Penjelasan dan Rumus Gelombang Transversal dan Longitudinal

Pada gelombang yang merambat di atas permukaan air, air bergerak naik dan turun pada saat gelombang merambat, tetapi partikel air pada umumnya tidak ber- gerak maju bersama dengan gelombang. Gelombang seperti ini disebut gelombang transversal, karena gangguannya tegak lurus terhadap arah rambat, seperti yang diperlihatkan pada Gambar berikut.

Gelombang transversal

Gelombang elektromagnetik termasuk jenis gelombang ini, karena medan listrik dan medan magnet berubah secara periodik dengan arah tegak lurus satu sama lain. Dan juga tegak lurus terhadap arah rambat.

Pada gelombang bunyi, udara secara panjang bergantian mengalami perapatan dan gelombang perenggangan karena adanya pergeseran pada arah gerak. Gelombang seperti ini disebut gelombang longitudinal.

Rapatan adalah daerah sepanjang gelombang longitudinal yang memiliki tekanan dan kerapatan molekul- molekulnya lebih tinggi dibandingkan saat tidak ada gelombang yang melewati daerah tersebut. Sementara itu, daerah dengan tekanan dan kerapatan molekul-molekulnya lebih rendah dibandingkan saat tidak ada gelombang yang melewatinya disebut renggangan. Gelombang longitudinal ini ditunjukkan oleh Gambar berikut.

Gelombang longitudinal pada slinki.

Semua gelombang memindahkan energinya tidak secara permanen melainkan melalui medium perambatan gelombang tersebut. Gelombang disebut juga dengan gelombang berjalan atau gelombang merambat disebabkan adanya perpindahan energi dari satu tempat ke tempat lain karena getaran. Pada gelombang transversal, misalnya gelombang tali, seperti yang ditunjukkan Gambar berikut,

Gelombang yang merambat pada tali

Gambar diatast memperlihatkan gelombang merambat ke kanan sepanjang tali. Tiap partikel tali berosilasi bolak-balik pada permukaan meja. Tangan yang berosilasi memindahkan energi ke tali, yang kemudian membawanya sepanjang tali dan dipindahkan ke ujung lain. Grafik perpindahan gelombang tali tersebut dapat diamati pada Gambar berikut.

Grafik simpangan terhadap kedudukan Gelombang

Berikut ini dijelaskan beberapa istilah yang berlaku pada gelombang transversal, berdasarkan pada Gambar diatas.

1. Puncak gelombang, yaitu titik-titik tertinggi pada gelombang (misalnya titik a dan e).
2. Dasar gelombang, yaitu titik-titik terendah pada gelombang (misalnya titik c dan g).
3. Bukit gelombang, yaitu lengkungan o-a-b atau d-e-f.
4. Lembah gelombang, yaitu lengkungan b-c-d atau f-g-h.
5. Amplitudo (A), yaitu perpindahan maksimum (misalnya: a'a dan c'c).
6. Panjang gelombang ( λ ), yaitu jarak antara dua puncak berurutan (misalnya a-e) atau jarak dua dasar berurutan (c-g).
7. Periode (T ) yaitu waktu yang diperlukan untuk menempuh a-e atau c-g.

Panjang gelombang pada gelombang longitudinal

Panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan gelombang merupakan besaran-besaran yang berlaku dalam gelombang longitudinal. Panjang gelombang menunjukkan jarak antara rapatan yang berurutan atau renggangan yang berurutan. Sementara itu, frekuensi adalah jumlah tekanan yang melewati satu titik tertentu per sekon. Kecepatan dimana setiap rapatan tampak bergerak menyatakan kecepatan gelombang, yang mempunyai bentuk hampir sama dengan kecepatan gelombang transversal pada tali , yaitu:

v =

Untuk perambatan gelombang longitudinal pada batang padat, berlaku:

v =

dengan E adalah modulus elastis materi, dan ρ adalah kerapatannya. Sementara itu, untuk perambatan gelombang longitudinal dalam zat cair atau gas adalah:

v =

dengan B menyatakan Modulus Bulk.