Getaran dan Gelombang

Getaran
Getaran adalah suatu gerak bolak-balik di sekitar kesetimbangan. Benda yang bergetar ditandai oleh adanya gerak bolak-balik melalui titik kesetimbangan. Titik kesetimbangan adalah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Gerak bandul ayunan dan gerak beban pada pegas merupakan contoh-contoh benda yang bergetar.

Keterangan:
B = titik kesetimbangan
BA=BC = amplitudo
A-B-C-B-A = satu kali getaran

Energi sebuah getaran ditunjukkan oleh amplitudo getaran itu. Amplitudo adalah jarak simpangan terjauh dengan titik tengah. Semakin besar amplitudo sebuah getaran menunjukkan energi getaran itu semakin besar. Selain memiliki energi, getaran juga memiliki periode dan frekuensi. Periode (T) adalah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali getaran. Untuk mengukur periode dan frekwensi suatu getaran digunakan persamaan sebagai berikut.

Keterangan:
T = periode getaran (sekon)
t = waktu yang diperlukan (sekon)
n = jumlah getaran
f = frekuensi getaran (Hertz)

Sedangan frekwensi (f) adalah banyaknya getaran yang terjadi dalam waktu satu sekon. Hubungan antara periode dan frekwensi secara matematis sebagai berikut:

Keterangan:
f = frekuensi getaran (Hertz)
T = periode getaran (sekon)

Benda yang bergetar dapat menyebabkan benda lain di sekitarnya turut bergetar dengan frekuensi yang sama. Peristiwa ini disebut resonansi.
Periode sebuah ayunan besarnya tetap, walaupun amplitudonya berubah. Berdasarkan kenyataan ini maka ayunan digunakan untuk penunjuk waktu.

Contoh
Sebuah benda bergetar 60 kali dalam waktu 3 sekon. Berapakah frekuensi dan periode benda tersebut?
Jawab:
Diketahui:
n = 60
t = 3 sekon
T = …. ?
T=t/n = 3/60 =0,5 sekon

Gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang merupakan pemindahan energi getaran dari satu tempat ke tempat lain. Medium gelombang tidak ikut berpindah, hanya bergetar di sekitar titik kesetimbangannya saat gelombang melintas.
Berdasarkan perlunya medium untuk dilalui gelombang, maka gelombang dapat bedakan menjadi gelombang mekanik dan elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium, misalnya gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi. Sedangkan Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dapat merambat tanpa medium, misalnya gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar.
Gelombang dapat pula digolongkan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal bila didasarkan arah getar terhadap arah rambat gelombang itu.

Gelombang transversal, yaitu gelombang yang arah rambatan dan arah getarannya saling tegak lurus. Satu panjang gelombang transversal adalah jarak satu bukit dan satu lembah yang berdekatan.

Gelombang longitudinal, yaitu gelombang yang arah rambatannya searah dengan arah getarannya Satu panjang gelombang longitudinal adalah jarak antara satu rapatan dan satu renggangan yang berdekatan

Hubungan antara cepat rambat, panjang, dan periode gelombang dituliskan dalam persamaan:

Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung yang lain memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh jarak tertentu dalam waktu tertentu pula. Dengan demikian, secara matematis, hal itu dituliskan sebagai berikut.

Karena jarak yang ditempuh dalam satu periode (t = T) adalah sama dengan satu gelombang (s = ) maka:

Keterangan:
v = cepat rambat gelombang (m/s)
T = periode gelombang (s)
λ = panjang gelombang (m)

Sumber : sainsmediaku

Baca Artikel Terkait: