Gelombang

  Gelombang adalah getaran yang merambat. Bentuk ideal dari suatu gelombang akan mengikuti gerak sinusoide.

Selain radiasi elektromagnetik, dan mungkin radiasi gravitasi, yang bisa berjalan melalui ruang hampa udara, gelombang juga terdapat di medium (yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkan gaya pegas) yang dapat berjalan dan memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa mengakibatkan partikel medium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara massal.

Pengertian Gelombang

Berdasarkan penjelasan di atas, pengertian gelombang dapat didefinisikan sebagai gejala rambatan dari suatu getaran atau usikan. Pengertian Gelombang akan terus terjadi apabila sumber getaran ini bergetar terus-menerus. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lainnya.

Suatu medium disebut:

• Linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan.
• Terbatas jika terbatas, selain itu disebut “tak terbatas”.
• Seragam jika ciri fisiknya tidak berubah di titik yang berbeda.
• Isotropik jika ciri fisiknya “sama” di arah yang berbeda.

Contoh sederhana gelombang, apabila kita mengikatkan satu ujung tali ke tiang, dan satu ujung talinya lagi digoyangkan, akan terbentuk banyak bukit dan lembah di tali yang digoyangkan tadi. Inilah yang disebut dengan gelombang.

Pada era informasi seperti sekarang ini, gelombang memegang peranan yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Salah satunya adalah janin yang masih berada di dalam kandungan dapat dilihat dengan mata telanjang karena ada gelombang ultrasonik.

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:

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.

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

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)

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!

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, kalian 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.

Read more »

Aplikasi / Pemanfaatan Getaran dalam Kehidupan sehari-hari

 Pemanfaatan Getaran dalam Kehidupan sehari-hari

Getaran Senar Gitar

Ketika bermain gitar, tentu yang diharapkan yaitu suara dari senar gitar yang sedang dipetik. Ketika senar gitar dipetik, maka seketika akan mengalami getaran.

Getaran senar itulah yang kemudian membuat udara yang ada dalam tabung gitar bergetar dan menekan udara sekitar dan membuat gelombang bunyi.

Senar gitar yang dipetik kemudian akan membuat gelombang bunyi merambat ke segala arah hingga sampai ke telinga.

Getaran Pada Blender

Ketika mesin blender dioperasikan, energi listrik akan diubah menjadi gerakan putaran.

Gerakan putaran tersebut ditransmisikan melalui poros dan koneksi putar ke pisau blender. Pisau kemudian akan berputar dengan kecepatan tinggi, menciptakan gaya putaran yang kuat.

Gaya ini menyebabkan bahan makanan di dalam wadah blender bergerak dan dicampur bersama-sama.

Getaran yang dihasilkan oleh putaran pisau memungkinkan bahan makanan di dalam blender menjadi halus dan tercampur dengan baik.

Getaran Pada Mesin Cuci

Saat memasukkan pakain kotor di mesin cuci lalu dialiri listrik, maka mesin cuci akan berputar untuk membersihkan pakaian kotor. Gerakan berputar pada mesin cuci tersebut akan menghasilkan sebuah getaran.

Getaran Pada Pengering Rambut

Pengering rambut merupakan alat elektronik yang menghasilkan getaran melalui mekanisme yang melibatkan komponen pada motor pengering rambut.

Kipas akan berputar dengan kecepatan tinggi sehingga membuat mesin pengering bergetar dengan cepat. Getaran ini kemudian akan menciptakan tekanan udara yang dapat mendorong udara melalui pengering rambut.

Getaran Pada Drum

Drum adalah salah satu instrumen musik perkusi yang menghasilkan getaran suara. 

Ketika drum dipukul dengan alat pemukulnya maka akan menghasilkan getaran pada drum. Getaran ini kemudian akan merambat dan menghasilkan gelombang suara.

sumber: https://mamikos.com/info/contoh-getaran-dalam-kehidupan-sehari-hari-pljr/

Read more »

Getaran

 Getaran

Getaran adalah berhubungan dengan gerak osilasi benda dan gaya yang berhubungan dengan gerak tersebut.

Analisis getaran

Gerakan harmonik sederhana sistem benda-pegas

Bila kita menganggap bahwa kita memulai getaran sistem dengan meregangkan pegas sejauh A kemudian melepaskannya, solusi persamaan di atas yang memerikan gerakan massa adalah:

${\displaystyle �(�)=�\cos (2�{�}_{�}�)}$

Solusi ini menyatakan bahwa massa akan berosilasi dalam gerak harmonis sederhana yang memiliki amplitudo A dan frekuensi f_n. Bilangan f_n adalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan dinamakan frekuensi alami takredam. Untuk sistem massa-pegas sederhana, f_n didefinisikan sebagai:

${\displaystyle {�}_{�}=\frac{1}{2�}\sqrt{\frac{�}{�}}}$

Catatan: frekuensi sudut ${\displaystyle �}$ (${\displaystyle �=2��}$) dengan satuan radian per detik kerap kali digunakan dalam persamaan karena menyederhanakan persamaan, tetapi besaran ini biasanya diubah ke dalam frekuensi "standar" (satuan Hz) ketika menyatakan frekuensi sistem.

Bila massa dan kekakuan (tetapan k) diketahui frekuensi getaran sistem akan dapat ditentukan menggunakan rumus di atas.

Getaran bebas dengan redaman[sunting | sunting sumber]

Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredam juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredaman karena kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan (viskositas) c ini dinamakan koefisien peredam, dengan satuan N s/m (SI)

Dengan menjumlahkan semua gaya yang berlaku pada benda kita mendapatkan persamaan

${\displaystyle �\ddot{�}+�\dot{�}+��=0.}$

Solusi persamaan ini tergantung pada besarnya redaman. Bila redaman cukup kecil, sistem masih akan bergetar, tetapi pada akhirnya akan berhenti. Keadaan ini disebut kurang redam, dan merupakan kasus yang paling mendapatkan perhatian dalam analisis vibrasi. Bila peredaman diperbesar sehingga mencapai titik saat sistem tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman kritis. Bila peredaman ditambahkan melewati titik kritis ini sistem disebut dalam keadaan lewat redam.

Nilai koefisien redaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis pada model massa-pegas-peredam adalah:

${\displaystyle {�}_{�}=2\sqrt{��}}$

Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam sistem digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman. Nisbah ini adalah perbandingan antara peredaman sebenarnya terhadap jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis. Rumus untuk nisbah redaman (${\displaystyle �}$) adalah

${\displaystyle �=\frac{�}{2\sqrt{��}}.}$

Sebagai contoh struktur logam akan memiliki nisbah redaman lebih kecil dari 0,05, sedangkan suspensi otomotif akan berada pada selang 0,2-0,3.

Solusi sistem kurang redam pada model massa-pegas-peredam adalah

${\displaystyle �(�)=�{�}^{-�{�}_{�}�}\cos (\sqrt{1-{�}^2}{�}_{�}�-�),{�}_{�}=2�{�}_{�}}$

Nilai X, amplitudo awal, dan ${\displaystyle �}$, ingsutan fase, ditentukan oleh panjang regangan pegas.

Dari solusi tersebut perlu diperhatikan dua hal: faktor eksponensial dan fungsi cosinus. Faktor eksponensial menentukan seberapa cepat sistem teredam: semakin besar nisbah redaman, semakin cepat sistem teredam ke titik nol. Fungsi kosinus melambangkan osilasi sistem, tetapi frekuensi osilasi berbeda daripada kasus tidak teredam.

Frekuensi dalam hal ini disebut "frekuensi alamiah teredam", f_d, dan terhubung dengan frekuensi alamiah takredam lewat rumus berikut.

${\displaystyle {�}_{�}=\sqrt{1-{�}^2}{�}_{�}}$

Frekuensi alamiah teredam lebih kecil daripada frekuensi alamiah takredam, tetapi untuk banyak kasus praktis nisbah redaman relatif kecil, dan karenanya perbedaan tersebut dapat diabaikan. Karena itu deskripsi teredam dan takredam kerap kali tidak disebutkan ketika menyatakan frekuensi alamiah.

sumber: https://id.wikipedia.org/wiki/Getaran

Read more »