Materi Getaran dan Gelombang Dilengkapi Contoh Soal dan Penyelesaiannya

Amongguru.com. Materi Getaran dan Gelombang Dilengkapi Contoh Soal dan Penyelesaiannya.

Berikut ini admin bagikan Materi Getaran dan Gelombang Dilengkapi Contoh Soal dan Penyelesaiannya untuk membantu pemahaman terhadap getaran dan gelombang sebagai konsep fisika yang erat hubungannya dengan kehidupan sehari-hari.

GETARAN

Pernahkah kalian melihat jam dinding yang menggunakan bandul? Jarum jam bergerak akibat adanya gerak bolak balik dari bandul. Gerakan bandul tersebut dinamakan getaran.

Getaran merupakan gerak bolak balik melalui titik kesetimbangan. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali getaran penuh, yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut.

Perhatikan gambar gerakan bandul sederhana berikut.

Satu kali getaran adalah ketika ketika benda bergerak dari titik A – O – B – O – A atau dari titik O – B – O – A – O. Bandul tidak pernah melewati titik A atau B karena titik tersebut merupakan simpangan terjauh. Simpangan terjauh ini disebut amplitudo. Pada titik A atau B, benda akan berhenti sesaat sebelum kembali bergerak.

Contoh amplitudo adalah jarak AO atau jarak BC. Jarak dari titik setimbang pada suatu saat dinamakan simpangan.

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali getaran disebut periode getaran, yang dilambangkan dengan (T). Sedangkan banyaknya getaran dalam tiap detik disebut frekuensi getaran, dilambangkan dengan (f). Hubungan antara frekuensi dan periode secara matematis dapat ditulis sebagai berikut.

T = 1/f dan f = 1/T

dengan :

T = Periode (s)

f = Frekuensi (Hz)

Satuan periode adalah sekon dan satuan frekuensi, yaitu Hertz (Hz), untuk menghormati seorang fisikawan Jerman yang telah berjasa di bidang gelombang, Hendrich Rudolf Hertz. Jadi, satu herzt sama dengan satu getaran per sekon.

Contoh Soal :

Perhatikan gambar berikut!


Sebuah bandul ditarik ke samping sehingga bandul bergerak bolak balik. Jika jarak K – M = 20 cm, dan bandul melakukan 10 kali getaran dalam waktu 5 sekon, hitunglah frekuensi getaran, periode getaran, dan ampitudo bandul!

Penyelesaian :

Frekuensi getaran adalah banyaknya getaran tiap sekon, maka dalam soal tersebut, banyaknya getaran tiap sekon adalah :

f = 10 getaran / 5 sekon = 2 Hz

Jadi frekuensi getarannya adalah 2 Hz

Periode getaran adalah waktu yang dibutuhkan untuk satu kali getaran.

T = 5 sekon / 10 getaran = 0,5 sekon.

Jadi periode getarannya adalah 0,5 sekon.

Amplitudo merupakan jarak terjauh dari titik setimbang. Pada soal di atas, titik setimbangnya adalah L, sehingga amplitudonya merupakan jarak KL atau jarak LM.

Jarak KL = jarak LM = 20 cm / 2 = 10 cm.

jadi amplitudonya adalah 10 cm.

GELOMBANG

Ketika kalian mengikuti upacara pengibaran bendera di sekolah, kalian akan melihat bendera berkibar saat diterpa angin. Peristiwa berkibarnya bendera ini merupakan salah satu contoh dari gelombang.

Gelombang merupakan salah satu konsep Fisika yang penting untuk dipelajari. Banyak sekali gejala alam yang menggunakan prinsip gelombang. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium untuk merambat, misanya gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi. Gelombang elektromagnetik merupakan gelombang yang di dalam perambatannya tidak membutuhkan medium, contoh gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar.

Berdasarkan arah perambatannya, gelombang mekanik dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

1. Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatnya. Contoh gelombang transversal, yaitu gelombang pada permukaan air, gelombang cahaya, gelombang radar, dan gelombang radio.

Pola gelombang transversal akan berbentuk bukit dan lembah gelombang, seperti tampak pada gambar berikut.

2. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambat. Gelombang bunyi dan gelombang pada gas yang ditempatkan di dalam tabung tertutup merupakan contoh dari gelombang longitudinal. Apabila kalian pernah memompa ban sepeda menggunakan pompa, maka kalian akan mendorong atau menekan alat tersebut.

Partikel-partikel gas dalam pompa akan membentuk pola rapatan dan regangan sehingga mendorong udara untuk keluar.

Pola pada gelombang longitudinal akan berbentuk rapatan dan regangan seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

Panjang Gelombang

Pada pembahasan tentang getaran telah dijelaskan tentang periode getaran. Besaran tersebut identik dengan periode gelombang. Kalau periode gelombang aalah waktu yang dibutuhkan untuk satu kali getaran, maka periode gelombang merupakan waktu yang dibutuhkan untuk menempuh panjang satu gelombang.

Sehingga satu gelombang dapat didefinisikan sebagai yang ditempuh panjang satu periode. Panjang gelombang dilambangkan dengan λ (dibaca lamda). Satuan panjang gelombang dalam SI adalah meter (m).

Satu panjang gelombang transversal terdiri dari satu bukit dan satu lembah gelombang.

Satu panjang gelombang longitudinal terdiri atas satu rapatan dan satu renggangan, atau dari ujung renggangan sampai ke ujung renggangan berikutnya.

Cepat Rambat Gelombang

Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung yang kainnya memiliki kecepatan tertentu dengan menempuh jarak tertentu dan waktu tertentu pula. Secara matematis, hubungan antara ketiganya dapat dituliskan sebagai berikut.

dengan :

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = Panjang gelombang (m)

T = Perioe gelombang (s)

f = Frekuensi gelombang (Hz)

Contoh Soal :

Permukaan air merambat dengan panjang gelombang 2 m. Jika waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang adalah 0,5 sekon, tentukan cepat rambat gelombang dan frekuensi gelombangnya!

Penyelesaian :

Cepat rambat gelombang (v) :

v = λ / T = 2 m / 0,5 s = 4 m/s

Jadi cepat rambat gelombangnya adalah 4 m/s.

Frekuensi gelombang (f) :

f = 1/T = 1 / 0,5 s = 2 Hz

Jadi frekuensi gelombangnya adalah 2 Hz.

Baca juga : Contoh Soal Materi Getaran dan Gelombang Beserta Kunci Jawabannya.

Demikian ulasan Materi Getaran dan Gelombang Dilengkapi Contoh Soal dan Penyelesaiannya. Semoga bermanfaat.

Tinggalkan Balasan