Getaran Dan Gelombang

Pengertian. Getaran adalah suatu peristiwa gerak bolak- balik sebuah benda terhadap suatu titik kesetimbangan. Kesetimbangan yang dimaksud adalah keadaan di mana suatu benda berada pada posisi diam ketika gaya yang bekerja pada benda tersebut dihilangkan.

Contoh contoh getaran yang sederhana di antaranya adalah getaran beban yang digantung pada ujung pegas, getaran senar gitar pada saat dipetik, getaran pada bandul sederhana, getaran atom pada zat padat, dan lain sebagainya.

Getaran dibagi dalam dua jenis yaitu getaran mekanis dan getaran nonmekanis. Getaran mekanis merupakan getaran dimana benda yang bergetar mengalami pergeseran linear atau pergeseran sudut.  Contoh getaran mekanis adalah Getaran Gong yang dipukul, getaran senar gitar pada saat dipetik, getaran pada bandul sederhana,

Sedangkan, getaran nonmekanis melibatkan perubahan pada besaran- besaran fisika. Contoh dari getaran nonmekanis di antaranya adalah getaran pada medan listrik dan medan magnet.

Periode Getaran.

Periode getaran adalah selang waktu yang diperlukan sebuah benda untuk melakukan satu getaran lengkap. Dalam Sistem Internasional (SI), periode dilambangkan dengan T dan memiliki satuan sekon (s).

Secara umum periode dapat dinyatakan melalui persamaan yang diformulasikan dengan rumus berikut:

T = t/n

Dengan:

T = periode (satuan detik)

t = waktu (satuan detik)

n = jumlah getaran

Persamaan tersebut menyatakan bahwa periode adalah banyaknya waktu yang digunakan untuk menghasilkan sejumlah getaran. Ini artinya jumlah waktu persatuan getaran.

Frekuensi Getaran,

Frekuensi adalah banyaknya getaran dalam satu detik. Dalam Sistem Internasional (SI), frekuensi dilambangkan dengan f dan memiliki satuan Hertz (Hz). Satuan yang lebih besar adalah kiloHertz (kHz), megaHertz (MHz), atau gigaHertz (GHz). Satuan yang lain adalah cycle per second (cps), 1 cps = 1 Hz.

Secara umum frekuensi dapat dinyatakan melalui persamaan yang diformulasikan dengan rumus berikut:

f = n/t

dengan:

f = frekuensi (Hz)

t = waktu (satuan detik)

n = jumlah getaran

Persamaan tersebut menyatakan bahwa frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu tertentu. Ini artinya jumlah getaran persatuan waktu.

dari kedua persamaan di atas yaitu persamaan periode dan frekuensi dapat dikatakan bahwa frekuensi merupakan kebalikan dari periode, maka di antara kedua persamaan tersebut berlaku hubungan sebagai berikut:

T = t/n atau n =t/T

f = n/t atau n = f x t

jadi

t/T = f x t

f = 1/T atau

T = 1/f atau

Contoh Soal Perhitungan Rumus Frekuensi Getaran

Sebuah garputala bergetar dengan frekuensi 100 Hz. Berapa banyaknya getaran yang dapat dilakukan oleh garputala tersebut selama 1 menit?

Penyelesaian:

Diketahui:

f = 100Hz

t = 1 menit = 60 detik

Ditanya n= …

Jawab:

f = n/t

n = t f = 60 x 100 = 6000

sehingga, selama satu menit garputala tersebut dapat melakukan getaran sebanyak 6000 kali.

Soal Perhitungan Rumus Frekuensi Dan Periode

Benda bergerak dalam waktu 2 menit membuat 6.000 getaran. Berapa frekuensi dan periodenya?

Pembahasan

Diketahui:

t = 2 menit = 120 detik

Jumlah getarana

Σgetaran = n = 6.000 getaran

Ditanyakan  f dan T = …?

f = n/t

f = 6000/120=50 Hz

T=1/f

T=1/(50)=0,02 detik

Sehingga, frekuensi getarannya adalah 50 Hz dan periodenya 0,02 detik.

Pengetian Gelombang.

Secara sederhana dapat didefinisikan bahwa gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang adalah peristiwa perambatan energi dari satu tempat ke tempat lain. Rambatan bunyi merupakan contoh dari rambatan gelombang. Medium yang digunakan untuk pemindahan energi bunyi ini adalah udara.

Terjadinya suatu gelombang karena adanya peristiwa getaran, namun terjadinya getaran belum tentu akan menyebabkan suatu gelombang.

Syarat agar suatu gelombang dapat terjadi adalah adanya medium dan energi. Sedangkan, gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya adalah gelombang elektromagnetik. Contoh gelombang yang tidak butuh medium rambat adalah energi matahari yang merambat sampai ke bumi dalam bentuk gelombang elektromagnetik.

Jenis Gelombang

Berdasarkan pada arah getar dan arah rambatannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarannya tegak lurus dengan arah rambatan gelombang. Gelombang transversal dapat digambarkan sebagai berikut.

Contoh dari gelombang transversal adalah gelombang air. Ketika kerikil dilemparkan ke kolam, maka pada air kolam akan terjadi gelombang transversal. Arah getaran air naik- turun, sedangkan arah rambat gelombang menyebar membentuk lingkaran ke arah sisi.

Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarannya sama (sejajar) dengan arah rambatan gelombangnya. Contoh gelombang longitudinal adalah gelombang bunyi.

Panjang Gelombang

Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam satu periode. Pada gelombang transversal dan gelombang longitudinal, panjang gelombang adalah jarak antara dua titik yang memiliki fase gelombang yang sama.

Panjang gelombang biasanya diberi notasi atau dilambangkan dengan λ dan baca lambda. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan Panjang gelombang adalah meter (m).

Periode Gelombang

Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu gelombang. Periode dilambangkan dengan huruf kapital T. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan periode adalah detik (s).

Frekuensi Gelombang

Frekuensi adalah jumlah gelombang yang terbentuk selama satu detik. Artinya jumlah geleombang yag terbentuk persatuan waktu. Frekuensi dilambangkan dengan huruf kecil f. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan frekuensi adalah Hertz (Hz).

Cepat Rambat Gelombang

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh gelombang selama satu detik. Atau jarak yang ditempuh gelombang persatuan waktu.

Cepat rambat gelombang dilambangkan dengan huruf kecil v. Dalam Sistem Internasional (SI), satuan cepat rambat gelombang adalah m/s. Secara matematis, cepat rambat gelombang dapat dinyatakan dengan persamaan yang diformuasikan dengan rumus sebagai berikut:

 v = Δs/Δt

v = cepat rambat gelombang (m/s)

s = perpindahan (m)

t = waktu tempuh (s)

Pada gelombang, dalam periode T, jarak tempuhnya sama dengan Panjang gelombangnya λ, sehingga cepat rambat gelombangnya dapat diformulasikan dengan rumus berikut

v = Δs/Δt = λ/T atau

v = λf

Contoh Soal Perhitungan Rumus Cepat Rambat Gelombang

Cepat rambat sebuah gelombang adalah 100 m/s. Jika panjang gelombang tersebut adalah 5 m, berapa frekuensi gelombang tersebut?

Pembahasan

Diketahui:

v = 100 m/s

λ = 5 m

Ditanya: f = …?

Jawab:

v = λf  atau

f = v/ λ

f = (100 m/s)/ (5 m)

f = 20 Hz

Jadi, frekuensi gelombang tersebut adalah 50 Hz.

Contoh Soal Ujian Getaran dan Gelombang.

Soal 1. Berikut ini yang paling tepat untuk menyatakan sebuah getaran ialah gerakan ….

  1. bolak-balik benda
  2. bolak-balik benda secara periodik di sekitar titik keseimbangannya
  3. periodik benda tanpa lintasan yang pasti
  4. benda dengan lintasan yang pasti

Soal 2. Frekuensi dinyatakan sebagai ….

  1. jumlah getaran tiap sekon
  2. waktu yang dibutuhkan untuk terjadi satu getaran
  3. simpangan terbesar benda yang bergetar
  4. kemampuan bergetar

Soal 3. Pernyataan tentang gelombang di bawah ini yang betul adalah ….

  1. salah satu bentuk energi
  2. getaran yang merambat
  3. getaran tunggal
  4. bentuk lain dari getaran

Soal 4. Gelombang yang arah rambat gelombangnya tegak lurus terhadap arah getarannya disebut gelombang ….

  1. transversal
  2. longitudinal
  3. elektromagnetik
  4. mekanik

Soal 5. Dalam rambatan gelombang mekanik, ….

  1. molekul-molekul zat antara akan ikut menjalar
  2. zat antara tidak ikut merambat
  3. gelombang dan molekul zat antara berjalan sejajar
  4. gelombang dan zat antara saling bersilangan

Soal 6. Jumlah getaran yang terjadi tiap satuan waktu disebut ….

  1. frekuensi getaran
  2. periode getaran
  3. amplitudo
  4. simpangan

Daftar Pustaka:

  1. Tipler, Paul, 1998, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 1,Pernerbit Erlangga, alih bahasa: Prasetyo dan Rahmad W. Adi, Jakarta.
  2. Tipler, Paul, 2001, “Fisika untuk Sains dan Teknik”, Jilid 2, Penerbit Erlangga, alih bahasa: Bambang Soegijono, Jakarta.
  3. Ardra.Biz, 2019, “Getaran Dan Gelombang, Pengertian Getaran Dan Gelombang, Contoh getaran yang sederhana
  4. Ganijanti Aby Sarojo, 2002, “Seri Fisika Dasar Mekanika”, Salemba Teknika,  Jakarta.
  5. Giancoli, Douglas, 2001, “Fisika Jilid 1, Penerbit Erlangga, Jakarta.
  6. Sears, F.W – Zemarnsky, MW , 1963, “Fisika untuk Universitas”, Penerbit Bina Cipta, Bandung,
  7. Giancoli, Douglas C. 2000. Physics for Scientists & Engineers with Modern Physics, Third Edition. New Jersey, Prentice Hall.
  8. Halliday, David, Robert Resnick, Jearl Walker. 2001. Fundamentals of Physics, Sixth Edition. New York, John Wiley & Sons.
  9. Ardra.Biz, 2019, “Getaran Dan Gelombang, Pengertian Getaran Dan Gelombang, Contoh getaran yang sederhana, Jenis Getaran, getaran mekanis, getaran nonmekanis, Pengertian getaran mekanis, Pengertian getaran nonmekanis,
  10. Ardra.Biz, 2019, “Contoh getaran mekanis, Contoh getaran nonmekanis, Pengertian Periode Getaran, Periode getaran adalah, Satuan Periode, Rumus periode, Pengertian Frekuensi Getaran, Frekuensi adalah, Satuan frekuensi SI, Rumus Frekuensi,
  11. Ardra.Biz, 2019, “Hubungan Frekuensi dengan Periode, Contoh Soal Perhitungan Rumus Frekuensi Getaran,  Sebuah garputala bergetar dengan frekuensi 100 Hz. Berapa banyaknya getaran yang dapat  Soal Perhitungan Rumus Frekuensi Dan Periode, Pengetian Gelombang, Contoh rambatan gelombang,
  12. Ardra.Biz, 2019, “Syarat terjadinya gelombang, Contoh gelombang yang tidak butuh medium rambat, Jenis Jenis Gelombang, gelombang transversal, gelombang longitudinal, Gelombang transversal adalah, Contoh Gelombang Transversal, Gelombang Longitudinal, Gelombang longitudinal adalah,
  13. Ardra.Bizm 2019, “Contoh gelombang longitudinal, Pengertian Panjang Gelombang,  Panjang gelombang adalah, Satuan Simbol Panjang Gelombang, Periode Gelombang,  Periode adalah, Satuan symbol periode gelombang SI,
  14. Ardra.Biz, 2019, “Pengertian Frekuensi Gelombang Frekuensi adalah, Satuan Simbol Frekuensi Gelombang SI, Cepat Rambat Gelombang, Cepat rambat gelombang adalah, Rumus Cepat rambat gelombang,
  15. Ardra.Biz, 2019, “Contoh Soal Perhitungan Rumus Cepat Rambat Gelombang, Contoh Soal Ujian Getaran dan Gelombang, Rumus Frekunsi Gelombang, Rumus periode gelombang,