GETARAN DAN GELOMBANG
A. Getaran Benda
Getaran adalah gerakan bolak – balik terhadap titik keseimbangan.
1. Penggaris melakukan getaran dari posisi 1 – 2 – 1 – 3 – 1
2. Bandul melakukan gerak bolak – balik dari 1 – 2 – 1 – 3 – 1 berarti bandul bergetar
Titik keseimbangan merupakan titik awal benda sebelum bergetar. Pada gambar di atas titik keseimbangan nomor 1. Banyaknya getaran:
a. Satu getaran; gerak bolak balik dari 1 – 2 – 1 – 3 – 1 atau 2 – 1 – 3 – 1 – 2 atau 3 – 1 – 2 – 1 – 3
b. Setengah getaran = gerak dari 1 – 2 – 1 atau 2 – 1 – 3 atau 3 – 1 – 2
Simpangan adalah jarak terdekat yang ditempuh dari suatu titik keseimbangan ke kiri atau ke kanan. 1 – 4 merupakan simpangan.
Amplitudo adalah simpangan terjauh atau terbesar dari titik keseimbangan. Pada gambar di atas 1 – 2, 1 – 3 merupakan amplitudo.
Frekuensi getaran adalah banyaknya getaran dalam satu detik (sekon).
Rumus : f = 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 satuan frekuensi adalah Hertz (Hz)
Contoh:
1. Pegas yang direntangkan bergetar 20 kali selama 10 sekon, maka frekuensinya?
f = 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 = 2010 = 2 Hz
2. Frekuensi suatu benda 40 Hz, maka banyaknya getaran selama 2 sekon?
f = 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 → banyaknya getaran = f x sekon = 40 Hz x 2 sekon = 80 kali Getaran dan Gelombang 2
3. Perhatikan gambar!
Bandul bergetar dari 1 – 2 – 1 – 3 – 1 – 2 – 1 selama 2 sekon, maka frekuensi bandul itu…
Dik: getaran : 1 – 2 – 1 – 3 – 1 – 2 – 1= 1,5 kali
Waktu : 2 sekon
Dit: f?
Jawab: f = 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 = 1,5 𝑘𝑎𝑙𝑖2 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 = 0,75 Hz
Periode getaran adalah waktu yang diperlukan untuk satu kali getaran.
Rumus: Periode (T) = 1 : 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛
T = 1𝑓
Contoh:
1. Benda yang bergetar memiliki frekuensi 10 Hz, berapa periodenya?
Dik: f = 10 Hz
Maka, T = 1𝑓 = 110 = 0,1 sekon
2. Benda bergetar 10 kali selama 5 sekon, berapa periodenya?
Periode (T) = 1 : 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛
T = 1 : 105
T = 1 : 2 sekon = 0,5 sekon
3. Perhatikan gambar!
Bandul bergerak dari 1 – 2 – 1 – 3 selama 3 sekon, berapakah periodenya?
Bandul beregrak 1 – 2 – 1 – 3 = 0,75 kali getaran, maka periodenya?
Periode (T) = 1 : 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 Getaran dan Gelombang 3
T = 1 : 0,753
T = 1 x 30,75 = 4 sekon
4. Perode suatu getaran 2 sekon, maka frekuensi getarannya?
T = 1𝑓 → f = 1𝑇 = 12 = 0,5 Hz
5. Periode suatu getaran 0,2sekon, maka banyaknya getaran?
T = 1𝑓 → f = 1𝑇 = 10,2 = 5 Hz
f = 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑡𝑎𝑟𝑎𝑛𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛
banyaknya getaran = f x sekon = 5 x 1 = 5 kali dalam 1 sekon
Hubungan frekuensi dengan periode dapat ditukis dalam persamaan:
T = 1𝑓 dan f = 1𝑇
Periode getaran:
a. Periode gataran 0,1 sekon artinya: untuk menempuh satu kali getaran membutuhkan waktu 0,1 sekon.
Maka banyaknya getaran dalam satu sekon = 10,1 = 10 kali getaran.
Maka frekuensinya: 10,1 = 10 Hz
b. Periode getaran 2 sekon artinya: untuk menempuh satu kali getaran membutuhkan waktu 2 sekon.
Maka banyaknya getaran dalam satu sekon = 12 = 0,5 kali getaran.
Maka frekuensinya: 12 = 0,5 Hz
Frekuensi getaran:
a. frekuensi getaran 400 Hz artinya: banyaknya getaran dalam 1 sekon adalah 400 kali getaran.
Maka periodenya (T) = 1400 sekon = 0,0025 sekon
b. frekuensi getaran 20 Hz artinya: banyaknya getaran dalam 1 sekon adalah 20 kali getaran.
Maka periodenya (T) = 120 sekon = 0,05 sekon
Satuan frekuensi:
1 Hertz = 10-3 kilo Hertz 1 KHz = 103 Hz
1 Hz = 10-3 KHz 1 MHz = 106 Hz Getaran dan Gelombang 4
1 Hz = 10-6 Mega Hertz 1 Hz = 1 cycle/sekon
1 Hz = 10-6 MHz
Gelombang adalah getaran yang merambat di dalam suatu medium. Pada peristiwa gelombang materi mediumnya tidak berpindah.
Gelombang pada umumnya:
a. gelombang mekanik yaitu gelombang yang rambatannya memerlukan medium
b. gelombang elektromagnetik yaitu gelombang yang rambatannya tidak memerlukan medium.
B. Macam – macam Gelombang
Gelombang mekanik menurut arah rambatannya terdiri dari gelombang transversal dan gelombang longitudinal.
Gelombang transversal yaitu gelombang yang ada getaran tegak lurus pada arah rambatannya.
- Tali diusikkan nampak kertas kecil bergerak vertical (ke atas) sedangkan rambatan tali ke depan
- Pada gelombang itu terdapat bukit dan lembah
Contoh gelombang transversal:
a. Gelombang tali yang diusikkan
b. Gelombang permukaan air
c. Gelombang slinkiyang digetarkan melintang
Getaran dan Gelombang 5
Bagian – bagian gelombang transversal:
Yang dimaksud dengan satu gelombang ialah (gambar): a – B – C – D – E atau B – C – D – E – F
A – B – C = bukit gelombang
D = dasar gelombang
C – D – E = lembah gelombang
B – D1 = amplitude
B = puncak gelombang
D – D2 = amplitude
A, C, E = simpul
A – C – E = satu gelombang
A – B – C = ½ gelombang
A – B – C – D = ¾ gelombang
A – B = ¼ gelombang
Contoh perhitungan dalam gelombang transversal:
1. Amplitudo = B – B1
= D – D1
= 1,5 meter
2. Ferkuensi gelombang (f)
Frekuensi gelombang yaitu banyaknya gelombang dalam satu sekon.
f = 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑙𝑜𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛
dik: banyaknya gelombang = A – I
= 2 gelombang (A – E dan E – I)
Waktunya = 4 sekon
Maka, f = 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑙𝑜𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 = 24 = 0,5 Hz
3. Periode gelombang (T)
Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan oleh satu gelombang. Getaran dan Gelombang 6
Periode (T) = 1 : 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑙𝑜𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 = 1𝑓
a) Satu gelombang = A – E
Waktu untuk AE = 2 sekon
Periode gelombang (T) itu 2 sekon, atau
b) Diketahui frekuensi(f) dari b di atas = 0,5 Hz
Maka periode (T): T = 1𝑓 = 10,5 = 2 sekon, atau
c) Diketahui: banyaknya gelombang: A – I = 2 gelombang
Waktu tempuh: A – I = 4 sekon
Maka Periode (T) = 1 : 𝑏𝑎𝑛𝑦𝑎𝑘𝑛𝑦𝑎 𝑔𝑒𝑙𝑜𝑚𝑏𝑎𝑛𝑔𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛
= 1 : 24
= 1 x 42
= 2 sekon
4. Panjang gelombang (λ)
Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh oleh satu gelombang.
Diketahui: λ = A – E
A – G = 9 m terdiri dari 2 bukit (A – B – C dan E – F – G)
1 lembah C – D - E
3 bagian
Sehingga jarak bagian 93 m = 3 meter, maka jarak 1 gelombang = 2 bagian x 3m = 6 m
Jadi panjang gelombang itu 6 m. Getaran dan Gelombang 7
5. Cepat rambat gelombang (V)
Jarak yang ditempuh gelombang dalam satu sekon rumusnya V = λ . f atau V = 𝜆𝑇
Dik: λ = 6 m
f = 0,5 Hz
T = 2 sekon
Maka cepat rambat gelombang (V):
V = λ . f = 6 m . 0,5 Hz = 3 m/s atau V = 𝜆𝑇 = 6 𝑚 2 𝑠𝑒𝑘𝑜𝑛 = 3 m/s
Hubungan antara frekuensi (f;Hz), panjang gelombang (λ;meter), dan cepat rambat gelombang (V; m/s), serta periode (T;sekon). V = λ . f
λ = 𝑉𝑓 f = 𝑉𝜆 f = 1𝑇
T = 1𝑓 V = 𝜆𝑇
T = 𝜆𝑉 λ = V . T
= ?
= 
= 0,5 Hz
