Pengertian Gelombang, Jenis, Rumus, & Contoh Soal

MAUKULIAH.ID– Hai Sobat Miku, adakah yang suka dengan mata pelajaran fisika? Nah kebetulan banget nih, kali ini Miku akan membahas materi fisika tentang gelombang. Adakah yang tahu apa itu gelombang? Secara sederhana gelombang adalah getaran dari satu titik ke titik lainnya. Agar lebih jelas mengenai apa itu gelombang, jenis, dan rumusnya, yuk kita bahas bersama. 

Pengertian Gelombang

Gelombang adalah pergerakan getaran dari satu titik ke titik lain melalui media atau ruang kosong. Dalam bukunya yang berjudul “Getaran dan Gelombang” (2009), Prof. Yohanes Surya, Ph.D., menjelaskan bahwa getaran yang merambat ini membawa energi dan bergerak dengan kecepatan tertentu, tanpa menggeser materi atau medium yang dilewati.

Gelombang sering kali tercipta dalam aktivitas sehari-hari Sobat Miku. Gelombang ini dapat muncul dan merambat melalui berbagai media atau objek, seperti permukaan air, suara, cahaya, dan bahkan gempa. Sebagai contoh, ketika kita menghasilkan suara, kita sebenarnya menciptakan gelombang bunyi yang merambat melalui udara sekitar kita.

Pada kesempatan ini, kita akan membahas metode untuk mengukur kecepatan perambatan getaran atau gelombang tersebut. Dengan kata lain, kita akan mengukur jarak yang ditempuh oleh getaran dalam interval waktu tertentu.

Gelombang dapat dikelompokkan menjadi dua jenis berdasarkan arah perambatannya, yaitu Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal.

Jenis Gelombang Berdasarkan Arah Rambatnya

Gelombang Transversal

Gelombang Transversal merujuk pada jenis gelombang di mana getaran partikel dalam medium bergerak secara tegak lurus terhadap arah perambatan gelombang. Secara lebih sederhana, jika energi bergerak dari kiri ke kanan, gelombang Transversal juga bergerak naik dan turun sejajar dengan energi, yang berarti dari arah kiri ke kanan. Misalnya, ini terjadi pada tali yang bergoyang.

Akibatnya, bentuk Gelombang Transversal menyerupai rangkaian bukit dan lembah, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini:

Keterangan:
Puncak Gelombang / Gunung: titik tertinggi gelombang
Dasar Gelombang / Lembah: titik terendah gelombang
Bukit Gelombang: bagian gelombang yang menyerupai gunung, ditandai dengan Puncak Gelombang yang menghubungkan dua dasar/lembah
Panjang Gelombang: jarak antara dua puncak atau dua lembah gelombang
Amplitudo (A): simpangan terjauh dari garis keseimbangan
Periode (T): waktu yang diperlukan untuk menghasilkan suatu gelombang. 

Gelombang Longitudinal

Jenis gelombang berikutnya adalah Gelombang Longitudinal, yang merujuk pada gelombang di mana arah getar partikel mediumnya sejajar atau bergerak searah dengan arah perambatan gelombang itu sendiri. Salah satu contoh yang mengilustrasikan Gelombang Longitudinal adalah gelombang bunyi.

Sebaliknya dari Gelombang Transversal, Gelombang Longitudinal memiliki bentuk yang menyerupai pegas, seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini:

Dalam gelombang longitudinal, terdapat beberapa elemen yang digunakan untuk mengidentifikasi sifat gelombang tersebut:

Rapatan: Wilayah di sepanjang gelombang yang memiliki molekul berdekatan atau tekanan yang lebih tinggi.
Renggangan: Area di sepanjang gelombang yang memiliki molekul lebih terpencar atau tekanan yang lebih rendah.
Panjang Gelombang: Jarak antara dua titik rapatan atau dua titik renggangan yang berdekatan dalam gelombang tersebut.

Rumus Cepat Rambat Gelombang

Rumus Menghitung Kecepatan 

Rumus cepat rambat gelombang dapat digunakan untuk menghitung kecepatan perambatan suatu gelombang atau jarak yang ditempuh gelombang dalam satu detik. Terdapat tiga variasi rumus yang digunakan:

V = s / t atau V = λ / T atau V = λ x f

Dalam rumus-rumus di atas, simbol-simbol memiliki keterangan sebagai berikut:

V = cepat rambat gelombang (dalam m/s)
λ = panjang gelombang (dalam meter)
T =  adalah periode gelombang (dalam detik)
f = frekuensi gelombang (dalam Hertz)
s= adalah jarak yang ditempuh gelombang (dalam meter)
t= adalah waktu (dalam detik).

Variasi rumus cepat rambat gelombang merupakan turunan dari rumus kecepatan (Rumus V = s / t) yang digunakan untuk menghitung kecepatan benda bergerak lurus beraturan dengan membagi jarak dan waktu. Ketika diterapkan pada gelombang, panjang gelombang (λ) setara dengan jarak yang ditempuh oleh gelombang, sedangkan frekuensi (f) setara dengan kebalikan dari periode gelombang (T), yaitu 1/T.

Rumus Menghitung Frekuensi 

 f = n/t atau f = 1/T

Keterangan:

f = frekuensi (dalam Hertz)
n = jumlah gelombang
t = waktu (dalam detik)

Menghitung Periode Gelombang

T = t/n atau T = 1/f

Keterangan:

T = periode gelombang (dalam detik)
n = jumlah gelombang
t = waktu (dalam detik)

Rumus-rumus ini akan membantu Sobat Miku untuk menghitung karakteristik gelombang jika salah satu variabel tidak diketahui. Agar Sobat Miku lebih paham, yuk kita bahas contoh soal cara menghitung cepat rambat.

Contoh Soal:

Sebuah tali digoyang sehingga menciptakan gelombang transversal dengan panjang gelombang (λ) sebesar 2 meter. Gelombang tersebut memiliki periode (T) selama 0.5 detik. Hitung cepat rambat gelombang (V) dalam tali tersebut.

Pembahasan:

Kita dapat menggunakan rumus cepat rambat gelombang kedua: V = λ / T.

Diketahui:

Panjang gelombang (λ) = 2 meter.

Periode (T) = 0.5 detik.

Selanjutnya, kita akan menggantikan nilai-nilai ini ke dalam rumus:

V = λ / T

V = 2 meter / 0.5 detik

V = 4 m/s

Jadi, cepat rambat gelombang pada tali tersebut adalah 4 meter per detik.

Baca juga: Apa itu Magnet? Inilah Pengertian, Jenis, dan Sifatnya

Nah itu tadi penjelasan lengkap mengenai pengertian gelombang, jenis, rumus, dan contohnya. Semoga artikel ini dapat membantu kamu memahami materi ya dan jangan lupa cek maukuliah.id lainnya untuk seputar materi sekolah dan info kuliah. See u di next artikel!