaatnya-20ddBAoIgZR/full

https://kumparan.com/berita-terkini/6-contoh-soal-gelombang-mekanik-kelas-11-dalam-pelajaran-fisika-201aWfvds7L/1

https://www.zenius.net/blog/konsep-getaran-fisika