Rumus Cepat Rambat Gelombang, Contoh Soal, dan Jenis-jenis Gelombang

Gelombang Transversal

Gelombang Transversal adalah gelombang yang arah getar partikel mediumnya tegak lurus terhadap arah gelombang. Sederhananya, bila energi yang merambat bergerak dari kiri ke kanan, maka gelombang turut bergerak naik turun searah energi yakni dari arah kiri ke kanan. Contohnya adalah gelombang atau getaran yang muncul pada tali yang bergoyang.

Maka, bentuk Gelombang Transversal menyerupai perbukitan atau lembah, seperti gambar di bawah ini:

Gelombang Transversal Cepat Rambat Gelombang
Gelombang Transversal (Dok.: SlidePlayer)

Seperti tertulis pada gambar, terdapat beberapa istilah yang bisa lo gunakan untuk mengidentifikasi bagian-bagian Gelombang Transversal, yaitu:

Puncak Gelombang / Gunung: titik tertinggi gelombang
Dasar Gelombang / Lembah: titik terendah gelombang
Bukit Gelombang: bagian gelombang yang menyerupai gunung, ditandai dengan Puncak Gelombang yang menghubungkan dua dasar/lembah
Panjang Gelombang: jarak antara dua puncak atau dua lembah gelombang
Amplitudo (A): simpangan terjauh dari garis keseimbangan
Periode (T): waktu yang diperlukan untuk menghasilkan suatu gelombang. Artinya, periode merupakan waktu yang diperlukan untuk menempuh jarak antara dua puncak atau dua lembah gelombang yang berurutan.

Sekarang kita bahas jenis gelombang kedua, yakni…

Gelombang Longitudinal

Jenis gelombang selanjutnya adalah Gelombang Longitudinal, yakni gelombang yang arah getar partikel mediumnya sejajar atau berhimpitan dengan arah rambatan.  Salah satu contoh Gelombang Longitudinal adalah gelombang bunyi.

Berbeda dengan Gelombang Transversal, Gelombang Longitudinal berbentuk mirip pegas seperti gambar di bawah ini:

Gelombang longitudinal
Gelombang Longitudinal (Dok.: Zenius Education)

Terdapat beberapa bagian pada gelombang longitudinal yang digunakan untuk mengidentifikasi gelombang tersebut.

Rapatan: daerah di sepanjang gelombang yang memiliki rapatan atau tekanan molekul yang lebih tinggi
Renggangan: daerah di sepanjang gelombang yang memiliki rapatan atau tekanan molekul yang lebih rendah
Panjang 1 Gelombang: Jarak antara dua rapatan atau antara dua renggangan yang saling berdekatan

Rumus Cepat Rambat Gelombang

Kalo tadi kita sudah membahas jenis-jenis gelombang, kali ini gue bakal menjelaskan cara menghitung cepat rambat suatu gelombang, atau jarak yang ditempuh gelombang dalam satu detik.

Rumus yang bakal kita pakai adalah rumus cepat rambat gelombang yang didasarkan pada rumus kecepatan. Bentuknya seperti ini:

V = s / t atau V = λ / T atau V = λ x f

Keterangan
V = cepat rambat gelombang (m/s2)
λ = panjang gelombang (m)
T = periode (s)
f = frekuensi (Hz)
s = jarak (m)
t = waktu (s)

Coba lo perhatikan rumus di atas! Kenapa ada 3 opsi rumus, ya?

Nah, rumus cepat rambat gelombang merupakan turunan dari rumus kecepatan atau Rumus V = s / t. Rumus kecepatan digunakan untuk mencari kecepatan benda yang bergerak secara lurus beraturan atau juga dikenal dengan sebutan GLB (Gerak Lurus Beraturan), dengan cara membagi jarak dan waktu.

Bila diterapkan pada rumus cepat rambat gelombang, nilai pada 1 panjang gelombang atau λ sama dengan nilai jarak yang ditempuh oleh suatu benda. Sementara, nilai dari 1 frekuensi setara dengan satuan waktu atau periode, yakni 1 sekon.

Maka, menggunakan variabel periode gelombang, frekuensi, dan periode, rumus kecepatan GLB dapat diturunkan menjadi bentuk rumus cepat rambat gelombang, yakni

V = λ / T atau V = λ x f

Eits, sebelum kita menerapkan rumus cepat rambat gelombang pada soal, terdapat rumus lain yang bakal membantu lo mencari cepet rambat gelombang, yakni rumus menentukan frekuensi dan periode bila tidak diketahui.

Rumus mencari frekuensi adalah f = n/t atau f = 1/T, dengan keterangan:
f = Frekuensi (Hz)
n = jumlah gelombang
t = waktu (s)

Sementara, rumus untuk mencari periode adalah T = t/n atau T = 1/f, dengan keterangan:
T = periode (s)
n = jumlah gelombang
t = waktu (s)

Contoh Soal Cepat Rambat Gelombang

Nah, supaya lebih paham, coba kita praktikkan rumus-rumus di atas pada soal cepat rambat gelombang, yuk!

  1. Terdapat gelombang yang merambat selama 20 detik. Sepanjang waktu tersebut, muncul 100  gelombang dengan jarak antara kedua puncak sebanyak 2 m. Berapa cepat rambat gelombang?
    Diketahui:
    t = 20 s
    n = 100
    λ = 2 m
    Ditanya:
    V = …?
    Jawab:
    Ingat, sebelum menentukan cepat rambat gelombang, lo harus menentukan frekuensinya terlebih dahulu. Caranya adalah:
    f = n/t
    f = 100/20 = 5 Hz
    Setelah menemukan frekuensi, maka cara menemukan cepat rambat gelombang adalah:
    V = λ . f
    V = 2 . 5 = 10 m/ s
    Maka, cepat rambat gelombang tersebut adalah 10 m/s.
  2. Gelombang merambat pada tali sebanyak 0,5 detik. Selama waktu tersebut, muncul 2 gelombang dengan jarak antara keduanya sebanyak 20 cm. Berapa cepat rambat gelombangnya?
    Diketahui:
    t = 0,5 s
    n = 2 gelombang
    λ = 20 cm = 0,2 m
    Ditanya:
    V = …?
    Jawab:
    f = n/t
    f = 2/0,2 = 10
    V = 0,2 . 10 = 2 m/s
    Maka, cepat rambat gelombang tali adalah 2 m/s.