Organ Paru-paru dan Hati pada Sistem Ekskresi Manusia
March 13, 2021
Gelombang Bunyi dan Penerapannya
March 14, 2021
BACKGROUND READING:
GETARAN DAN GELOMBANG
“Pernahkah kamu membuang batu ke permukaan air yang tenang? tampak gelombang pada permukaan air yang bergerak menjauhi titik batu tersebut dijatuhkan bukan? mengapa bisa muncul gelombang di permukaan air?”
“Atau pernahkah kamu melihat slinki? Jika digerakkan naik turun, aka nada bagian yang merapat dan meregang bukan? Mengapa bisa demikian? Ayo… kita cari tahu bersama.”
A. Definisi Getaran dan Gelombang
Getaran merupakan gerakan bolak-balik pada suatu titik benda dalam selang waktu tertentu melalui titik keseimbangannya. Satu kali benda bergetar, artinya benda bergerak dari titik awal dan kembali ke titik awal. Perhatikan gambar bandul berikut.
Satu kali getaran penuh adalah saat benda bergerak dari titik A-B-C-B-A atau jika benda dimulai dari titik C, maka satu getaran penuh adalah saat benda bergerak dari titik C-B-A-B-C. Titik seimbang ada pada titik B. Jarak dari titik B pada selang waktu tertentu disebut simpangan. Simpangan terjauh atau amplitudo pada gambar bandul tersebut adalah BA dan BC.
Gelombang adalah getaran yang merambat dan membawa energi selama perambatannya. Sedangkan zat perantaranya tidak ikut merambat (hanya ikut bergetar).
B. Jenis-jenis Gelombang
Gelombang dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan arah getarannya yaitu gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
- Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getarnya tegak lurus dengan arah rambatnya. Misalnya gelombang pada tali, gelombang cahaya, gelombang permukaan, dan lain-lain.
- Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatnya. Misalnya gelombang pada pegas, slinki, dan gelombang suara.
Gelombang dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan medium perantaranya yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. - Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium perantara. Misalnya gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi.
- Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang tidak memerlukan medium perantara, misalnya gelombang cahaya.
Gelombang dapat dibedakan menjadi dua berdasarkan amplitudo dan fasenya yaitu gelombang stasioner dan gelombang berjalan. - Gelombang stasioner adalah gelombang yang amplitudo dan fasenya berubah atau tidak sama. Artinya, tidak semua titik yang dilalui gelombang ini memiliki amplitudo yang sama. Misalnya gelombang tali, gelombang radio dan telepon seluler, dan gelombang air laut.
- Gelombang berjalan adalah gelombang yang memiliki amplitudo dan fase yang tetap. Artinya, titik-titik yang dilalui gelombang mengalami getaran harmonik. Misalnya gelombang pada senar gitar ketika dipetik.
C. Sifat-sifat Gelombang
Sifat-sifat gelombang terdiri atas lima yang dapat dijabarkan sebagai berikut.
- Gelombang dapat dibiaskan (refraksi), artinya jika gelombang dating pada suatu permukaan batas yang memisahkan antara dua daerah dengan laju gelombang berbeda, sebagian gelombang akan dipantulkan dan sebagian lainnya akan dibiaskan (pembelokan berkas gelombang yang diteruskan).
- Gelombang dapat dilenturkan (defraksi), artinya ketika gelombang merambat melalui medium, gelombang dapat berubah bentuk.
- Gelombang dapat dipolarisasikan (diserap arah getarannya), artinya jika terdapat gelombang pada tali saat digetarkan ke atas dan ke bawah, sebuah gelombang akan merambat sepanjang tali.
- Gelombang dapat dipadukan (interferensi), artinya jika terdapat dua gelombang koheren bertemu pada tangka riak, maka gelombang akan dipadukan.
- Gelombang dapat dipantulkan (refleksi), artinya saat sebuah gelombang menabrak sebuah penghalang atau sampai di ujung batas suatu medium, sebagian gelombang akan dipantulkan.
Info Menarik: “Kenal Seismograf?”
Seismometer adalah alat atau sensor getaran, yang biasanya dipergunakan untuk mendeteksi gempa bumi atau getaran pada permukaan tanah. Hasil rekaman dari alat ini disebut seismogram. Perangkat yang mengukur dan mencatat gempa bumi disebut seismograf. Gelombang seismic yang terjadi selama gempa tergambar sebagai garis bergelombang pada seismogram. Orang yang mengukur garis-garis gempa dan menghitung besaran gempa disebut seismologist.
HUBUNGAN PANJANG GELOMBANG, PERIODE, FREKUENSI, DAN CEPAT RAMBAT GELOMBANG
“Ketika tali diberi usikan, ia akan membentuk simpangan yang mengakibatkan tali bergetar dengan arah getaran ke atas dan ke bawah tegak lurus dengan arah rambatnya. Lain halnya dengan slinki diberi tarikan atau dorongan, ia akan membentuk rapatan dan regangan yang bergetar sejajar dengan arah rambatnya. Lalu bisakah kita mengetahui periode, frekuensi, Panjang gelombang, dan cepat rambatnya? Bagaimana caranya? Ayo… kita cari tahu bersama.”
Kali ini kita akan memahami secara detail komponen dan istilah yang ada pada gelombang, baik gelombang transversal maupun gelombang longitudinal.
A. Komponen pada Gelombang Transversal
Dibawah ini adalah gelombang transfersal, misalnya pada tali yang diusik, tali akan bergetar dengan arah getaran ke atas dan ke bawah, dari ujung sat uke ujung yang lain.
Terdapat beberapa istilah dan keterangan yang mewakili isi gambar tersebut, diantaranya sebagai berikut.
- Puncak gelombang adalah titik tertinggi gelombang yaitu b dan f.
- Dasar gelombang adalah titik terendah gelombang yaitu d dan h.
- Lembah gelombang pada gambar tersebut adalah c-d-e dan g-h-i.
- Bukit gelombang pada gambar tersebut adalah a-b-c dan e-f-g.
- Satu gelombang terdiri atas satu bukit dan satu lembah. Misalnya pada gambar tersebut, satu gelombang berawal dari titik a-b-c-d-e.
- Amplitudo adalah simpangan terjauh. Misalnya pada gambar tersebut, amplitudo ditunjukkan oleh titik b’ ke titik b atau d’ ke titik d.
B. Komponen pada Gelombang Longitudinal
Ketika slinki digerakan maju mundur atau diberi tarikan dan dorongan akan menghasilkan gelombang longitudinal seperti di bawah ini.
Satu gelombang longitudinal terdiri atas satu rapatan dan satu regangan. Misalnya pada gambar tersebut terdapat 2 gelombang.
C. Periode dan Frekuensi Gelombang
Periode (T) adalah waktu yang diperlukan gelombang untuk menempuh satu kali getaran. Sedangkan frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang dihasilkan dalam waktu satu sekon. Cara mencari periode dan frekuensi serta hubungan keduanya dapat melalui persamaan berikut.
Gelombang pada tali, frekuensi dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut.
Semakin panjang tali frekuensinya akan semakin kecil. Hal ini dapat diidentifikasi dengan nada yang dihasilkan oleh penggaris yang panjang semakin rendah. Jika panjang tali yang paling panjang memiliki frekuensi yang kecil, maka jumlah getaran yang dihasilkan juga akan sedikit. Kita juga dapat mengetahui hubungan massa benda dan periode bandul melalui percobaan ayunan bandul sederhana.
D. Hubungan antara Panjang Gelombang, Frekuensi, Cepat Rambat, dan Periode Gelombang
Karena gelombang menempuh jarak satu panjang gelombang dalam waktu satu periode, maka kecepatan gelombang ditulis dengan persamaan:
Cepat rambat gelombang juga dapat dinyatakan sebagai berikut.
Kita dapat mengetahui hubungan massa benda dengan cepat rambat gelombang melalui percobaan Melde sederhana. Hubungan tersebut dibuktikan dengan persamaan berikut.
Semakin besar massa suatu benda maka tegangan tali yang dihasilkan akan semakin besar pula. Semakin besar tegangan tali, maka cepat rambat yang dihasilkan akan semakin besar.
Info Menarik: “Kenapa Guntur Terdengar Setelah Kilat Menyambar?”
Ketika musim hujan, sesekali kita melihat kilat dan mendengar guntur. Tahukah kamu, walaupun guntur dan cahaya kilat muncul dalam waktu yang bersamaan, kamu akan melihat cahaya kilat lebih dulu daripada bunyi guntur. Itu sebab cahaya merambat dengan kecepatan 3×108 m/s, sedangkan bunyi hanya merambat dengan kecepatan 340 m/s. Gelombang cahaya lebih cepat merambat daripada gelombang bunyi.
TELUSUR, TULIS, DAN TERANGKAN
- Setelah selesai membaca tentang getaran dan gelombang, ayo kita coba amati sekitar kita dan temukan contoh penerapan lainnya tentang materi ini dan permasalahan yang terjadi lalu ceritakanlah dalam bentuk paragraf (latar belakang).
- Selanjutnya buatlah pertanyaan-pertanyaan dari permasalahan yang kamu temukan pada poin 1.
- Buatlah tujuan yang ingin kamu capai dan menjawab pertanyaanmu pada poin 2.
- Latar belakang, rumusan masalah, dan tujuan pembelajaran ditulis pada buku latihan ya dan dikumpul ke gurumu pada pertemuan pertama saat membahas materi ini ya.
