Cepat Rambat Gelombang

1. Cepat Rambat Gelombang Transversal pada Dawai

Cepat rambat gelombang transversal pada dawai atau kawat, diselidiki menggunakan sebuah alat yang disebut sonometer. Sonometer merupakan sebuah piranti yang terdiri atas kotak kosong berlubang dengan kawat yang ditegangkan di atasnya. Satu ujung diikatkan, ujung yang lain dilewatkan katrol yang pada ujungnya diberi beban untuk memberi tegangan kawat. Jika kawat digetarkan, maka nada yang dihasilkan dapat ditala dengan garputala.

Sonometer untuk menyelidiki cepat rambat gelombang transversal pada dawai.

Dengan cara ini, efek dari panjang dan tegangan kawat dapat diselidiki. Frekuensi ( f ) yang dihasilkan dinyatakan dengan persamaan:

dengan:

f = frekuensi (Hz)

l = panjang kawat atau dawai (m)

F = tegangan kawat atau beban (N)

μ = massa kawat per satuan panjang (kg/m)

2. Cepat Rambat Bunyi

Bunyi merupakan getaran yang dapat ditransmisikan oleh air, atau material lain sebagai medium (perantara). Bunyi merupakan gelombang longitudinal dan ditandai dengan frekuensi, intensitas (loudness), dan kualitas. Kecepatan bunyi bergantung pada transmisi oleh mediumnya.

a. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Padat

Modulus elastisitas atau modulus Young adalah perbandingan antara tegangan (stress) dengan regangan (strain) dari suatu benda.

Gelombang bunyi yang merambat dalam medium zat padat memiliki cepat rambat yang besarnya dipengaruhi oleh modulus Young dan massa jenis zat, yang dirumuskan:

dengan E adalah modulus Young (N/m² ) dan ρ menyatakan massa jenis zat padat (kg/m³).

b. Cepat Rambat Bunyi pada Zat Cair

Laju gelombang bunyi dalam suatu medium yang memiliki modulus curah B (bulk modulus) dan rapat massa dinyatakan oleh persamaan:

dengan ρ adalah massa jenis zat cair, dan β adalah modulus curah, yang menyatakan perbandingan tekanan pada sebuah benda terhadap fraksi penurunan volume (N/m²).

c. Cepat Rambat Bunyi pada Gas

Kecepatan bunyi untuk gas, nilai E yang memengaruhi cepat rambat bunyi pada zat padat setara dengan modulus bulk adiabatis, yaitu:

dengan P adalah tekanan gas dan γ adalah nisbah kapasitas terminal molar. Ini setara dengan:

dengan:

R = tetapan molar gas (J/mol K)

M = massa satu mol gas

T = suhu termodinamika (K)

v = cepat rambat bunyi (m/s)

Sementara itu, γ merupakan konstanta yang bergantung pada jenis gas, untuk udara mempunyai nilai 1,4.