HermanAnis.com – Teman-teman semua, pembahasan kita kali ini masih dalam Seri Fisika Dasar, dengan topik rumus cepat rambat gelombang. Dalam bahasan ini, kita akan mengkaji apa saja rumus cepat rambat gelombang? dan bagaimana cara menggunakannnya dalam memecahkan masalah?
Baca Juga: Contoh Soal Gelombang Bunyi
A. Persamaan Gelombang
Secara umum persamaan setiap gelombang itu berbeda, persamaan ini tergantung dari jenis gelombangnya. Dalam pembahasan kita kali ini, kita hanya akan fokus pada persamaan gelombang mekanik. Yaitu persamaan gelombang yang memerlukan medium untuk merambat.
1. Persamaan umum Gelombang Berjalan
Persamaan umum gelombang berjalan di nyatakan dalam bentuk persamaan simpangan sebuah titik pada jarak x dari sumber getaran pada gelombang berjalan tersebut, penurunannya sebagai berikut.
Telah di ketahui bahwa persamaan umum getaran adalah,
dan gelombang merupakan getaran yang merambat, maka persamaan gelombang berjalan dapat di peroleh dengan mengganti fase gelombang psi dengan,
Untuk gelombang yang berjalan ke arah sumbu x positif persamaannya adalah,
atau, dapat juga di tulis,
Oleh karena frekuensi sudut omega adalah,
dan bilangan gelombang k adalah,
Maka persamaan gelombang berjalan menjadi,
Persamaan ini merupakan persamaan gelombang berjalan ke arah sumbu x positif. Di mana,
- y = simpangan sebuah titik pada jarak x dari sumber getaran, satuannya meter.
- A = amplitudo gelombang atau biasa juga disebut sebagai simpangan maksimum (terbesar), satuannya meter
- w = frekuensi sudut atau kecepatan sudut (w = 2.phi.f), dengan satuan radian per sekon
- t = selang waktu gelombang yang bergerak dari sumber ketitik sejauh x, satuanya adalah sekon.
- k = bilangan gelombang, satuannya rad per meter.
- x = posisi titik yang memiliki simpangan sebesar y, satuannya meter.
Untuk kasus yang lebih umum, persamaan simpangan sebuah titik pada jarak x dari sumber getaran pada gelombang berjalan dapat di tentukan dengan persamaan sebagai berikut:
Catatan tambahan:
- Jika gelombang merambat ke kanan atau sumbu x positif, maka tanda dalam sinus adalah negatif. Dan jika gelombang merambat kekiri, maka tandanya adalah positif.
- Jika pertama kali sumber getaran bergerak ke atas, maka amplitidonya (A) bertanda positif, tetapi jika pertama kali sumber getaran bergerak ke bawah, maka Amplitudonya (A) bertanda negatif.
- v merupakan cepat rambat gelombang.
Baca Juga: Contoh Soal Hukum Newton 2
B. Rumus Cepat Rambat Gelombang
Secara umum laju sebuah benda berhubungan dengan seberapa cepat benda tersebut bergerak, yang besarnya biasanya di nyatakan sebagai jarak yang di tempuh benda tiap satuan waktu.
Namun, dalam kasus gelombang, cepat rambat gelombang adalah jarak yang di tempuh oleh sebuah titik pada gelombang (seperti sebuah puncak) dalam selang waktu tertentu.
Rumus cepat rambat gelombang secara matematis dapat dituliskan,
Jika di hubungkan dengan periode (T), frekuensi (f) dan panjang gelombang (lamda), maka rumus cepat rambat gelombang adalah,
karena,
Sehingga rumus cepat rambat gelombang adalah,
dengan,
v = cepat rambat gelombang (m/s)
f = frekuensi (Hz)
T = Periode (s)
C. Penggunaan Rumus Cepat Rambat Gelombang dalam menyelesaikan masalah
1. Contoh soal 1.
Sebuah gelombang mempunyai panjang gelombang 2 m dan laju 16,1 m/s. Berapak besar periode dan frekuensinya!
Penyelesaian
Dari persamaan cepat rambat gelombang, dapat juga di tulis,
Sehingga periodenya adalah,
dan frekuensinya adalah,
Jadi, periodenya adalah 0,124 s dan frekuensinya 8,05 Hz.
2. Contoh soal 2.
Diketahui persamaan sebuah gelombang transversal pada tali yaitu,
y dan x dalam cm dan t dalam sekon. Berapakah cepat rambat gelombang tersebut?
Penyelesaian
Dari soal persamaan simpangannya adalah,
Sedangkan bentuk umum yang bersesuaian adalah,
dengan demikian, maka
sehingga diperoleh,
dan
sehingga cepat rambat gelombang (v) adalah,
Baca Juga: Rumus Energi Potensial Pegas
Terima kasih telah membaca artikel ini.
Semoga bermanfaat.
Eksplorasi konten lain dari Herman Anis
Berlangganan untuk dapatkan pos terbaru lewat email.