Gelombang: Pengertian dan Contoh Soalnya | Fisika
Setelah sebelumnya membahas tentang getaran, maka kali ini akan membahas tentang gelombang dan pemanfaatannya dalam kehidupan sehari-hari. Gelombang dihasilkan dari getaran dalam medium atau bisa juga dikatakan gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang dalam rambatannya memindahkan energi tanpa diikuti perpindahan mediumnya.
A. Gelombang Berdasarkan Arah Getarannya
1. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarannya.
Keterangan:
- 1 Gelombang = A – B – C – D – E
- B – O = Amplitudo
- A – B – C = satu bukit gelombang
- C – D – E = satu lembah gelombang
- A;C;E;G = simpul gelombang
Contoh gelombang transversal, seperti gelombang tali, gelombang permukaan air, gelombang cahaya, dan gelombang gempa (gelombang S).
2. Gelombang Longintudinal
Gelombang longintudinal adalah gelombang yang arah rambatnya searah dengan arah getarannya.
Keterangan:
- 1 gelombang = 1 rapatan dan 1 regangan
Contoh gelombang longintudinal, seperti gelombang bunyi, gelombang slinki (jika digerakan maju mundur), dan gelombang gempa (gelombang P).
B. Gelombang Berdasarkan Ada Tidaknya Zat Perantara atau Medium Perantara
1. Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang tidak memerlukan zat perantara untuk memindahkan energi gelombangnya.
Contohnya, seperti gelombang tali, gelombang bunyi, gelombang pompa, dan gelombang slinki.
2. Gelombang Elektromagnet
Gelombang elektromagnet adalah gelombang yang tidak memerlukan zat perantara untuk memindahkan energi gelombangnya.
Contohnya, seperti gelombang radio, radar, TV, infra merah, cahaya, ultraviolet, sinar X, dan sinar gamma. Semua gelombang elektromagnet memiliki kecepatan yang tetap diruang hampa, yaitu 3x10⁸ m/s, sedangkan jika berada pada medium, gelombang memiliki kecepatan yang lebih kecil.
Keterangan:
- C = cepat rambat cahaya diruang hampa (3x10⁸ m/s)
- Cn = cepat rambat cahaya di medium
- n = indeks bias atau kerapatan optik medium
Pada gelombang terdapat besaran-besaran fisika, seperti amplitudo (A), periode (T), frekuensi (f), panjang gelombang (λ), dan cepat ramabat gelombang (v).
Panjang gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam waktu satu periode, sedangkan cepat rambat gelombang adalah panjang gelombang dibagi periode atau jarak yang ditempuh gelombang tiap satuan waktu. Hubungan antara panjang gelombang, periode, dan cepat rambat gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut:
Atau 
Keterangan:
- v = cepat rambat gelombang (m/s)
- T = periode gelombang (detik)
- f = frekuensi gelombang (hertz)
- λ = panjang gelombang (m)
- 1 Hertz = 1 gelombang
Baca Juga: Penjelasan Bunyi dalam Fisika
C. Penerapan Konsep Gelombang
Konsep gelombang banyak dipakai dalam kehidupan sehari-hari oleh manusia. Beberapa diantaranya:
1. Gelombang bunyi
Gelombang bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar dengan frekuensi 20 – 20.000 hertz. Gelombang bunyi termasuk gelombang mekanik longintudinal sehingga membutuhkan zat perantara untuk sampai ke pendengar. Contoh: bunyi suara alat musik.
2. Gelombang elektromagnet
Gelombang ini banyak dimanfaatkan untuk teknologi informasi dan komunikasi, seperti TV, Radio, handphone, internet, dan lain sebagainya.
3. Ultrasonik
Dimanfaatkan untuk membunuh bakteri, pencampur campuran logam, untuk pencitraan USG (ultra sonography).
4. Microwave
Dimanfaatkan untuk oven microwave sebagai penghangat makanan.
Contoh Soal
Soal no.1
Sebuah gelombang memiliki frekuensi 100 Hz dengan panjang gelombang 30 cm. Hitunglah cepat rambat gelombangnya.
Penyelesaian!
Diketahui:
f = 100 Hz
λ = 30 cm = 0,3 m
Ditanyakan: v = ?
Jawab:
v = λ . f
= 0,3 m . 100 Hz
= 30 m/s
Jadi, cepat rambat gelombangnya 30 m/s.
Soal no.2
Sebuah gelombang memiliki panjang 90 cm dengan cepat rambat 7 m/s. Hitunglah periodenya.
Penyelesaian!
Diketahui:
λ = 90 cm = 0,9 m
v = 7 m/s
Ditanyakan: T = ?
Jawab:
T = λ / v= 0,9 m / 7 m/s
= 0,13 s
