Konsep Dasar Gelombang Mekanik: Jenis, Rumus, dan Contoh Soal

Pengertian dan Konsep Gelombang Mekanik

Sebelum gue membahas lebih dalam materi gelombang mekanik, ada baiknya elo memahami pengertian gelombang mekanik terlebih dahulu.

Jadi kalo secara arti gelombang mekanik adalah gelombang yang merambat pada suatu medium.

Ingat ya, kata kuncinya adalah suatu medium. Jadi, kalau tidak ada medium, maka tidak ada gelombang yang terjadi.

Menggunakan suatu medium adalah karakteristik gelombang mekanik yang harus elo ingat biar gak ketuker sama jenis gelombang lainnya.

Mediumnya bisa apa aja sih? Ada padat, cair, dan gas. Nah dari pengertian ini gelombang yang dapat merambat dengan medium termasuk dalam kelompok gelombang mekanik.

Lalu, medium itu berpindah atau ikut merambat gak sih? Tentu tidak, medium tetap di tempatnya dan tidak ikut merambat.

Di awal artikel gue sempet mention mengenai gelombang air laut. Nah, kalo melihat ciri-cirinya kira-kira gelombang air laut merupakan salah satu contoh dari gelombang apa?

Kalo elo jawabnya adalah gelombang mekanik berarti elo udah mulai paham mengenai konsep gelombang yang satu ini.

Gelombang laut masuk ke dalam contoh gelombang mekanik karena membutuhkan medium perambatan, jadi kalau tidak ada angin yang berembus atau medium lainnya, maka tidak akan ada gelombang.

Contoh lainnya adalah bunyi. Ketika ada seseorang yang memainkan gitar, maka melodi yang didengar merupakan hasil gelombang yang merambat melalui medium senar di gitar tersebut.

Kemudian melodi yang dihasilkan itu akan merambat melalui udara dan menggetarkan gendang telinga, sehingga elo bisa mendengar melodi dari gitar tersebut.

Nah, kalo gelombang mekanik pake perantara medium, ada gak jenis gelombang yang merambat tanpa medium?

Jawabannya ada. Nah, gelombang yang dapat merambat tanpa menggunakan medium disebut dengan gelombang elektromagnetik.

Bayangin kalau bunyi menggunakan gelombang elektromagnetik, tidak ada medium perambatannya, bagaimana bunyi bisa bergetar, iya gak?

Nah, bunyi bisa didengar oleh kita karena adanya getaran pada gendang telinga, kalau pakai gelombang elektromagnetik gimana ceritanya itu gendang telinga bisa bergetar? Begitu kira-kira gambarannya.

Macam-macam Gelombang Mekanik

Tahap selanjutnya dari materi gelombang mekanik ini akan mengenalkan elo dengan macam-macam gelombang mekanik.

Ada dua macam gelombang mekanik berdasarkan arah rambatnya, yaitu gelombang longitudinal dan transversal. Keduanya gue jabarkan lebih lengkap di bawah ini.

Gelombang Longitudinal

Kalau elo ditanya gelombang apa yang arah getarnya sejajar dengan arah rambatannya, maka elo harus jawab gelombang longitudinal.

Terus, contoh dari gelombang longitudinal ini apa sih?

Misalnya nih, ketika elo lagi bermain pegas, kemudian melepaskannya tiba-tiba setelah diregangkan. Nah, seperti itu gambaran dari gelombang longitudinal.

Berikut ini ilustrasi dari gelombang longitudinal sebagai salah satu jenis gelombang mekanik:

Ilustrasi Gelombang longitudinal (Arsip Zenius)l
Ilustrasi Gelombang longitudinal 

Gelombang Transversal

Macam yang kedua dari gelombang mekanik adalah gelombang transversal. Gelombang ini memiliki arah getar yang tegak lurus dengan arah rambatannya.

Kalau gelombang longitudinal itu sejajar, kalau transversal itu tegak lurus. Ingat-ingat ya!

Contoh dari gelombang transversal misalnya elo sedang bermain tali, kemudian tali tersebut elo kebaskan.

Ilustrasi Gelombang transversal (Arsip Zenius)
Ilustrasi Gelombang transversal 

Contoh Gelombang Mekanik

Oke, sekarang elo udah paham dengan pengertian dan karakteristik gelombang mekanik.

Selanjutnya, gue akan memberikan beberapa contoh gelombang mekanik dalam kehidupan sehari-hari.

Sebelumnya gue udah sebutin beberapa contoh dari gelombang mekanik, seperti gelombang air dan bunyi. Selain itu kira-kira ada lagi gak sih? Yuk! langsung aja lihat contohnya.

Gelombang Tali dan Air

Elo bisa lihat ilustrasi di bawah ini mengenai gelombang tali dan air.

Ilustrasi gelombang tali dan air laut sebagai contoh gelombang mekanik (Arsip Zenius)
Ilustrasi gelombang tali dan air laut sebagai contoh gelombang mekanik 

Bisa elo lihat bersama bahwa gelombang tali dan air yang merambat melalui medium akan mengalami gelombang transversal (tegak lurus).

Gelombang Bunyi dan Pegas

Contoh selanjutnya dari gelombang mekanik adalah gelombang bunyi dan pegas. Coba elo lihat ilustrasi keduanya di bawah ini.

Gelombang bunyi dan pegas (Arsip Zenius)
Gelombang bunyi dan pegas (Arsip Zenius)

Sekarang elo lihat bahwa kedua contoh gelombang di atas termasuk dalam gelombang longitudinal (sejajar).

Terdapat kerapatan dan regangan pada getarannya. Arah rambatannya juga sejajar, lain halnya dengan gelombang transversal yang memiliki arah getaran tegak lurus.

Rumus Gelombang Mekanik

Tahap selanjutnya dari materi gelombang mekanik adalah memahami dan mengetahui cara penggunaan rumus gelombang mekanik.

Pertama-tama, elo harus mengenal dulu persamaan-persamaan dari gelombang mekanik berikut ini:

Frekuensi Gelombang

Sebelum ke rumus, elo ketahui dulu yuk apa itu frekuensi gelombang. Frekuensi gelombang (f) adalah jumlah gelombang yang merambat dalam 1 detik. Simpelnya sih gini:

Satu detik ada berapa gelombang

Persamaan rumus dari frekuensi bisa dilihat di bawah ini.

Persamaan rumus frekuensi (Arsip Zenius)
Persamaan rumus frekuensi 

Keterangan:

f = frekuensi gelombang (Hz)

= jumlah gelombang yang dihasilkan

t = waktu yang ditempuh gelombang (s)

T = periode gelombang (s)

Periode Gelombang

Periode gelombang (T) adalah waktu yang dibutuhkan 1 gelombang untuk merambat. Atau biar lebih simpel, mikirnya gini aja:

Satu gelombang butuh berapa detik

Persamaannya dapat dituliskan sebagai berikut:

Persamaan periode gelombang (Arsip Zenius)
Persamaan periode gelombang

Keterangan:

T = periode gelombang (s)

= jumlah gelombang yang dihasilkan

t = waktu yang ditempuh gelombang (s)

f = frekuensi gelombang (Hz)

Cepat Rambat Gelombang

Nah, sekarang kita bahas tentang cepat rambat gelombang. Rumusnya begini, guys:

rumus cepat rambat gelombang mekanik
Persamaan cepat rambat gelombang 

Keterangan:

v = cepat rambat gelombang (m/s)

λ = panjang gelombang (m)

f = frekuensi gelombang (Hz)

T = periode gelombang (s)

Kalau dilihat dari rumusnya, berarti cepat rambat gelombang adalah panjang jarak yang ditempuh oleh gelombang tiap satuan waktu.

Contoh Soal Gelombang Mekanik

Gak afdol kalo udah belajar materi gelombang mekanik tapi gak nyoba soalnya, ya kan?

Nah, Biar lebih paham mengenai gelombang mekanik, yuk coba contoh soal gelombang mekanik berikut ini!

Contoh Soal Gelombang Mekanik 1:

Sebuah pegas diregangkan dan dilepaskan tiba-tiba, sehingga menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak dua rapatan terdekat yaitu 40 cm. Jika cepat rambat gelombangnya 20 m/s, maka panjang gelombang dan frekuensi gelombangnya adalah….

Diketahui: v = 20 m/s, dan λ = 30 cm = 0,4 m.

Pembahasan 1:

latihan soal gelombang mekanik

Contoh Soal Gelombang Mekanik 2:

Pada permukaan sebuah danau terdapat dua buah gabus yang terpisah satu dengan lainnya sejauh 75 cm. Keduanya naik-turun seiring permukaan air dengan frekuensi 2 getaran per detik.

Bila salah satu gabus berada di puncak bukit gelombang, yang lainnya berada di dasar gelombang, sedangkan di antara kedua gabus tersebut ada satu bukit gelombang, maka tentukan cepat rambat gelombang pada permukaan danau tersebut!

latihan soal dan pembahasan gelombang mekanik

Pembahasan 2:

latihan soal dan pembahasan gelombang mekanik