Biar SBMPTN Fisika Lancar, Cermati Pengertian Getaran dan Gelombang Ini!

Quipperian pasti sering mendengar tentang gelombang air laut, gelombang cahaya, serta gelombang bunyi. Apa, sih, sebenarnya gelombang itu? Bagaimana dengan gempa bumi? Apakah ia termasuk gelombang atau hanya sekadar getaran? Lalu, apa bedanya getaran dengan gelombang? Untuk bisa memahami jawaban dari pertanyaan-pertanyaan tersebut, simak pembahasan berikut, yuk, Quipperian!

A. Getaran Harmonis Sederhana

Getaran harmonis sederhana adalah gerakan bolak-balik melalui titik kesetimbangan dengan amplitudo (simpangan maksimum) serta frekuensi dan periode yang tetap. Getaran harmonis sederhana bersifat periodik, yaitu setiap gerakan yang terjadi akan berulang secara teratur dalam selang waktu yang sama. Besaran-besaran dalam getaran harmonis sederhana yang perlu diketahui adalah sebagai berikut.

1. Frekuensi dan Periode

Frekuensi (f) adalah banyaknya putaran yang dilakukan benda dalam satu sekon. Sementara itu, periode (T) adalah waktu yang dibutuhkan benda untuk menyelesaikan satu putaran penuh. Secara matematis, frekuensi dan periode dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

2. Sudut Fase dan Fase Getaran

Sudut fase (θ) adalah besarnya sudut dalam fungsi sinus. Secara matematis, sudut fase dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

Sementara itu, fase getaran adalah perbandingan antara waktu sesaat benda (t) dan waktu yang diperlukan benda untuk bergerak satu putaran penuh  (T). Secara matematis, fase getaran dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

B. Sistem Bandul Sederhana

Sistem bandul sederhana merupakan salah satu contoh dari getaran harmonis sederhana, Quipperian. Persamaan periode dan frekuensi pada sistem bandul sederhana adalah sebagai berikut.

Keterangan:

C. Sistem Pegas

Selain sistem bandul sederhana, sistem pegas juga menjadi salah satu contoh dari getaran harmonis sederhana, lho. Persamaan periode dan frekuensi pada sistem pegas adalah sebagai berikut.

Keterangan:

D. Persamaan pada Getaran Harmonis

1. Persamaan Simpangan

2. Persamaan Kecepatan

3. Persamaan Percepatan

4. Energi Kinetik

5. Energi Potensial

6. Energi Mekanik

Keterangan:

E. Besaran Gelombang

Gelombang adalah getaran yang merambat, sementara gempa bumi adalah getaran yang terjadi di permukaan bumi akibat pelepasan energi dari dalam secara tiba-tiba dan menciptakan gelombang seismik. Jadi dapat disimpulkan bahwa gempa bumi juga merupakan salah satu contoh gelombang, ya, Quipperian. Nah, beberapa besaran penting dalam pembahasan gelombang adalah sebagai berikut.

1. Panjang Gelombang

Panjang satu gelombang didefinisikan sebagai satu puncak dan satu lembah. Satu gelombang juga dapat didefinisikan sebagai jarak dari puncak ke puncak yang berdekatan atau lembah ke lembah yang berdekatan seperti berikut.

2. Cepat Rambat Gelombang

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh suatu gelombang tiap sekon. Secara matematis, cepat rambat gelombang dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

F. Persamaan pada Gelombang Berjalan

Gelombang berjalan adalah gelombang yang amplitudonya tetap. Dengan kata lain, setiap titik yang dilalui oleh gelombang tersebut bergetar secara harmonik dengan amplitudo yang sama besar. Berikut beberapa persamaan pada gelombang berjalan.

1. Persamaan Simpangan

2. Persamaan Kecepatan

3. Persamaan Percepatan

Keterangan:

4. Sudut Fase dan Fase Gelombang

Sudut fase dapat dirumuskan sebagai berikut.

Sementara itu, fase gelombang dapat dirumuskan sebagai berikut.

G. Gelombang Stasioner

Gelombang stasioner merupakan hasil perpaduan dua gelombang yang mempunyai amplitudo dan frekuensi sama, tetapi arah rambatnya berlawanan. Pada gelombang ini, tidak semua titik yang dilalui amplitudonya sama. Ada titik-titik yang bergetar dengan amplitudo maksimum yang disebut perut (p) dan ada titik-titik yang bergetar dengan amplitudo minimum yang disebut simpul (s). Dengan demikian, dapat dikatakan bahwa amplitudo pada gelombang stasioner berubah-ubah atau tidak konstan.

1. Gelombang Stasioner pada Ujung Tetap

Persamaan gelombang stasioner pada ujung tetap adalah sebagai berikut.

Untuk menentukan letak simpul pada gelombang stasioner ujung tetap, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut.

Sementara itu, untuk menentukan letak perut pada gelombang ujung tetap, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut.

Keterangan:

2. Gelombang Stasioner pada Ujung Bebas

Persamaan gelombang stasioner pada ujung bebas adalah sebagai berikut.

Untuk menentukan letak simpul pada gelombang stasioner ujung bebas, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut.

Sementara itu, untuk menentukan letak perut pada gelombang stasioner ujung bebas, rumus yang digunakan adalah sebagai berikut.

Keterangan:

Nah bagaimana, Quipperian? Mempelajari getaran dan gelombang memang nampak sulit dan banyak rumus. Akan tetapi ketika kamu pahami lebih lanjut, rumus-rumus tersebut memiliki konsep yang serupa, kok. Maka dari itu, jika ingin lebih bisa menguasai materi ini, Quipperian bisa menggali lebih dalam melalui video-video pembelajaran yang ada di Quipper Video, lho! Terlebih, bab getaran dan gelombang ini menjadi salah satu materi uji pada SBMPTN TKA Fisika! Jadi, tunggu apa lagi? Berlangganan Quipper Video sekarang, yuk, Quipperian! Klik link ini, ya!

Sumber:

Penulis: Laili Miftahur Rizqi

Baca panduan mengenai SBMPTN 2019 di sini. Mulai dari alur, prosedur, pelaksanaan, tipe ujian, penjelasan soal HOTS, sistem penilaian SBMPTN, prediksi kisi-kisi hingga strategi belajar SBMPTN 2019, semua bisa kamu temukan di sini!

SBMPTN 2019