Pelajaran Sekolah: Artikel yang membahas tentang Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner

Artikel yang membahas tentang Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner – Hai sahabat, artikel kali ini akan membahas tentang Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner. Yuk, langsung dibahas.

Artikel yang membahas tentang Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner

- Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner

Masih ingatkah anda cara membuat gelombang transversal menggunakan tali? Salah satu ujung tali yang terletak di atas lantai dihentakkan turun naik sehingga pada tali tersebut terjadi gelombang yang ditandai dengan terbentuknya bukit dan lembah yang menjalar sepanjang tali. Jika anda mampu menggerakkan ujung tali turun naik secara konstan, selama gerakan tersebut akan terbentuk gelombang yang menjaalar sepanjang tali. Bagaimana bentuk gelombang tersebut? Jika anda perhatikan, gelombang tersebut memiliki amplitude tetap. Gelombang seperi ini disebut gelombang berjalan.

1. Gelombang berjalan

Seutas tali panjang digetarkan sehingga pada tali merambat gelombang tranversal kea rah sumbu-x positif. Gelombang berjalan yang dihasilkan dimulai dari titik O, yaitu titik asal rambatan gelombang. Saat titik O telah bergetar t sekon, simpangan getar titik O terhadap waktu gelombang memenuhi persamaan simpangan getar harmonis. Secara matematis, persamaanya dituliskan sebagai berikut :

y = A sin Wt

keterangan :

y = Simpangan Gelombang (m)

A = Amplitudo gelombang (m)

w = Kecepatan sudut (rad/s)

t = Waktu (s)

oleh karena

dapat juga ditulis sbb :

Gelombang merambat mulai dari titik O ke sumbu-x positif menuju titik P yang berjarak x dari titik O. Waktu yang diperlukan gelombang untuk merambat dari titik O ke titik P sejauh x adalah

Jika titik O bergetar selama t sekon maka titik P akan bergetar selama

Persamaan simpangan gelombang di titik P adalah :

Persamaan rumus di atas berlaku untuk gelombang yang merambat kea rah sumbu-x positif. Adapun persamaan gelombang yang merambat dari sumbu-x positif menuju sumbu-x negative atau pusat koordinat adalah :

Pada persamaan kedua rumus di atas Amplitudo A berharga positif karena diangap awal getaran dimulai dari titik seimbang O bergerak ke atas. Jika gerakan dimulai dari titik setimbang O bergerak ke bawah maka Amplitodo A berharga negative sehingga persaamaan simpangan gelombang di P secara umum menjadi :

KETERANGAN :

yp = Simpangan gelombang (M)

w = Kecepatan sudut getaran (rad/s)

x = Posisi titik P diukur dari titik asal O (m)

k = Bilangan gelombang

A = Amplitudo (m)

t = Waktu titik asal bergetar (s)

f = Frekuensi getaran/gelombang (Hz)

Artikel yang membahas tentang Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner

a. sudut Fase, fase dan beda fase

Anda telah mengetahui bahwa gelombang berjalan memiliki persamaan simpangan seperti pada persamaan rumus di atas. Untuk keadaan umum, persamaannya sebagai berikut :

dari persamaan tersebut, besar sudut fasenya adalah :

2. Gelombang stasioner

Gelombang stasioner dapat terjadi karena dua buah gelombang yang saling superposisi. Misalnya, superposisi terus-menerus antara gelombang datang dan gelombang pantul yang merambat pada gelombang tali.

Pada gelombang stasioner, terdapat titik-titik yang bergetar dengan amplitodo maksimum. Titik ini dinamakan perut gelombang, sedangkan titik-titik yang bergetar dengan amplitodo minimum disebut simpul gelombang. Gelombang stasioner dapat dihasilkan dari seutas tali, baik dengan ujung tidak terikat maupun dengan ujung terikat.

a. Gelombang stasioner pada tali dengan ujung bebas

Gelombang stasioner pada tali dengan ujung bebas, ujung tali dibiarkan bergerak naik-turun, sedangkan ujung yang lain digetarkan. Pada gelombang stasioner ini tidak terjadi perubahan fase, artinya fase gelombang datang sama dengan fase gelombang pantul.

Secara sistematis, simpangan gelombang datang y1 di titip P adalah :

b. Gelombang stasioner pada tali dengan ujung terikat

Gelombang stasioner pada tali dengan ujung terikat diperoleh dari getaran seutas tali yang ujungnya terikat sehingga tidak dapat bergerrak.

Oleh karena ujung tali tidak dapat bergerak maka akan terjadi perubahan fase gelombang datang dengan gelombang pantul sebesari π rad.

Penurunan persamaan simpangan gelombang stasioner pada ujung terikat, titik O adalah awal rambatan gelombang datang dengan ℓ = panjang tali, x = jarak titik P yang merupakan perpaduan gelombang datang y1 dan gelombang pantul y2.

Secara sistematis, simpangan y yang terjadi pada titik P adalah simpangan gelombang datang y1 di titik P.