Gelombang Periodik GELOMBANG MEKANIK

B. Gelombang Periodik

Gelombang traansversal pada dawai yang diregangkan seperti ditunjukkan pada Gambar 1.1a merupakan salah satu contoh pulsa gelombang yang berjalan sepanjang dawai. Apabila pada ujung bebas dawai digerakkan secara periodik ke atas dan ke bawah, setiap partikel pada dawai juga akan mengalami gerakan periodik sehingga diperoleh gelombang periodik. Jika kita menggerakkan dawai itu ke atas dan ke bawah dalam gerak harmonik sederhana dengan amplitudo A, frekuensi f, frekuensi sudut ω=2πf , dan periode T =1f =2πω , maka diperoleh gelombang periodik yang menyerupai fungsi sinus sinusoidal. Oleh karena itu, gelombang periodik juga dikenal dengan istilah gelombang sinusoidal. Gambar 1.2 menunjukkan bentuk dari sebagian gelombang sinusoidal pada dawai di ujung kiri pada setiap selang waktu 1 8 periode dari waktu total 1 periode. Bentuk gelombang itu bergerak ke kanan, seperti yang ditunjukkan oleh anak panah yang menunjuk puncak gelombang tertentu. Ketika gelombang itu bergerak, setiap titik pada dawai berosilasi ke atas dan ke bawah di sekitar posisi setimbangnya.  Gambar 1.2 Gelombang transversal yang merambat pada dawai. Untuk gelombang periodik seperti ditunjukkan pada Gambar 1.2, bentuk dawai menunjukkan suatu pola berulang. Panjang gelombang, dengan simbol λ, didefinisikan sebagai jarak dari satu puncak ke puncak berikutnya atau dari satu lembah ke lembah berikutnya atau dari sembarang titik ke titik yang bersangkutan pada pengulangan berikutnya. 6 Pola gelombang ini merambat dengan laju konstan v dan bergerak maju sejauh satu panjang gelombang dalam selang waktu T. Jadi, v =λT . Dengan mengingat f =1T , maka v=fλ . 1-1 Untuk memahami gelombang longitudinal, kita dapat menggunakan slinki Gambar 1.3. Jika salah satu ujung slinki didorong sepanjang slinki, maka pulsa gelombang bergerak sepanjang slinki. Jika ujung slinki digerakkan bolak-balik sejajar dengan sumbu slinki, gerakan ini akan membentuk rapatan dan renggangan di sepanjang slinki. Untuk gelombang longitudinal, panjang gelombang adalah jarak dari satu rapatan ke rapatan berikutnya atau jarak dari satu renggangan ke renggangan berikutnya. Perlu diketahui, Persamaan 1-1 berlaku juga untuk gelombang longitudinal. arah simpangan arah simpangan Gambar 1.3 Slinki Contoh Soal 1.1 Telinga manusia mampu menanggapi gelombang longitudinal pada jangkauan frekuensi sekitar 20 Hz – 20.000 Hz. Untuk gelombang bunyi di udara yang merambat dengan laju v=344 ms, hitunglah panjang gelombang yang bersesuaian dengan jangkauan frekuensi ini. Penyelesaian Laju gelombang bunyi di udara Dengan menggunakan Persamaan 1-1, untuk frekuensi Hz 20 1  f dan f 2 = 20 .000 Hz, diperoleh λ 1 = v f 1 = 344 ms 20 Hz = 17 ,2 m, λ 2 = v f 2 = 344 ms 20 .000 Hz = 0, 0172 m . 7 ms. 344  v

C. Deskripsi Matematis Gelombang