A. Getaran
Untuk memahami lebih lanjut mengenai getaran, mari kita perhatikan
uraian berikut! Jika kamu pernah berada di stasiun kereta api, ketika
kereta api datang atau lewat, kamu akan merasakan tanah yang kamu injak
terasa bergetar. Getaran juga terjadi pada kaca-kaca jendela rumah
ketika terjadi guntur yang kuat. Bunyi yang disebabkan guntur tersebut
mampu menggetarkan benda-benda seperti kaca jendela. Bahkan getaran
sangat kuat yang terjadi dari ledakan sebuah bom mampu merobohkan
gedung-gedung. Contoh lain peristiwa getaran yang sering kita lihat
adalah getaran pada bandul jam dinding. Batu akan berayun melewati
lintasan A – B – C – B – A. Dalam hal ini, batu dikatakan bergetar. Batu
akan terus berayun melewati lintasan yang sama. Jika batu berada di
posisi A, batu akan bergerak ke menuju B, dilanjutkan ke titik C. Ketika
di titik B dan dilanjutkan ke titik A, begitu seterusnya. Semakin lama,
simpangan AB atau BC akan semakin kecil sehingga akhirnya berhenti.
Dari kegiatan tersebut, getaran dapat didefinisikan sebagai gerak
bolak-balik di sekitar titik kesetimbangan. Dalam hal ini, titik
kesetimbangannya adalah B. Titik kesetimbangan pada
kegiatan tersebut adalah titik di mana pada titik tersebut benda
tidak mengalami gaya luar atau dalam keadaan diam. Lintasan A – B – C – B
– A adalah lintasan yang ditempuh oleh satu getaran. Jika kamu
menetapkan titik B sebagai titik awal lintasan, maka B – C – B – A – B
disebut satu getaran. Pada kegiatan di atas, terlihat sebuah getaran
terjadi pada batu yang diikat dengan tali dan diayunkan. Batu tersebut
sering dikatakan sebagai ayunan sederhana. Getaran juga dapat kamu lihat
pada pegas yang diberi beban, kemudian diberi simpangan dan dibiarkan
bergerak bolak-balik di sekitar titik kesetimbangannya. Mistar plastik
yang salah satu ujungnya ditahan tetap dan ujung yang lain diberi
simpangan akan bergetar pula. Setiap benda yang melakukan gerak
bolakbalik di sekitar titik kesetimbangannya dikatakan bergetar.
1. Amplitudo
Pada Kegiatan 9.1, ketika kamu memberi simpangan pada bandul di titik
A, kemudian melepaskan batu, batu akan bergerak menuju titik B, C, B,
kemudian kembali ke titik A di sebut satu getaran. Kamu dapat melihat
bahwa simpangan tidak pernah melebihi titik A dan titik C. Kedudukan
batu setiap saat berubah-ubah. Dengan demikian simpangannya pun berubah
pula. Pada saat batu berada di titik A atau C, simpangannya merupakan
simpangan maksimum, sedangkan pada saat batu berada di titik
kesetimbangan yaitu titik B, simpangannya minimum yaitu sama dengan nol.
Amplitudo didefinisikan sebagai simpangan getaran paling besar. Pada
kegiatan ini amplitudo getaran yaitu BA atau BC. Dari Kegiatan 9.1,
ukurlah besar amplitudonya! Mengapa amplitudo getaran bandul pada
Kegiatan 9.1 semakin lama semakin mengecil? Benda dapat bergerak dari
titik A ke titik C melewati titik B disebabkan batu mempunyai berat dan
ditarik oleh gaya gravitasi Bumi. Gaya gravitasi Bumi ini bekerja pada
batu di setiap posisi berarah ke bawah. Dengan demikian, dalam
pergerakannya benda akan mengalami hambatan dari gaya gravitasi ini.
Hambatan ini akhirnya akan mampu menghentikan getaran bandul sehingga
bandul berada dalam titik kesetimbangan di titik B.
2. Periode dan Frekuensi
Kamu mendengarkan radio pada frekuensi 100 MHz. Apa yang dimaksud 100
MHz? MHz adalah kependekan dari mega Hertz. Hertz diambil dari nama
seorang ilmuwan Fisika Heinrich Hertz (1857–1894). Karena jasa-jasanya,
namanya diabadikan dalam satuan frekuensi yaitu Hertz. Perhatikan
kembali peristiwa bandul bergerak bolak balik pada Kegiatan 9.1. Satu
getaran adalah gerak batu dari titik A, ke titik B, ke titik C, ke titik
B, dan kembali ke titik A. Misalkan, ketika kamu melepaskan batu di
titik A, kamu mengukur waktu
membuat satu getaran yaitu dari A – B – C – B – A adalah 2 detik.
Waktu ini dapat dikatakan waktu yang dibutuhkan oleh bandul untuk
membuat satu getaran atau disebut periode. Periode getaran dilambangkan
dengan T. Untuk mengukur periode getaran digunakan persamaan sebagai
berikut.
B. Gelombang
Jika kamu melemparkan batu ke dalam kolam, dari titik tempat jatuhnya
batu tersebut timbul gelombang kecil yang bergerak menjauhi titik
tempat jatuh batu membentuk sebuah lingkaran. Perhatikan juga senar
gitar yang dipetik. Getar sinar tersebut dapat mengeluarkan bunyi
sehingga kamu dapat mendengarnya dan jika dipadukan bunyi senar ini akan
menimbulkan suara yang harmonis. Kedua contoh tersebut merupakan
contoh-contoh gelombang dalam keseharian.
1. Pengertian Gelombang
Batu yang dijatuhkan ke dalam kolam dan senar gitar yang dapat
mengeluarkan bunyi merupakan contoh-contoh bunyi. Jika kamu melihat
dengan teliti senar yang dipetik, kamu akan mendapatkan bahwa sebenarnya
senar tersebut bergetar. Karena getaran inilah timbul gelombang bunyi.
Ketika air dalam baskom diganggu dengan tanganmu, timbul gelombang kecil
yang bergerak menjauh dari titik sumber gangguan menuju ke tepi baskom.
Akan tetapi, sobekan kertas yang kamu tempatkan tidak turut bergerak
menjauh, melainkan bergerak turun naik. Dari Kegiatan 9.3 terlihat bahwa
gelombang ditimbulkan oleh getaran yang dilakukan oleh tanganmu. Dapat
dikatakan bahwa gelombang adalah getaran yang merambat melalui suatu
medium. Dalam hal ini mediumnya adalah air.
2. Gelombang Mekanik dan Gelombang Elektromagnetik
Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi dua
kelompok, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
a. Gelombang Mekanik
Gelombang air, gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang pada
slinki merupakan contoh-contoh gelombang mekanik. Gelombang-gelombang
ini memerlukan medium untuk dapat merambatkan gelombang. Air, udara,
tali, slinki adalah medium yang digunakan untuk merambatkan gelombang
air, gelombang bunyi, gelombang tali, dan gelombang pada slinki.
Gelombang-gelombang ini ditimbulkan oleh adanya getaran mekanik. Oleh
karena itu, gelombang-gelombang tersebut dikelompokkan ke dalam
gelombang mekanik. Umumnya, gelombang mekanik seperti contoh
tersebut dapat diamati dengan mata telanjang. b. Gelombang
Elektromagnetik Tahukah kamu gelombang TV dan gelombang radio dapat
merambat? Sebagai contoh, kamu dapat melihat pertandingan bola di Italia
secara langsung padahal jarak rumahmu ke negara tersebut sangat jauh.
Kamu dapat melihat acara TV karena adanya gelombang elektromagnetik.
Siaran pertandingan bola di Italia dipancarkan ke satelit bumi dan oleh
satelit bumi ini dipancarkan kembali ke bumi. Televisimu dapat menangkap
gelombang ini dan mengubahnya menjadi gambar dan suara. Bagaimana
gelombang elektromagnetik dapat merambat di luar angkasa ketika menuju
satelit bumi padahal di luar angkasa merupakan ruangan hampa. Gelombang
elektromagnetik dapat merambat meskipun tidak terdapat medium untuk
menjalarkan gelombangnya. Contoh lain, gelombang sinar Matahari dapat
sampai ke bumi meskipun antara Matahari dan bumi tidak terdapat medium
untuk menjalarkan gelombang. Gelombang yang dapat merambat tanpa
membutuhkan medium disebut gelombang elektromagnetik.
3. Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal
Selain membutuhkan medium untuk merambat, gelombang juga mempunyai
arah merambat dan arah getaran (ingat, gelombang adalah getaran yang
merambat). Berdasarkan arah rambatan dan arah getarannya, gelombang
dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang transversal dan gelombang
longitudinal.
a. Gelombang Transversal
Ketika kamu menghentakkan ujung tali sementara ujung yang lainnya
dipegang temanmu, akan terbentuk gelombang yang menjalar dari ujung yang
kamu pegang ke ujung yang dipegang temanmu. Arah gelombang tersebut
adalah mendatar atau horizontal. Pita yang diikatkan pada tali akan
mengalami gerakan naik dan turun setiap kali gelombang melewatinya. Pita
tidak ikut merambat, tetapi hanya bergerak ke atas kemudian ke bawah
jika gelombang telah melewatinya. Gerakan pita adalah vertikal.
Ternyata, gelombang pada tali merambat secara horizontal dan arah
getarannya vertikal. Dengan demikian arah perambatan gelombang dan arah
getarannya saling tegak lurus. Gelombang seperti ini disebut dengan
gelombang transversal. Jadi, gelombang transversal adalah gelombang yang
arah perambatannya tegak lurus terhadap arah getarannya.
b. Gelombang Longitudinal
Bagaimana arah perambatan gelombang dan arah getaran pada gelombang
longitudinal? Gelombang longitudinal dapat kamu amati pada slinki.
Ketika slinki kamu gerakkan, pada slinki akan merambat gelombang yang
arahnya searah dengan arah getaran dari tanganmu yang diberikan pada
slinki. Gelombang yang arah rambatannya searah dengan arah getarannya
seperti pada gelombang slinki dinamakan gelombang longitudinal.
c. Bentuk Gelombang Transversal dan Gelombang Longitudinal
Gelombang tali dan gelombang air merupakan contoh gelombang
transversal karena arah getaran dan arah perambatan gelombangnya saling
tegak lurus. Jika digambarkan, bentuk gelombang transversal akan tampak
seperti Gambar 9.6.
Pada gelombang transversal ada beberapa istilah yang perlu kamu
ketahui, yaitu sebagai berikut. • ABC, EFG, dan IJK = bukit gelombang •
CDE dan GHI = lembah gelombang • B, F, dan J = titik puncak gelombang • D
dan H = titik dasar gelombang • ABCDE, EFGHI = satu gelombang • Satu
gelombang terdiri atas satu puncak gelombang dan satu lembah gelombang.
Jadi, gelombang transversal pada Gambar 9.6 terdiri atas 3 puncak
gelombang dan 2 lembah gelombang. Dengan kata lain terdiri atas 2,5
gelombang. Sedangkan gelombang longitudinal terbentuk atas rapatan dan
renggangan. Perhatikan bentuk gelombang longitudinal pada Gambar 9.7!
4. Cepat Rambat, Frekuensi, dan Panjang Gelombang
Kamu telah mengetahui bahwa gelombang merupakan getaran yang
merambat. Merambat berarti bergerak dari suatu tempat ke tempat lain
dalam selang waktu tertentu. Jika diketahui panjang gelombang dan
periodenya, dapat ditentukan kecepatan gelombang tersebut. Panjang
gelombang dilambangkan λ, dengan satuan meter, sedangkan kecepatan
dilambangkan v satuannya m/s. Telah diketahui bahwa periode gelombang T
adalah:
5. Pemantulan Gelombang
Ketika kamu memberi gangguan pada air di dalam baskom, timbul
gelombang yang bergerak menjauhi titik gangguan yang kamu berikan.
Gelombang air ini akan bergerak membentuk bola dengan titik pusatnya
titik di mana gangguan diberikan. Ketika gelombang tersebut tiba di tepi
baskom, gelombang tersebut dipantulkan oleh dinding baskom. Sebagian
energi yang dibawa gelombang tersebut dipantulkan oleh dinding baskom
sehingga kamu dapat melihat gelombang kecil bergerak menjauhi dinding
baskom. Pada gelombang bunyi pun terjadi pemantulan. Jika kamu bicara
atau berteriak atau bicara di dalam ruangan besar, kosong dan tertutup,
kamu dapat mendengar suaramu akan dipantulkan. Jika kamu mengucapkan
“halo”, sesaat kemudian akan terdengar suara “halo” dari pantulan oleh
dinding, langit-langit, dan alas ruangan tersebut. Gelombang tali pun
dapat mengalami pemantulan. Perhatikan Gambar 9.8! Gambar tersebut
memperlihatkan gelombang pada tali yang dipantulkan oleh tiang tempat
salah satu ujung tali diikatkan. Gelombang laut merupakan gelombang air.
Gelombang laut dapat berukuran sangat besar dan kecepatannya pun bisa
sangat besar pula. Gelombang laut membawa energi yang besar yang dapat
dihasilkan oleh angin atau gempa di dasar samudra. Ketika gelombang laut
tersebut sampai di pantai, gelombang laut ini akan menghantam pantai
dan sebagian gelombangnya akan dipantulkan dalam bentuk arus balik. Arus
balik ini bergerak di bawah permukaan air laut. Arus balik ini sangat
berbahaya bagi orang-orang yang sedang berenang di pantai karena arus
ini dapat membawa orang yang sedang berenang ke laut yang lebih dalam.
Oleh karena itu kamu harus hati-hati jika berenang di laut. Patuhi semua
peraturan dan larangan yang diberlakukan di pantai tempat kamu
berenang.
sumber : http://www.crayonpedia.org/mw/GETARAN_DAN_GELOMBANG_8.2_WASIS#Getaran_dan_Gelombang