Home / Fisika / Gelombang Berjalan

Gelombang Berjalan

  • 11 min read
Loading...

Penulis : Deyan Prashna, Departemen Fisika, FMIPA, Universitas Indonesia 2016

Gelombang merupakan getaran (gerakan bolak-balik melalui titik keseimbangan) yang merambat baik membutuhkan medium rambat maupun tidak. Gelombang berjalan merupakan gelombang dengan amplitudo dan fase yang sama dalam setiap rambatannya. Gelombang berjalan termasuk kedalam jenis gelombang mekanik. Gelombang ini memiliki persamaan simpangan yang berbeda dengan gelombang lainnya. Gelombang berjalan berbeda dengan gelombang berdiri.

Apa yang kalian ketahui tentang gelombang berjalan? Termasuk kedalam jenis apa gelombang berjalan itu? Bagaimana prinsip dari gelombang berjalan? Yuk baca artikel ini untuk mengetahui jawabannya…

Pengertian Gelombang Berjalan

Jenis gelombang memang banyak, salah satunya pembagiannya berdasarkan amplitudo dan fasenya dimana terbagi menjadi gelombang berjalan dan tetap (stasioner). Pada artikel ini akan dibahas mengenai gelombang berjalan.

Gelombang berjalan adalah suatu gelombang dengan amplitudo dan fase yang tetap pada setiap lintasan getar yang dilaluinya. Gelombang merupakan getaran yang merambat baik melalui medium maupun tanpa medium.

Gelombang berjalan hanya dapat merambat melalui medium. Sehingga gelombang

Loading...
ini termasuk kedalam jenis gelombang mekanik (memerlukan medium perambatan).

Untuk lebih jelasnya mengenai gelombang mekanik, kamu dapat membaca artikel gelombang mekanik.

Dalam getaran gelombang, partikel medium ikut bergerak tetapi hanya berinterkasi saja satu sama lain dan menggetarkan satu sama lain. Pergerakan partikel melalui titik keseimbangan menyebabkan terjadinya getaran.

Getaran ini akan menyebabkan partikel terdekatnya menjadi ikut bergetar dan begitu seterusnya. Getaran yang berada di partikel akhir menjadi paling besar karena merupakan penjumlahan dari getaran partikel sebelumnya.

Getaran tersebut membawa energi. Untuk memudahkan pemahaman mengenai getaran, silahkan perhatikan ilustrasi gerakan bandul berikut!

gerakan bandul

Bandul dikatakan melakukan gerakan sebanyak 1 getaran jika gerakannya melalui titik keseimbangan (titik A), yaitu titik A – B – C – B – A. Bandul tersebut bergerak dalam satu periode dan akan berhenti bergerak karena adanya gaya gravitasi.

Pada gelombang akan timbul puncak dan lembah gelombang selama permbatannya. Suatu partikel dikatakan bergetar apabila gerakan pada partikel tersebut berhasil melewati titik keseimbangan.

Gelombang berjalan terjadi dalam medium tertentu dan ada batasannya sampai ruang dalam medium itu. Gelombang berjalan mempunyai sifat yang menyebar.

Jika medium rambat gelombang memiliki ujung yang diikat maka pantulan dari gelombang itu akan terpantul kembali menuju posisi awal mula gelombang. Untuk lebih jelasnya mengenai gelombang, perhatikan ilustrasi berikut!

bentuk gelombang

Gelombang berjalan sering ditemui dalam kehidupan ini, misalnya pada gelombang air, gelombang tali, gelombang suara yang melewati medium lentur (busa, spons, dll), dsb. Gelombang berjalan berbeda dengan gelombang stasioner.

Sebelum mengetahui parameter gelombang berjalan, kamu perlu mengetahui sifat dari gelombang itu sendiri.

Sifat Gelombang

Refraksi (dapat dibiaskan)

Refraksi dapat terjadi karena perbedaan indeks bias medium rambat yang dilaluinya sehingga mengalami pergeseran arah rambat. Sifat ini berdasarkan hukum Snellius dimana jika indeks bias medium pertama lebih besar dari indeks bias medium kedua maka arah rambatnya pada medium kedua akan menjauhi garis normal.

Sedangkan jika indeks bias medium pertama lebih kecil dari indeks bias medium kedua maka arah rambatnya pada medium kedua akan mendekati garis normal. Berikut ilustrasinya:

hukum snellius

Difraksi (dapat dibelokkan)

Difraksi merupakan pembelokkan gelombang ketika gelombang tersebut melewati celah dan membentuk pola-pola yang menguatkan (konstruktif) atau pun melemahkan (destruktif).

Refleksi (dapat dipantulkan)

Refleksi merupakan peristiwa pembalikan atau pemantulan gelombang karena menyentuh bidang sentuh dan ada yang membentuk sudut tertentu terhadap arah datang serta ada juga yang tegak lurus terhadap arah datang. Jika membentuk sudut tertentu terhadap arah datang, maka semakin besar sudut gelombang pantul akan semakin melemahkan kekuatan pantulan gelombang itu sendiri, dan sebaliknya.

Dispersi (dapat berubah bentuk)

Dispersi merupakan perubahan bentuk gelombang karena melalui medium tertentu sehingga frekuensi dan panjang gelombangnya berbeda dengan gelombang awal.

Interferensi (dapat dipadukan/digabungkan)

Interfensi merupakan perpaduan dua buah gelombang atau lebih menjadi sebuah gelombang dan dapat bersifat menguatkan (interferensi konstruktif) jika fasenya sama maupun melemahkan (interferensi destruktif) jika fasenya berbeda.

Polarisasi (dapat diserap)

Polarisasi merupakan perisitiwa penyerapan arah getar gelombang ketika melewati medium tertentu. Sehingga gelombang yang berhasil melewati medium tersebut memiliki intensitas (jumlah energi per satuan waktu) yang lebih rendah.

Gelombang yang mengalami polarisasi diibaratkan gelombang tersebut seperti tersaring (terfilter) dan mengalami proses filterisasi. Sehingga intensitas yang dihasilkan pun menjadi lebih rendah.

Parameter Gelombang Berjalan

Frekuensi

Frekuensi merupakan banyaknya getaran gelombang per satuan waktu yang terdiri dari sebuah bukit dan sebuah lembah gelombang, perhatikan kembali gambar 2. Frekuensi menyatakan kuantitas dari getaran dalam gelombang, dan besarnya dinyatakan sbb:

rumus gertaran dalam gelombang

atau

rumus gertaran dalam gelombang 2

dimana f menyatakan frekuensi (Hz), n menyatakan jumlah gelombang, dan T menyatakan periode (s).

Waktu getar

Waktu getar merupakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran dalam periode tertentu, besarnya dinyatakan sbb:

rumus satu getaran dalam periode tertentu

dimana satuan dari t adalah sekon (s).

Periode

Periode merupakan waktu yang diperlukan untuk melakukan satu gelombang dimana satu gelombang terdiri dari satu bukit dan satu lembah, perhatikan kembali gambar 2. Periode gelombang dapat dinyatakan sbb:

rumus Periode gelombang

dimana T memiliki satuan sekon (s).

Panjang gelombang

Panjang gelombang merupakan jarak antara puncak gelombang dengan lembah gelombang atau dapat dikatakan jarak yang ditempuh getaran dalam satu gelombang, perhatikan kembali gambar 2. Panjang gelombang dapat dinyatakan sbb:

panjang gelombang

menjadi

panjang gelombang

atau

Loading...
panjang gelombang 2

dimana s merupakan jarak tempuh gelombang (m), n merupakan jumlah gelombang, v merupakan cepat rambat gelombang, dan f merupakan frekuensi gelombang (Hz).

Cepat rambat gelombang

Cepat rambat gelombang, v, merupakan jarak yang ditempuh gelombang dalam satuan waktu tertentu. Cepat rambat gelombang merupakan besaran vektor (memiliki nilai dan juga arah), dapat dinyatakan sbb:

rumus cepat rambat gelombang

dimana satuan dari v adalah m/s.

Amplitudo

Amplitudo merupakan jarak simpangan terjauh dari titik keseimbangan gelombang (titik node) atau dapat dikatakan sebagai sebuah garis khayal yang tegak lurus dari titik node sampai titik antinode.

Simpangan gelombang

Simpangan pada gelombang berjalan merupakan jarak lintasan gelombang yang bermula dari titik awal gelombang sampai titik akhir gelombang. Simpangan gelombang sangat berbeda dengan panjang gelombang.

Besar dari simpangan gelombang berjalan dapat dinyatakan sbb:

simpangan gelomabang berjalan

dengan

simpangan gelombang berjalan 2

dan

simpangan gelombang berjalan 4

pers. (10) dapat menjadi

dimana y merupakan simpangan (m), A merupakan amplitudo (m), 23merupakan kecepatan sudut gelombang (rad/s), t merupakan waktu getar (s), k merupakan bilangan gelombang dengan deifinisi frekuensi gelombang pada suatu gelombang tertentu dengan jarak tertentu, x merupakan jarak dari posisi awal gelombang (m) atau juga dapat dilambangkan dengan s sebagaimana pers. (5), T merupakan periode gelombang (s). Perlu diketahui bahwa gelombang berjalan membentuk gelombang sinus, sehingga besar simpangan dinyatakan dengan sinus.

Tanda plus (+) menunjukkan bahwa gelombang merambat ke kanan dari titik asal dan titik asal bergerak ke atas. Sedangakan tanda minus (-) menunjukkan bahwa gelombang merambat ke kiri dari titik asal dan titik asal bergerak ke bawah.

Kecepatan gelombang

Kecepatan gelombang merupakan simpangan yang ditempuh gelombang per satuan waktu, kecepatan gelombang dinyatakan sbb:

kecepatan gelombang

dimana kecepatan gelombang, v, merupakan meter per sekon (m/s), dan t adalah sekon (s).

Percepatan gelombang

Percepatan gelombang merupakan besar dari kecepatan gelombang dalam waktu tertentu, percepatan gelombang dapat dinyatakan sbb:

dimana satuan dari percepatan gelombang, a, adalah meter per sekon kuadrat 25 .

Sudut fase gelombang

Sudut fase gelombang merupakan sudut yang ditempuh oleh getaran pada gelombang. Sehingga membentuk amplitudo tertentu. Sudut fase gelombang dinyatakan sbb:

fg-1

atau

fg 2

Fase gelombang

Fase gelombang merupakan besaran suatu posisi pada gelombang (titik) yang berhubungan dengan simpangan dan arah getarannya. Fase gelombang dikatakan sama jika arah getaran dan simpangannya sama serta dikatakan berlawanan/berbeda jika arah getaran dan simpangannya berbeda.

Fase gelombang dinyatakan sbb:

fg 3

Fase sama dapat dinyatakan sbb:

Sedangkan fase berlawanan dapat dinyatakan sbb:

fg 5

Jadi, dapat dikatakan bahwa gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki fase dan amplitudo yang sama/konstan dalam setiap rambatannya pada medium rambat. Gelombang berjalan termasuk kedalam jenis gelombang transversal dan prinsipnya bahwa dalam setiap rambatannya memiliki fase yang konstan.

Dalam perambatannya, gelombang ini membawa energi dan energi pada akhir posisi gelombang akan sangat besar karena merupakan penjumlahan dari energi gelombang pada posisi sebelumnya. Contohnya pada gelombang air, gelombang tali, gelombang bunyi (suara), dsb.

Dengan demikian, dalam kehidupan sehari-hari tidak terlepas dari gelombang berjalan. Keadaan gelombang berjalan dapat ditentukan dengan rumus-rumus yang telah dijelaskan pada bagian parameter gelombang berjalan.

Sekian, pembahasan mengenai gelombang berjalan pada artikel ini. Semoga penjelasannya dapat mudah dimengerti dan juga dapat menjawab pertanyaan kamu mengenai gelombang berjalan.

Terimakasih sudah membaca…

Pertanyaan Umum

Apa yang kamu ketahui tentang gelombang berjalan?

Gelombang berjalan adalah suatu gelombang dengan amplitudo dan fase yang tetap pada setiap lintasan getar yang dilaluinya. Gelombang berjalan hanya dapat merambat melalui medium.
Sehingga gelombang ini termasuk kedalam jenis gelombang mekanik (memerlukan medium perambatan). Dalam perambatannya, gelombang berjalan membawa energi.
Gelombang berjalan disebabkan adanya getaran partikel medium yang merambat melalui mediumnya.

Apa saja sifat-sifat gelombang itu?

Gelombang memiliki sifat/karakteristik tertentu yang membuatnya menjadi unik. Sifat ini dimiliki oleh semua jenis gelombang dan bukan hanya dimiliki oleh gelombang berjalan saja. Berikut sifat dari gelombang:
– Refraksi, gelombang dapat dibiaskan.
– Difraksi, gelombang dapat dibelokkan.
– Refleksi, gelombang dapat dipantulkan.
– Dispersi, gelombang dapat dirubah bentuk atau dapat disesuaikan.
– Interferensi, dua buah gelombang atau lebih dapat dipadukan menjadi sebuah gelombang.
– Polarisasi, rambatan gelombang dapat diserap pada medium tertentu.

Apa saja parameter yang terdapat pada gelombang berjalan?

Gelombang berjalan memiliki berbagai parameter yang digunakan dalam perhitungan untuk menyatakan eksistensinya (keberadaannya). Berikut parameter dari gelombang berjalan:
– Frekuensi, banyaknya getaran per satuan waktu.
– Waktu getar, waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran dalam periode tertentu.
– Periode, waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran gelombang.
– Panjang gelombang, jarak antara puncak gelombang dengan lembah gelombang.
– Cepat rambat gelombang, jarak yang ditempuh gelombang dalam satuan waktu tertentu.
– Amplitudo, jarak simpangan terjauh dari titik keseimbangan gelombang.
– Simpangan gelombang, jarak lintasan gelombang yang bermula dari titik awal gelombang sampai titik akhir gelombang.
– Kecepatan gelombang, simpangan yang ditempuh gelombang per satuan waktu.
– Percepatan gelombang, besar dari kecepatan gelombang per satuan waktu.
– Sudut fase gelombang, sudut yang ditempuh oleh getaran pada gelombang.
– Fase gelombang, suatu posisi pada gelombang (berupa titik) yang berhubungan dengan simpangan dan arah getarnya.
– Beda Fase, selisih dari fase gelombang.

Contoh Soal

  1. Suatu gelombang berjalan memiliki 10 buah gelombang yang bergetar selama 0,2 sekon. Berapa frekuensi yang dihasilkan dari gelombang tersebut?

Jawab:

2. Dengan merujuk pada soal nomor 1, berapa besar kecepatan sudutnya?

Jawab:

3. Dengan merujuk kembali soal nomor 1 dan 2, jika diketahui gelombangnya merambat ke kanan dari titik asal serta memiliki panjang 5 m dan beramplitudo 2 cm (bergerak ke atas dari titik keseimbangan), maka berapa besar simpangan yang terbentuk dari gelombang berjalan tersebut?

Jawab:

Daftar Pustaka

  • Adistiana, Dwi. Kartina. 2018. Perbedaan Gelombang Berjalan dan Gelombang Berdiri. Diperoleh dari https://blog.ruangguru.com/gelombang-berjalan-dan-gelombang-berdiri (diakses pada 4 Juni 2020).
  • Fransrav. Jawaban dari soal “Apa yang dimaksud dengan fase gelombang?” Diperoleh dari https://brainly.co.id/tugas/2910642 (diakses pada 4 Juni 2020).
  • Nur. 2020. Gelombang Berjalan: Pengertian, Rumus, Contoh, Soal. Diperoleh dari https://www.google.com/amp/s/rumuspintar.com/gelombang-berjalan/amp/ (diakses pada 4 Juni 2020).
  • The Physics Classroom. Traveling Waves vs. Standing Waves. Diperoleh dari https://www.physicsclassroom.com/class/waves/Lesson-4/Traveling-Waves-vs-Standing-Waves (diakses pada 4 Juni 2020).
  • Viandari, Eka. 2019. Gelombang Berjalan dan Stasioner – Fisika Kelas 11. Diperoleh dari https://www.google.com/amp/s/www.quipper.com/id/blog/mapel/fisika/gelombang-berjalan-dan-stasioner-fisika-kelas-11/amp/ (diakses pada 4 Juni 2020).
Loading...