GELOMBANG N GETARAN

Gejala getaran banyak ditemukan
dalam kehidupan sehari-hari.
Getaran bandul jam dinding, senar
gitar yang dipetik, dan pita suara
yang bergetar hingga menimbulkan
bunyi, merupakan beberapa contoh
benda yang melakukan getaran.
Apakah yang dimaksud dengan
getaran? Apakah ciri-ciri suatu benda
mengalami getaran?
Pada bab ini akan dipelajari
pengertian getaran dan ciri-ciri
suatu getaran, pengertian
gelombang, jenis gelombang,
dan besaran yang berkaitan.
Setelah mempelajari bab ini, kamu
diharapkan mampu memahami
konsep getaran dan prinsip dasar
teori gelombang untuk selanjutnya
mempelajari fenomena bunyi yang
erat dalam kehidupan sehari-hari.
A. Pengertian Getaran
Pernahkah kamu melihat jam
dinding yang memakai bandul?
Jarum jam tersebut bergerak akibat
adanya gerak bolak-balik bandul.
Gerakan bandul itu disebut getaran.
Marilah kita selidiki apa sebenarnya
getaran itu.
Jadi, getaran adalah gerak bolak-balik
melalui titik setimbang. Satu getaran
didefinisikan sebagai satu kali
bergetar penuh, yaitu dari titik awal
kembali ke titik tersebut. Satu kali
getaran adalah ketika benda
bergerak dari titik A-B-C-B-A atau
dari titik B-C-B-A-B. Bandul tidak
pernah melewati lebih dari titik A
atau titik C karena titik tersebut

merupakan simpangan terjauh.
Simpangan terjauh itu disebut
amplitudo. Di titik A atau titik C
benda akan berhenti sesaat sebelum
kembali bergerak. Contoh amplitudo
adalah jarak BA atau jarak BC. Jarak
dari titik setimbang pada suatu saat
disebut simpangan.
B. Ciri-Ciri Suatu Getaran
Getaran merupakan jenis gerak
yang mudah kamu jumpai dalam
kehidupan sehari-hari, baik gerak
alamiah maupun buatan manusia.
Semua getaran memiliki ciri-ciri
tertentu. Apa ciri-ciri getaran itu?
Waktu yang dibutuhkan untuk
menempuh satu kali getaran disebut
periode getar yang dilambangkan
dengan (T). Banyaknya getaran
dalam satu sekon disebut frekuensi
(f). Suatu getaran akan bergerak
dengan frekuensi alamiah sendiri.
Hubungan frekuensi dan periode
secara matematis ditulis sebagai
berikut:
dengan: T = periode (s)
f = banyaknya getaran per sekon
(Hz)
Satuan periode adalah sekon dan
satuan frekuensi adalah getaran per
sekon atau disebut juga dengan
hertz (Hz), untuk menghormati
seorang fisikawan Jerman yang
berjasa di bidang gelombang,
Hendrich Rudolf Hertz. Jadi, satu
hertz sama dengan satu getaran per
sekon.
C. Pengertian Gelombang
Pernahkah kamu pergi ke pantai?
Tentu sangat menyenangkan,
bukan? Demikian indahnya ciptaan
Tuhan. Di pantai kamu bisa melihat
ombak. Ombak tersebut terlihat
bergelombang dari tengah menuju
pantai dan semakin lama semakin
kecil, lalu akhirnya menerpa pesisir
pantai. Jadi, apa sebenarnya ombak
itu?
Ketika kamu mengikuti upacara
pengibaran bendera di sekolahmu,
kamu melihat bendera berkibar
diterpa angin. Pernahkah kamu
memerhatikan bagaimana gerak
bendera tersebut? Peristiwa ombak
laut ataupun berkibarnya bendera
merupakan contoh dari gelombang.
Jadi, apa sebenarnya gelombang itu?
Pada saat kamu menggerakkan tali
ke atas dan ke bawah, dikatakan
bahwa kamu memberikan usikan
pada tali. Jika usikan itu dilakukan
terus menerus, akan terjadi getaran.
Setelah memberi usikan atau
getaran, kamu akan melihat ada
sesuatu yang merambat pada tali.
Sesuatu itu disebut gelombang. Jadi,
gelombang adalah getaran yang
merambat atau usikan yang
merambat.
D. Gelombang Mekanik
Memerlukan Medium untuk
Merambat
Gelombang merupakan salah satu
konsep Fisika yang sangat penting
untuk dipelajari karena banyak sekali
gejala alam yang menggunakan
prinsip gelombang. Sebagai
makhluk yang paling pandai,
manusia memiliki kewajiban untuk
selalu mempelajari gejala alam
ciptaan Tuhan untuk mengambil
manfaat bagi kehidupan manusia.
Kamu dapat berkomunikasi dengan
orang lain sebagian besar dengan
memanfaatkan gelombang suara
atau gelombang bunyi. Kamu dapat
mendengarkan radio atau
menonton televisi karena adanya
gelombang radio.
Berdasarkan medium perambatnya,
gelombang dapat dibedakan
menjadi dua bagian, yaitu
gelombang mekanik dan
gelombang elektromagnetik.
Gelombang mekanik adalah
gelombang yang dalam
perambatannya memerlukan
medium, misalnya gelombang tali,
gelombang air, dan gelombang
bunyi. Gelombang elektromagnetik
adalah gelombang yang dapat
merambat tanpa medium, misalnya
gelombang radio, gelombang
cahaya, dan gelombang radar. Dari
kedua jenis gelombang tersebut,
yang akan kamu pelajari adalah
gelombang mekanik. Apakah yang
dirambatkan oleh gelombang
tersebut?
Pada saat kamu menggetarkan tali,
gelombang akan merambat pada tali
ke arah temanmu, tetapi karet
gelang yang diikatkan pada tali tidak
ikut merambat bersama
gelombang. Jika demikian, bagian-
bagian tali tidak ikut merambat
bersama gelombang. Jadi apakah
yang dirambatkan oleh gelombang?
Jika kamu meminta temanmu untuk
menggetarkan salah satu ujung tali,
kamu akan merasakan sesuatu pada
temanmu akibat merambatnya
gelombang tersebut. Tentu kamu
masih ingat pelajaran pada bab
terdahulu bahwa sesuatu yang
memiliki kemampuan untuk
melakukan usaha disebut energi.
Jadi, yang dirambatkan oleh
gelombang adalah energi.
Berdasarkan arah perambatannya,
gelombang mekanik dibedakan
menjadi dua jenis, yaitu gelombang
transversal
dan gelombang longitudinal.
1. Gelombang Transversal
Pada saat kamu menggetarkan slinki
ke arah samping, ternyata arah
rambat gelombangnya ke depan,
tegak lurus arah rambatnya.
Gelombang seperti ini disebut
gelombang transversal. Jadi,
gelombang transversal adalah
gelombang yang arah getarnya
tegak lurus terhadap arah
rambatannya. Contoh lain dari
gelombang transversal adalah
gelombang pada permukaan air,
dan semua gelombang
elektromagnetik, seperti gelombang
cahaya, gelombang radio, ataupun
gelombang radar.
Sumber getaran untuk gelombang
air berada pada tempat batu jatuh
sehingga gelombang menyebar ke
segala arah. Dari gambar tersebut
tampak bahwa semakin jauh dari
sumber, gelombang semakin kecil.
Hal tersebut disebabkan energi yang
dirambatkan semakin berkurang.
2. Gelombang Longitudinal
Gelombang transversal merupakan
gelombang yang arah getarnya
tegak lurus dengan arah rambatan.
Bagaimanakah arah getar pada
gelombang longitudinal?
Pada saat kamu mendorong slinki
searah dengan panjangnya,
gelombang akan merambat ke arah
temanmu berbentuk rapatan dan
renggangan. Jika kamu perhatikan,
arah rambat dan arah getarnya
ternyata searah. Gelombang seperti
itu disebut gelombang longitudinal.
Jadi, gelombang longitudinal adalah
gelombang yang arah getarnya
sejajar dengan arah rambatannya.
Gelombang bunyi dan gelombang
pada gas yang ditempatkan di
dalam tabung tertutup merupakan
contoh gelombang longitudinal.
Pernahkah kamu memompa ban
sepeda atau menggunakan alat
suntik mainan? Pada saat kamu
menggunakan pompa, kamu
mendorong atau menekan alat
tersebut. Partikel-partikel gas dalam
pompa membentuk pola rapatan
dan renggangan sehingga
mendorong udara keluar.
E. Panjang Gelombang
Kamu sudah mengetahui bahwa
pola gelombang transversal
berbentuk bukit dan lembah
gelombang, sedangkan pola
gelombang longitudinal berbentuk
rapatan dan renggangan. Panjang
satu bukit dan satu lembah atau satu
rapatan dan satu renggangan
didefinisikan sebagai panjang satu
gelombang. Pada pembahasan
tentang getaran kamu sudah
mengetahui tentang periode
getaran.
Besaran tersebut identik dengan
periode gelombang. Periode
gelombang adalah waktu yang
dibutuhkan untuk menempuh satu
panjang gelombang. Jadi, satu
gelombang dapat didefinisikan
sebagai yang ditempuh panjang
satu periode. Panjang gelombang
dilambangkan dengan lamda.
Satuan panjang gelombang dalam
SI adalah meter (m). Marilah kita
pelajari panjang gelombang
transversal dan panjang gelombang
longitudinal.
1. Panjang Gelombang
Transversal
Jika kamu menggerakkan slinki tegak
lurus dengan arah panjangnya,
terbentuklah bukit dan lembah
gelombang. Pola tersebut adalah
pola gelombang transversal. Bukit
gelombang adalah lengkungan a-b-c
sedangkan lembah gelombang
adalah lengkungan c-d-e. Titik b
disebut puncak gelombang dan titik
d disebut dasar gelombang. Kedua
titik ini disebut juga perut
gelombang.
Adapun titik a, c, atau e disebut
simpul gelombang. Satu panjang
gelombang transversal terdiri atas
satu bukit dan satu lembah
gelombang. Jadi, satu gelombang
adalah lengkungan a-b-c-d-e atau b-
c-d-e-f. Satu gelombang sama
dengan jarak dari a ke e atau jarak b
ke f. Amplitudo gelombang adalah
jarak b-b’ atau jarak d-d’. Kamu
dapat menyebutkan panjang
gelombang yang lain, yaitu jarak f-j
atau jarak i-m.
2. Panjang Gelombang
Longitudinal
Jika kamu menggerakkan slinki
searah dengan panjangnya dengan
cara mendorong dan menariknya,
akan terbentuk pola-pola
gelombang. Satu panjang
gelombang adalah jarak antara satu
rapatan dan satu renggangan atau
jarak dari ujung renggangan sampai
ke ujung renggangan berikutnya.
F. Cepat Rambat Gelombang
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.
G. Pemantulan Gelombang
Pada saat kamu berteriak di lereng
sebuah bukit, kamu akan
mendengar suaramu kembali
setelah beberapa saat. Hal ini
membuktikan bahwa bunyi dapat
dipantulkan. Bunyi merupakan salah
satu contoh gelombang mekanik.
Berdasarkan uraian sebelumnya dan
dari hasil diskusimu, dapat
disimpulkan bahwa salah satu sifat
gelombang adalah dapat
dipantulkan. Dalam kehidupan
sehari-hari, kamu sering melihat
pemantulan gelombang air kolam
oleh dinding kolam, ataupun
gelombang ombak laut oleh pinggir
pantai. Dapat diterimanya
gelombang radio dari stasiun
pemancar yang sedemikian jauh
juga menunjukkan bahwa
gelombang radio dapat dipantulkan
atmosfer bumi.
Sebuah gelombang merambat pada
tali, jika ujung tali diikat pada suatu
penopang, gelombang yang
mencapai ujung tetap tersebut
memberikan gaya ke atas pada
penopang. Penopang memberikan
gaya yang sama tetapi berlawanan
arah ke bawah pada tali. Gaya ke
bawah pada tali inilah yang
membangkitkan gelombang
pantulan yang terbalik. Ujung yang
bebas tidak ditahan oleh sebuh
penopang. Gelombang cenderung
melampaui batas. Ujung yang
melampaui batas memberikan
tarikan ke atas pada tali dan inilah
yang membangkitan gelombang
pantulan yang tidak terbalik.