Pengertian Gelombang Mekanik, Karakteristik dan Rumusnya – Bunyi merupakan salah satu contoh gelombang yang paling mudah untuk ditemukan.
Banyak sekali sumber bunyi di sekitar kita di antaranya televisi, telepon genggam, suara hewan dan suara kendaraan, meskipun sumber bunyi berada jauh dengan kita, namun kita masih dapat mendengar bunyi tersebut.
Pengertian Gelombang Mekanik, Karakteristik dan Rumusnya
Hal ini terjadi gelombang bunyi merambat melalui media udara hingga sampai ke pendengaran kita.
Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah suatu gelombang yang membutuhkan media untuk merambat dan mneyalurkan energi guna kebutuhan proses perambatan suatu gelombang. Salah satu contoh gelombang mekanik adalah suara yang merambat melewati sebuah perubahan tekanan udara di dalam ruang (kerenggangan atau kerapatan molekul-molekul udara).
Suara tidak akan bisa dirambatkan tanpa adanya udara. Saat sedang berada di pantai, maka kita bisa melihta ombak dan itu adalah contoh lain dari gelombang mekanik yang menjadikan air sebagai media rambatnya. Contoh lainnya yaitu gelombang tali.
Gelombang mekanik adalah sebuah gelombang yang memerlukan media supaya bisa berpindah tempat. Bunyi musik yang kita dengar disebabkan oleh gelombang bunyi yang merambat melewati udara sehingga bisa sampai ke telinga.
Karakteristik Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik mempunyai beberapa karakteristik sebagai berikut ini.
Panjang Gelombang
Perhatikan gambar di bawah ini.
Gambar 1
Pada gambar di atas, titik abc dan efg dinamakan dengan bukit gelombang. Lalu, titik cde dan ghi dinamakan lembah gelombang. Titik b dan f merupakan puncak gelombang. Titik d dan h merupakan dasar gelombang. Titik abcde, cdefg dan seterusnya merupakan satu gelombang.
Panjang a sampai e, b sampai f, c sampai g, d sampai h hingga seterusnya adalah panjang satu gelombang atau dikenal juga dengan panjang gelombang (lambda atau l). Berdasarkan gambar di atas diketahui bahwa nilai l adalah 1.
Dalam kasus gelombang logitudinal, maka panjang satu gelombang yaitu panjang satu rapatan dan satu regangan atau jarak yang terbentuk di antara dua rapatan yang berurutan atau jarak di antara dua regangan yang berurutan sebagaimana ditunjukkan oleh gambar di bawah ini.
Gambar 2
Periode Gelombang
Periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan dalam menempuh satu gelombang. Jika melihat pada Gambar 1, periode gelombang dibutuhkan untuk mencapai titik a sampai titik e atau satu gelombang.
Frekuensi Gelombang
Frekuensi gelombang (f) merupakan jumlah gelombang dalam tiap sekon artinya jumlah satu siklus gelombang penuh (dari titik a sampai titik f) yang dapat dibentuk selama 1 detik.
Cepat Rambat Gelombang
Cepat rambat gelombang (v) yakni jarak yang bisa ditempuh oleh gelombang selama satu detik. Rumus cepat rambat gelombang yakni seperti berikut.
Apabila nilai s sama dengan l bisa dibuat kesimpulan persamaan cepat rambat gelombang bisa dituliskan menjadi :
Atau
Keterangan :
s : jarak yang ditempuh selama t sekon
t : periode
f : frekuensi gelombang
l : panjang gelombang
v : cepat rambat gelombang
Jenis-Jenis Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik dapat dibagi dalam dua jenis menurut arah rambatnya yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Berikut penjelasan lengkapnya.
Gelombang Transversal
Pada saat gelombang mekanik merambat melalui suatu media, partikel yang membentuk media tersebut mengalami berbagai jenis pergeseran atau perpindahan yang tergantung pada sifat gelombang tersebut. Sebagai contoh, apabila ujung dawai mengalami tegangan ke arah atas, maka goyangan tersebut merambat di sepanjang dawai.
Bagian-bagian dawai yang berurutan tersebut mengalami gerakan yang sama dengan goyangan yang diberikan di ujung dawainamun setelahnya dengan berurutan. Pergeseran yang terjadi di dalam media tersebut arahnya tegak lurus atau transversal pada arah rambatan gelombang di sepanjang media sehingga gelombang tersebut dinamakan gelombang transversal.
Berdasarkan dengan penjelasan di atas, maka dapat diambil suatu kesimpulan bahwa gelombang transversal ialah gelombang yang mempunyai arah rambat tegak lurus. Contoh dari gelombang transversal antara lain gelombang air, gelombang tali, seluruh bentuk gelombang elektromagnetik dan gelombang cahaya. Satu gelombang dalam gelombang transversal yakni satu puncak ditambah satu lembah.
Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal yakni gelombang dengan arah getaran yang sama dengan arah rambatannya artinya arah gerakan media gelombang sama atau berlawanan arah dengan perambatan gelombang. Gelombang longitudinal mekanik dikenal juga dengan gelombang kompresi atau gelombang mampatan.
Contoh dari gelombang longitudinal di antaranya gelombang seismik yang diakibatkan dari gempa atau ledakan serta gelombang bunyi. Gelombang bunyi memerlukan media gas, cair atau padat untuk merambat dengan kecepatan yang bergantung pada sifat inersia dan sifat elastis media rambatnya.
Manusia hanya mampu mendengar gelombang bunyi pada frekuensi 20 Hz hingga 20 KHz. Gelombang bunyi kurang dari 20 Hz dinamakan gelombang infrasonik misalnya gempa bumi. Sedangkan, gelombang di atas 20 KHz dinamakan gelombang ultrasonik.
Rumus Gelombang Mekanik
Rumus gelombang mekanik yang bisa digunakan dituliskan dalam persamaan berikut.
Keterangan :
T : periode (s)
t : waktu (s)
n : jumlah gelombang (kali)
f : frekuensi gelombang (Hz)
Contoh Soal
Perhatikan gambar berikut ini.
Berdasarkan gambar tersebut, maka tentukanlah nilai :
- Frekuensi getaran
- Panjang gelombang
- Cepat rambat gelombang
Penyelesaian :
Diketahui
s : 16 cm
n : 2
t : 8
Ditanya
f : … ?
l : …?
v : …?
Jawaban
Sekian penjelasan materi Pengertian Gelombang Mekanik, Karakteristik dan Rumusnya. Semoga penjelasan di atas bisa dengan mudah dipahami oleh para pembaca. Terima kasih sudah membaca artikel kami 🙂