Kamis, 28 Januari 2010
Gelombang Harmonik
Pengantar
Gelombang harmonik…. Uh, istilah apalagi neh
Sebelumnya gurumuda sudah membahas pulsa gelombang, kali ini gurumuda
mengajakmu berkenalan dengan gelombang harmonik. Pulsa gelombang yang
telah dibahas sebelumnya, misalnya pulsa gelombang transversal pada
tali, biasanya timbul jika kita menggoyang atau menyentakkan tali turun
naik (atau naik turun) hanya sekali… adanya sentakan yang kita berikan
pada tali menyebabkan timbulnya pulsa atau denyut yang merambat
sepanjang tali tersebut… nah, apabila kita menggerakan tali naik turun
atau turun naik
secara berulang, khususnya jika gerakan kita berupa gerak harmonik
sederhana, maka akan timbul gelombang yang merambat sepanjang tali
tersebut… bentuk gelombang ini sangat teratur, seperti tampak pada
gambar di atas. Gelombang jenis ini dikenal dengan julukan gelombang harmonik. harmonik artinya teraturBtw, kalo dirimu bingun dengan istilah gerak harmonik sederhana, sebaiknya pelajari materi getaran terlebih dahulu…
Untuk
membantumu memahami hal ini, silahkan lakukan percobaan besar-besaran
berikut… cari seutas tali… kalo dirimu tidak punya tali, pinjam saja
punya tetangga setelah dirimu punya tali, pegang salah satu ujung tali… ssttt… talinya dipegang dengan erat, awas talinya kabur
Jika dirimu memegang salah satu ujung tali dan menggerakannya naik
turun secara teratur maka akan timbul gelombang yang merambat sepanjang
tali tersebut… berbeda dengan pulsa yang cuma punya puncak saja,
gelombang ini punya puncak dan lembah… untuk memperjelas, silahkan tatap
gambar di bawah. Bentuknya kira2 seperti ini
Gambar
di atas adalah gambar gelombang harmonik. Gelombang harmonik pada tali
biasanya timbul ketika kita menggerakan salah satu ujung tali ke atas
dan ke bawah secara berulang dan teratur (gerak harmonik sederhana).
Gelombang harmonik memiliki bentuk fungsi sinus jika titik asal dipilih
pada sumbu x, sebagaimana tampak pada gambar di bawah. Gelombang
harmonik yang memiliki bentuk fungsi sinus dikenal juga dengan julukan
gelombang sinusoidal…
Sebaliknya
gelombang harmonik juga bisa memiliki bentuk fungsi cosinus jika titik
asal dipilih pada sumbu y, sebagaimana tampak pada gambar di bawah.
Perlu
diketahui bahwa ketika gelombang merambat sepanjang tali, setiap titik
pada tali atau setiap bagian tali tersebut berosilasi ke atas dan ke
bawah di sekitar posisi setimbangnya. Untuk kasus ini, posisi setimbang adalah garis sepanjang sumbu x.
Bisa dikatakan bahwa setiap titik pada tali atau setiap bagian tali
melakukan gerak harmonik sederhana… untuk membantumu memahami hal ini,
silahkan tatap gambar di bawah…
Gambar
di atas menunjukkan perubahan posisi salah satu titik pada tali ketika
gelombang merambat sepanjang tali. Titik yang dimaksud diberi warna
hitam… Tampak bahwa posisi titik berubah setiap satuan waktu. Perhatikan
bahwa setiap titik atau setiap bagian tali yang lain juga mengalami
perubahan posisi sebagaimana titik hitam pada gambar di atas. Jadi titik
hitam yang digambarkan di atas hanya mewakili titik atau bagian tali
yang lain… gerakan setiap titik pada tali atau setiap bagian tali tegak
lurus terhadap panjang tali (sejajar sumbu y), sebaliknya gelombang
bergerak sepanjang tali (sejajar sumbu x). Nah, ketika gelombang
merambat sepanjang tali dengan laju v, setiap titik pada tali berosilasi
di sekitar titik kesetimbangannya dengan frekuensi f.
Sekarang silahkan perhatikan gambar gelombang harmonik sebelumnya. Jarak dari satu puncak ke puncak berikutnya atau jarak dari satu lembah ke lembah berikutnya atau jarak dari satu titik ke titik yang bersangkutan pada pengulangan berikutnya disebut panjang gelombang (lambda). Frekuensi (f), panjang gelombang (lamda) dan laju gelombang (v) memiliki keterkaitan antara satu dengan yang lain. Selama satu periode (T = 1/f), gelombang menempuh jarak satu panjang gelombang (lambda). Untuk memahami arti kalimat ini, cermati gambar di atas perlahan-lahan. Tuh gambar yang banyak gelombangnya Dengan demikian, hubungan antara laju gelombang (v), periode (T),
frekuensi (f) dan panjang gelombang (lambda)
Dalam
pokok bahasan laju gelombang sudah dijelaskan bahwa laju gelombang
transversal dan laju gelombang longitudinal ditentukan oleh sifat-sifat
medium yang dilaluinya. Dengan demikian, panjang gelombang dengan
sendirinya ditentukan oleh frekuensi sumber gelombang (yang dimaksudkan
dengan sumber gelombang di sini adalah benda yang bergetar atau benda
yang berosilasi. Setiap gelombang muncul akibat adanya benda yang
bergetar. Ingat lagi pokok bahasan pengertian dan jenis-jenis gelombang.
Sudah dijelaskan di sana). Semakin besar frekuensi, semakin kecil
panjang gelombang sehingga hasil kali antara frekuensi dan panjang
gelombang alias laju gelombang tetap sama. Jadi gelombang-gelombang dari
semua frekuensi merambat dengan laju yang sama, yang berbeda cuma
panjang gelombangnya saja… panjang gelombang ini ditentukan oleh
frekuensi sumber gelombang. Frekuensi tuh banyaknya getaran yang terjadi
selama satu detik…
Persamaan
yang menyatakan hubungan antara laju gelombang, panjang gelombang dan
frekuensi atau periode yang telah diturunkan sebelumnya berlaku untuk
semua jenis gelombang harmonik, baik gelombang harmonik tersebut
berbentuk transversal maupun longitudinal. Oya, gelombang harmonik yang
terjadi pada tali atau dawai, sebagaimana dijelaskan sebelumnya hanya
digunakan sebagai contoh saja. Ini tidak berarti gelombang harmonik
hanya merambat melalui tali saja atau gelombang harmonik hanya berbentuk
transversal. Gelombang harmonik juga bisa berbentuk longitudinal.
Gelombang harmonik juga bisa merambat melalui medium lain selain tali…
Giancoli, Douglas C., 2001, Fisika Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
Halliday dan Resnick, 1991, Fisika Jilid I, Terjemahan, Jakarta : Penerbit Erlangga
Tipler, P.A.,1998, Fisika untuk Sains dan Teknik-Jilid I (terjemahan), Jakarta : Penebit Erlangga
Young, Hugh D. & Freedman, Roger A., 2002, Fisika Universitas (terjemahan), Jakarta : Penerbit Erlangga
0 komentar:
Posting Komentar