BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Definisi Gelombang dan klasifikasinya.
Gelombang adalah suatu gangguan menjalar dalam suatu medium ataupun tanpa medium. Dalam klasifikasinya gelombang terbagi menjadi 2 yaitu :
1. Gelombang mekanik
Suatu gangguan yang berjalan melalui beberapa materi atau zat yang dinamakan medium gelombang itu.
Contoh : gelombang transversal dan gelombang longitudinal. 2.
Gelombang elektromagnetik Suatu gelombang yang tidak memerlukan medium dalam perambatannya
karena dapat bergerak dalam ruang vakum. Contoh : cahaya tampak, gelombang radio, radiasi inframerah, sinar-x dan
sinar gamma. Dan dalam penulisan tugas akhir ini yang di bahas hanyalah gelombang mekanik.
2.1.1 Gelombang mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium dalam pergerakannya. Jenis-jenis gelombang mekanik dapat dibedakan dengan meninjau
bagaimana gerak partikel materi yang dihubungkan kepada arah penjalaran gelombang itu sendiri, yaitu :
1. Gelombang transversal
Gelombang gangguan yang arah gerak partikel yang mengangkut gelombang tersebut tegak lurus terhadap arah penjalaran gelombang itu sendiri.
Misalnya : Gelombang tali, gelombang dalam seismik gempa bumi yang dikenal sebagai gelombang geser shear wave, gelombang cahaya dan
gelombang permukaan air.
Universitas Sumatera Utara
2. Gelombang Longitudinal
Gelombang gangguan yang arah gerak partikel yang mengangkut gelombang tersebut bolak-balik sejajar sepanjang arah penjalarannya.
Misalnya : Gelombang pada pegas dan gelombang bunyi di udara.
2.1.2 Besaran-besaran fisis gelombang
Gelombang selalu digambarkan melalui fungsi sinus, hal ini dikarenakan sesuai dengan prinsip fourier bahwa seluruh bentuk gelombang pada dasarnya terdiri dari
gelombang-gelombang yang sederhana yaitu gelombang dengan bentuk sinusoidal yang bergerak merambat. Jika pergerakan suatu gelombang di gambarkan maka akan
di peroleh grafik sinus seperti di bawah ini
Gambar 2.1. Amplitudo adalah simpangan maksimum dari posisi setimbangnya Garis putus-putus seperti pada gambar 2.1 disebut posisi setimbang equilibrium,
posisi setimbang ini adalah posisi awal ketika gangguan belum ada dan energi belum menjalar. Dari gambar dapat disimpulkan :
Amplitodo A : simpangan terjauh sebuah titik dari posisi setimbangnya, yaitu bb
1
atau dd
1
. Dasar gelombang : titik – titik terendah pada gelombang, yaitu d atau h
Puncak gelombang : titik – titik tertinggi pada gelombang, yaitu b atau f Lembah gelombang : lengkungan cde atau ghi
Bukit gelombang : lengkungan abc atau efg Satu panjang gelombang λ adalah panjang satu gelombang yang terbentuk dari satu
bukit dan satu lembah gelombang, yaitu jarak a ke e atau c ke g.
Universitas Sumatera Utara
f 1
T f
1 =
T
λ ν
= f
⋅ =
λ ν
λ 1. Perioda T
Perioda adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang untuk menempuh satu panjang gelombang.. Seperti halnya dalam gerak harmonik, perioda menunjukkan lambatnya
sebuah gelombang berosilasi. Dalam sistem satuan internasional, satuan untuk perioda adalah detik. Perioda dapat dihitung dengan persamaan :
T = ....2.1
f = frekuensi
2.Frekuensi f Frekuensi adalah banyaknya getaran tiap satuan waktu. Dalam satuan internasional
untuk frekuensi adalah herts Hz. Frekuensi bisa di hitung melalui perioda hubungan: ....2.2
T = perioda
3.Kecepatan rambat gelombang v Ada dua jenis kecepatan gelombang : pertama, kecepatan osilasi, yaitu kecepatan
gelombang bolak-balik di sekitar titik setimbangnya, dan kedua kecepatan gelombang untuk menjalar, yang di sebut dengan kecepatan rambat gelombang. Cepat rambat
gelombang adalah jarak yang di tempuh satu panjang gelombang tiap waktu yang di perlukannya perioda :
atau ....2.3
Dimana : v = cepat rambat gelombang dan = panjang gelombang
Universitas Sumatera Utara
Untuk gelombang tali, kecepatan rambat sangat bergantung pada jenis tali. Pada gelombang elastik, seperti gelombang seismik, kecepatan rambat gelombang
dipengaruhi oleh sifat medium dalam hal ini modulus elastiknya. Namun khusus untuk gelombang elektromagnetik, misalnya seperti cahaya, perambatannya tidak
memerlukan medium. Dalam vakum dan udara kecepatan rambatnya sama dengan c yang mendekati nilai 3 x 10
8
ms, namun melambat dalam medium dengan indeks bias lebih besar dari udara. Secara umum, pengaruh sifat medium pada kecepatan rambat
dari beberapa jenis gelombang dapat di lihat pada tabel berikut :
Tabel 1 Data fisis beberapa jenis gelombang JENIS GELOMBANG
MEDIUMNYA KECEPATAN
RAMBATNYA KETERANGAN
Talitali µ
F v
=
F = tegangan tali; µ = massa jenis tali
Suhuudarafluida ρ
K v
=
K = modulus Bulk; ρ = massa jenis udara
Elastikpadat ρ
E v
=
E = modulus elastik
Elektromagnetik- s
m x
c v
10 3
8
= =
Tidak memerlukan medium untuk
merambat.
Universitas Sumatera Utara
2.1.2Gelombang Transversal Gelombang pada tali
Gelombang pada tali adalah gelombang mekanis transversal.Untuk membuat sebuah gelombang transversal pada tali dapat dibuat dengan cara mengikatkan tali pada panel
pintu seperti pada gambar berikut :
Gambar 2.2. Membuat gelombang pada tali
Ketika tali digerakkan, tampak bahwa tali bergerak naik turun dalam arah gerak tegak lurus dengan arah perambatannya. Jika tali cukup berat akan didapatkan gelombang
yang bergerak perlahan, sehingga mudah diamati. Untuk melihat bagian tali yang bergerak dan ke mana arah geraknya dapat di lihat pada gambar 2.3. Dari gambar
tersebut terlihat gelombang dengan garis penuh yang menunjukkan kedudukan mula- mula gelombang sebelum gelombang dengan garis putus – putus terjadi. Seperti yang
ditunjukkan oleh anak panah, gelombang bergerak dari kiri ke kanan. Gelombang menempuh jarak yang sama untuk selang waktu yang sama dan gelombang menjalar
dengan kecepatan kosntan.. Maka dapat disimpulkan : 1.Setiap gelombang bergerak tanpa berubah bentuk dengan kecepatan konstan di
sepanjang tali. 2. Setiap bagian tali hanya bergerak tegak lurus pada arah menjalarnya gelombang.
Gambar 2.3. Gerak gelombang tali jika ada gelombang menjalar dari kiri ke kanan.
Universitas Sumatera Utara
2.1.3 Gelombang Longitudinal Gelombang bunyi di udara
Kategori