BAB II. LANDASAN TEORI
A. Kajian Teori
4. Getaran dan Gelombang
a. Getaran
Getaran adalah gerak bolak-balik (periodik) melalui titik kesetimbangan. Kedudukan setimbang merupakan posisi benda ketika benda tidak bergerak atau diam (Marthen Kanginan,2007:45). Gambar 2.1 adalah ilustrasi getaran dari bandul sederhana:
commit to user
Dari gambar di atas satu getaran merupakan gerak bolak balik A-B-C-B-A atau B-C-B-A-B-C-B-A-B atau B-A-B-C-B-A-B-C-B atau C-B-A-B-C-B-A-B-C
Amplitudo adalah simpangan terjauh atau maksimum dari titik keseimbangan. Amplitudo dinyatakan dalam satuan meter (m). Semakin besar nilai amplitudo maka semakin kuat getaran atau bunyi yang dihasilkannya, begitu pula sebaliknya.
Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan oleh suatu benda tiap detik. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz). Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan 1 getaran sempurna. Satuan periode adalah sekon atau detik (s).
Hubungan antara frekuensi dan periode dinyatakan oleh persamaan :
= 1
dimana :
f = frekuensi (Hz) T= periode (s)
Bila suatu benda melakukan n kali getaran dalam waktu t sekon, maka frekuensinya dinyatakan dalam persamaan
=
dimana:
n= jumlah getaran t = waktu getar
Gejala getaran banyak kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari misalnya: senar gitar yang dipetik, beduk yang dipukul, pita suara ketika kita berbicara dan lain-lain. (Mangunwiyoto,2004:59)
b. Gelombang
Gelombang adalah getaran yang merambat melalui suatu medium. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi dua kelompok, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
commit to user
19 1) Gelombang Mekanik
Gelombang air, gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang pada slinki merupakan contoh-contoh gelombang mekanik. Gelombang-gelombang ini memerlukan medium untuk dapat merambatkan gelombang. Air, udara, tali, slinki adalah medium yang digunakan untuk merambatkan gelombang air, gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang pada slinki. Gelombang-gelombang ini ditimbulkan oleh adanya getaran mekanik. Oleh karena itu, gelombang-gelombang tersebut dikelompokkan ke dalam gelombang-gelombang mekanik. Umumnya, gelombang mekanik seperti contoh tersebut dapat diamati dengan mata telanjang.
2) Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik dapat merambat meskipun tidak terdapat medium untuk menjalarkan gelombangnya. Contohnya, gelombang sinar Matahari dapat sampai ke bumi meskipun antara Matahari dan bumi tidak terdapat medium untuk menjalarkan gelombang. Gelombang yang dapat merambat tanpa membutuhkan medium disebut gelombang elektromagnetik.
Gelombang mekanik memiliki beberapa besaran diantaranya :
1) Panjang gelombang ialah jarak yang ditempuh gelombang dalam satu periode. Panjang gelombang untuk gelombang transversal dinyatakan dengan jarak dua bukit atau jarak dua lembahyang berdekatan. Sementara itu panjang gelombang untuk gelombang longitudinal dinyatakan sebagai jarak dua regangan atau rapatan yang berdekatan.
2) Amplitudo adalah simpangan gelombang yang paling besar.
3) Cepat rambat gelombang ialah jarak yang ditempuh gelombang dalam satu sekon. Cepat rambat gelombang dirumuskan :
=
dengan = panjang gelombang (m) dan T= periode (s). Satuan cepat rambat gelombang adalah m/s.
Hubungan periode dan frekuensi yaitu :
=1
commit to user
f = frekuensi (Hz) T= periode (s)
Selain membutuhkan medium untuk merambat, gelombang juga mempunyai arah merambat dan arah getaran. Berdasarkan arah getarnya, gelombang dibagi menjadi dua jenis, yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
1. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah perambatannya tegak lurus terhadap arah getarannya. Contoh dari gelombang transversal adalah gelombang pada tali, gelombang cahaya, gelombang pada air laut. Satu gelombang transversal terdiri dari titik tertinggi pada gelombang disebut puncak, dan titik terendahnya disebut dasar seperti terlihat pada gambar 2.2.
Gambar 2.2 Gelombang Transversal
Titik B dan F merupakan puncak gelombang, yaitu titik-titik tertinggi gelombang. Titik D dan H merupakan dasar gelombang, yaitu titik-titik terendah pada gelombang. Lengkungan ABC dan EFG disebut sebagai bukit gelombang. Sedangkan cekungan CDE dan GHI disebut lembah gelombang. Jarak BB’, DD’, FF’, dan HH’ merupakan amplitudo gelombang, yaitu simpangan terbesar dari gelombang tersebut.
Dalam konsep gelombang dikenal istilah panjang gelombang. Panjang gelombang () suatu gelombang transversal didefinisikan sebagai:
a) Panjang satu lembah gelombang dan satu bukit gelombang (ABCDE atau CDEFG).
b) Jarak antara dua puncak yang berdekatan (BCDEF) atau c) Jarak antara dua lembah yang berdekatan (DEFGH)
commit to user
21 2. Gelombang Longitudinal
Pola gelombang yang arah getarannya berimpit arah rambatnya inilah yang dinamakan gelombang longitudinal. Yang termasuk gelombang longitudinal adalah gelombang pada slinki, gelombang bunyi. Pada gelombang longitudinal terdapat rapatan dan renggangan seperti yang terlihat pada gambar 2.3. Panjang gelombang () suatu gelombang longitudinal didefinisikan sebagai:
a) jarak satu rapatan dan satu renggangan atau b) jarak antara dua rapatan yang berdekatan atau c) jarak antara dua renggangan yang berdekatan.
Gambar 2.3 Gelombang Longitudinal
Jika ujung slinki dirapatkan, kemudian dilepaskan akan terlihat pola gelombang yang berbeda dengan gelombang transversal. Pada gelombang longitudinal, slinki akan terlihat merapat, kemudian merenggang, demikian seterusnya. Bagian yang merapat dinamakan rapatan, sedang bagian yang renggang dinamakan renggangan. Rapatan dan renggangan pada slinki akan merambat sepanjang slinki, sedangkan arah getaran berimpit dengan arah memanjang slinki.
Gelombang memiliki sifat atau karakteristik tertentu. Sifat gelombang tersebut antara lain: dapat dibiaskan, dapat terpolarisasi, dapat mengalami interferensi, dapat mengalami difraksi, dan dapat mengalami pemantulan.
Untuk memahami peristiwa pemantulan gelombang, perhatikan gambar 2.4 di bawah ini. Jika seutas tali yang salah satu ujungnya diikatkan pada tiang digetarkan maka akan terjadi gelombang pantulan yang merambat sepanjang tali dengan arah berlawanan dengan arah semula.
commit to user
Gambar 2.4 Gelombang Pantul pada Tali
Contoh pemantulan gelombang dan pemanfaatannya adalah sebagai berikut : 1) Gelombang air laut dipantulkan oleh pantai sehingga ada gelombang air laut
yang menuju ke tengah laut.
2) Pemantulan gelombang bunyi oleh dasar laut dapat dimanfaatkan untuk menentukan kedalaman laut dengan menggunakan sistem sonar.
3) Pemantulan gelombang elektromagnetik oleh suatu benda dapat dimanfaatkan untuk mendeteksi benda tersebut dengan menggunakan sistem radar.
