1.
Pengertian Gelombang
Konsep
gelombang banyak diterapkan dalam kehidupan sehari-hari. Gelombang
bunyi, gelombang cahaya, gelombang radio, dan gelombang air merupakan
beberapa contoh bentuk gelombang. Ketika kita melihat fenomena
gelombang laut, ternyata, air gelombang tidak bergerak maju,
melainkan melingkar. Sehingga air hanya bergerak naik-turun begitu
gelombang melintas. Tepi pantai menahan dasar gelombang, sehingga
puncak gelombang bergerak lebih cepat untuk memecah di tepi pantai.
Dengan demikian, terjadinya gerak gelombang laut dapat dirumuskan
sebagai berikut. Pertama, air mencapai dasar lingkaran pada lembah
gelombang. Kemudian, air mencapai bagian atas lingkaran pada puncak
gelombang. Lalu, puncak gelombang memecah di tepi pantai. Gelombang
air bergerak dengan kecepatan yang bisa diketahui. Tetapi, setiap
partikel pada air itu sendiri, hanya berosilasi terhadap titik
setimbang.
Gelombang
bergerak melintasi jarak yang jauh, tetapi medium (cair, padat, atau
gas) hanya bisa bergerak terbatas. Dengan demikian, walaupun
gelombang bukan merupakan materi, pola gelombang dapat merambat pada
materi.
Sebuah
gelombang terdiri dari osilasi yang bergerak tanpa membawa materi
bersamanya. Gelombang membawa energi dari satu tempat ke tempat lain.
Pada kasus gelombang laut, energi diberikan ke gelombang air,
misalnya oleh angin di laut lepas. Kemudian energi dibawa oleh
gelombang ke pantai.
Gelombang
periodik merupakan gerak gelombang secara teratur dan berulang-ulang
yang mempunyai sumber berupa gangguan yang kontinu dan berosilasi,
berupa getaran atau osilasi. Gelombang air bisa dihasilkan oleh benda
penggetar apapun yang diletakkan di permukaan, seperti tangan, atau
air itu sendiri dibuat bergetar ketika angin bertiup melintasinya,
dan bisa juga karena sebuah batu yang dilempar ke dalamnya.
2.
Karakteristik Gelombang
Karakteristik
utama suatu gelombang ditunjukkan oleh beberapa besaran yang penting,
yang digunakan untuk mendeskripsikan gelombang sinusoida periodik,
seperti diperlihatkan pada Gambar berikut.
 |
| Karakteristik gelombang kontinu satu frekuensi |
Titik-titik
tertinggi pada gelombang disebut puncak gelombang, sedangkan titik-
titik terendah disebut lembah gelombang. Amplitudo adalah perpindahan
maksimum, yaitu ketinggian maksimum puncak, atau kedalaman maksimum
lembah, relatif terhadap posisi kesetimbangan. Makin besar amplitudo,
makin besar energi yang dibawa. Ayunan total dari puncak sampai ke
lembah sama dengan dua kali amplitudo. Jarak dua titik berurutan pada
posisi yang sama disebut panjang gelombang (λ). Panjang
gelombang juga sama dengan jarak antardua puncak yang berurutan.
Frekuensi (f), adalah jumlah puncak atau siklus lengkap yang
melewati satu titik per satuan waktu. Sementara itu, periode (T),
adalah waktu yang diperlukan untuk sekali osilasi, yaitu waktu yang
berlalu antara dua puncak berurutan yang melewati titik yang sama
pada ruang. Besar T adalah setara dengan 1/f .
Jarak
yang ditempuh gelombang dalam satuan waktu disebut kecepatan
gelombang (v). Jika sebuah gelombang menempuh jarak satu
panjang gelombang (λ), dalam satu periode (T), maka kecepatan
gelombang adalah sama dengan λ /T, atau v = λ/T .
Karena
1/T = f, maka:
v =
λ .f
Kecepatan
gelombang bergantung pada sifat medium perambatannya. Misalnya,
kecepatan gelombang pada tali bergantung pada tegangan tali ( FT
), dan massa tali per satuan panjang ( m/L ). Hubungan
tersebut dapat dirumuskan:
Dari
persamaan kedua diatas, apabila besar massa per satuan panjang
semakin besar, maka makin besar inersia yang dimiliki tali, sehingga
perambatan gelombang akan lambat.