Getaran Dan Gelombang

Getaran

Pengertian Getaran

Getaran merupakan gerakan bolak-balik suatu benda dalam selang waktu tertentu melalui titik kesetimbangannya. Benda dikatakan bergetar dalam satu kali getaran penuh apabila benda bergerak dari titik awal dan kembali lagi ke titik awal tersebut.

Contohnya, ada sebuah bandul. Awalnya bandul itu diam di titik kesetimbangannya. Titik kesetimbangan adalah titik di mana benda akan berada di posisi diam apabila tidak diberi gangguan atau gaya.

Nah, yang dinamakan satu kali getaran penuh adalah saat benda bergerak dari titik A-B-C-B-A atau dari titik C-B-A-B-C (bolak-balik). Simpangan terjauh pada bandul yaitu pada titik A atau titik C. Simpangan terjauh disebut dengan amplitudo. Jika kita lihat pada gambar di atas, amplitudo pada bandul adalah jarak BC atau jarak BA. Titik B merupakan titik setimbang, jarak dari titik B pada selang waktu tertentu disebut simpangan.

Besaran-Besaran Fisika pada Benda yang Bergetar

1. Periode (T)

Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran. Satuannya adalah detik (sekon).

2. Frekuensi (f)

Banyaknya getaran yang terjadi dalam tiap satuan waktu tertentu. Satuannya adalah 1 per detik atau hertz (Hz).

3. Simpangan (x)

Jarak antara kedudukan benda yang bergetar dengan titik kesetimbangan. Satuan internasionalnya adalah meter.

4. Amplitudo (A)

Simpangan maksimum atau simpangan terjauh dari titik kesetimbangan.

Gelombang

Pengertian Gelombang

Gelombang adalah suatu gangguan yang merambatkan energi dari satu titik ke titik lainnya. Gelombang juga dapat diartikan sebagai perambatan energi getaran dari satu titik ke titik lainnya.

Agar kamu lebih paham, coba kamu bayangkan sebuah kolam. Tadinya air di kolam ini tenang, tetapi setelah kamu lemparkan batu ke dalamnya, maka akan muncul riak-riak atau gelombang yang bergerak ke pinggir kolam. Nah, dalam fisika riak-riak ini disebut dengan gerak gelombang.

Gelombang dapat dibedakan berdasarkan medium perambatannya dan berdasarkan arah rambatnya.

Klasifikasi Gelombang berdasarkan Medium Perambatnya

1. Gelombang Mekanik

Gelombang yang membutuhkan medium dalam perambatannya. Contohnya adalah zat padat, zat cair, atau zat gas. Seseorang dapat mendengarkan musik dan suara karena gelombang bunyi merambat melalui udara sehingga sampai ke telinga.

2. Gelombang Elektromagnetik

Gelombang yang tidak membutuhkan medium dalam perambatannya dan bisa merambat di ruang yang hampa udara. Contohnya adalah cahaya matahari. Walaupun ruang angkasa adalah ruang yang hampa udara, tapi sinar matahari tetap bisa bersinar sampai ke bumi.

Periode dan Frekuensi Getaran

Periode Getaran

$T={\frac {t}{n}}$

Dengan ketentuan:

$\!T$ = Periode (sekon)
$\!t$ = Waktu (sekon)
$\!n$ = Jumlah getaran

Frekuensi Getaran

$\!f={\frac {n}{t}}$

Dengan ketentuan:

$\!f$ = Frekuensi (Hz)
$\!n$ = Jumlah getaran
$\!t$ = Waktu (sekon)

Periode Getaran

$\!T={\frac {1}{f}}$

Dengan ketentuan:

$\!T$ = periode getaran (sekon)
$\!f$ = frekuensi(Hz)

Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran

Besar periode berbanding terbalik dengan frekuensi.

$\!T={\frac {1}{f}}$

$\!f={\frac {1}{T}}$

Dengan ketentuan:

$\!T$ = periode (sekon)
$\!f$ = frekuensi (Hz)

Gelombang

Gelombang berjalan

Persamaan gelombang:

y=A\sin 2\pi (ft\pm {\frac {x}{\lambda }})

Keterangan:

a: Amplitudo (m)
f: Frekuensi (Hz)
$\lambda$ : panjang gelombang (m)

Percepatan Gelombang

Percepatan gelombag yaitu:

Panjang Gelombang x Frekuensi $V=lamda.f$
Panjang Gelombang / Periode $V=lamda/T$

Contoh Soal Gelombang:

1.Apabila sebuah gelombang suara panjang gelombangnya adalah 20 meter dan cepat rambat bunyinya 400 m/s, maka frekuensi dan periodenya adalah …

Pembahasan:

Diketahui: v = 400 m/s, λ = 20 m

Ditanya: f dan T = … ?

Rambat bunyi (v) = λ x f

Frekuensi (f) = v/ λ = 400 m/s : 20 m = 20 Hz

Periode (T) = λ/v = 20 m : 400 m/s = 1/20 sekon.

Jadi, frekuensi serta periode gelombang suara tersebut adalah 20 Hz, 1/20 sekon.

2.Apabila sebuah kapal mengukur kedalaman laut menggunakan perangkat suara, maka metode yang digunakan adalah menembakkan suara ke dasar laut.

Jika hasil pantul akan diterima setelah 15 detik dengan rambat bunyi 2000 m/s, berapa kedalaman laut?

Jawaban:

Diketahui: t= 15 s, v = 2000 m/s

Ditanya: s = …?

Perhitungannya:

s = vt / 2 (karena pantulan, lalu kembali ke kapal sehingga harus dibagi dua)

s = 2000 m/s x 15 sekon : 2 = 15000 m.

Jadi, kedalaman laut adalah 15000 m.

Contoh Soal Getaran

Sebuah ayunan matematis melakukan 8 getaran selama 10 detik. Berapakah periode getaran ayunan tersebut per detik?

Penjelasan:

Diketahui: nilai getaran (t) = 10 s, waktu (n) = 8

Ditanya: T = …?

Maka:

T = t/n = 10/8 = 1,25 sekon

Jadi, periode getaran ayunan adalah sebesar 1,25 sekon.

Sebuah ayunan matematis melakukan 8 getaran selama 10 detik. Berapakah periode getaran ayunan tersebut per detik?

enjelasan:

Diketahui: nilai getaran (t) = 10 s, waktu (n) = 8

Ditanya: T = …?

Maka:

T = t/n = 10/8 = 1,25 sekon

Jadi, periode getaran ayunan adalah sebesar 1,25 sekon.

Sebuah ayunan sederhana mampu bergetar 60 kali dalam kurun waktu 15 detik. Berapa jumlah frekuensi serta periode yang dihasilkan ayunan tersebut?

Penjelasan:

Diketahui: t = 15 s, n = 60

Ditanya: f dan T = …?

Maka:

Perhitungan untuk frekuensi f = n/t = 60/15 = 4 hz.

Perhitungan untuk periode T = 1/f = ¼ sekon

Jadi, frekuensi serta periode ayunan tersebut adalah 4 hz, ¼ sekon.

Referensi:

https://id.wikibooks.org/wiki/Rumus-Rumus_Fisika_Lengkap/Getaran,_gelombang_dan_bunyi

https://www.ruangguru.com/blog/perbedaan-getaran-dan-gelombang

FISIKA TERAPAN

Cari Blog Ini