C. Aplikasi Getaran dan Gelombang dalam Teknologi

Pengertian Getaran

Pengertian getaran adalah gerak bolak-balik suatu benda secara teratur melalui titik keseimbangan. Contoh benda yang mengalami getaran adalah bandul dan senar gitar.

Benda yang begetar selalu memiliki simpangna-simmpangan. Simpangan merupakan jarak yang ditempuh benda bergetar dari titik keseimbangan. Simpangan terbesar yang dimiliki oleh benda bergetar disebut dengan amplitudo.

Amplitudo dilambangkan dengan A dengan satuan meter.

Jenis-Jenis Getaran

Getaran dibedakan menjadi dua macam, yaitu :

Getaran Bebas

Getaran bebas yaitu getaran yang terjadi ketika sistem mekanis dimulai dengan adanya gaya awal yang bekerja pada sistem itu sendiri, setelah itu dibiarkan bergetar secara bebas. Getaran bebas akan menghasilkan frekuensi yang natural karena disebabkan sifat dinamika dari distribusi massa dan kekuatan yang membuat getaran.

Misalnya, bandul yang ditarik kemudian dilepaskan dan dibiarkan saja akan menghasilkan getaran hingga pergerakan bandul tersebut berhenti.

Getaran Paksa

Getaran Paksa yaitu suatu getaran yang terjadi ketika gerakan bolak-balik yang disebabkan adanya gaya luar yang secara paksa menciptakan getaran pada sistem.

Misalnya, getaran rumah yang roboh ketika terjadi gempa.

Periode Getaran (T)

Periode adalah waktu yang dibutuhkan oleh benda guna melakukan suatu getaran. Satuan periode adalah sekon (s).
Periode getaran oleh sebuah bandul tidak dipengaruhi amplitudo, tetapi bisa dipengaruhi oleh panjang tali bandul. Periode getara dapat dirumuskan sebagai berikut.

T = t/n

Keterangan :

T = periode (s)

t = waktu untuk menghasilkan n getaran (sekon)

n = banyak getaran

Frekuensi Getaran (f)

Frekuensi adalah banyak getaran yang terjadi dalam waktu satu sekon. Satuan frekuensi adalah hertz (Hz) atau getaran per sekon. Rumus frekuensi getaran adalah :

f = n/t

f = frekuensi (1/s atau Hz)

Hubungan antara frekuensi (f) dan periode (t) dapa dinyatakan sebagai berikut.

f = 1/t atau T = 1/f

Keterangan :

f = frekuensi (1/s atau Hz)

T= periode (sekon)

Contoh Soal

Mistar plastik digetarkan sehingga jarak antara kedudukan teratas dan kedudukan terbawahnya 5 cm. Berapa amplitudo getarannya ?

Jawaban :

Amplitudo adalah simpangan terbesa yang dimiliki benda saat bergetar. Jarak kedudukan teratas dan kedudukan terbawah adalah 2 kali amplitudo. Jadi, amlitudo getaran adalah 2,5 cm.

Sebuah ayunan digetarkan sehinnga menghasilkan 50 getaran dalam waktu 2 menit. Berapakah periodenya ?

Penyelesaian :

Diketahui.

t = 2 menit = 120 sekon

n = 50 getaran

Ditanyakan = T ?

Jawab :

T = t/n

T = 120/50 = 2,4 s

Jadi, periode sebuah ayunan tersebut adalah 2,4 sekon.

Pengertian Gelombang

Pengertian gelombang adalah getaran yang merambat. Gelombang berpindah ketempat satu ketempat lainnya dengan menggunakan menggunakan media tertentu. Gelombang juga dapat bergerak tanpa menggunakan media seperti pada ruang hampa.

Ketika merabat, gelombang memindahkan energi dari satu tempat ketempat lainnya tanpa memindahkan medium yang dilaluinya. Contoh darigelombang adalah omka laut. Energi gelombang dapat kamu rasakan ketika ombak laut itu menyentuh kakimu pada saat kamu berada ditepi pantai.

Macam-Macam dan Bentuk Gelombang

Macam-macam gelombang dapat dibedakan menjadi berikut.

Berdasarkan Arah Rambat dan Arah Getarannya

Berdasarkan arah rambat dan arah getarannya, gelombang dapat dibedakan menjadi berikut.

Gelombang Transversal

Gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya tegak lurus terhadap getarannya. Gelombang transversal berbentuk bukit dan lembah gelombang. Misalnya, gelombang permukaan air, gelombang tali dan gelombang cahaya.

Keterangan :

• Dasar gelombang (lembah) merupakan titik dasar atau yang terendah di suatu gelombang.
• Bukit gelombang yaitu bagian dari gelombang seperti gunung dengan titik yang tertinggi atau puncak dari gelombang
• Panjang gelombang yaitu jarak antara dua puncak atau dapat pula disebut dengan dua lembah gelombang.
• Amplitudo (A)merupakan simpangan yang terjauh dari garis keseimbangan.
• Periode (T) adalah waktu yang diperlukan guna dapat menempuh jarak dua puncak atau dua buah lembah yang berurutan atau waktu yang diperlukan untuk membentuk suatu gelombang.

Baca Juga : Pengertian Pertumbuhan Penduduk | Kelahiran, Kematian, dan Migras

Gelombang Longitudional

Gelombang longitudional adalah gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarannya. Gelombang longitudional berbentuk penjalaran rapatan dan renggangan secara bergantian. Misalnya gelombang pada slinki dan gelombang bunyi.

Keterangan :

• Rapatan merupakan daerah yang ada di sepanjang gelombang yang mempunyai rapatan atau tekanan molekul yang lebih tinggi.
• Renggangan yaitu daerah di sepanjang gelombang yang mempunyai rapatan molekul lebih rendah.
• Panjang 1 gelombang yaitu jarak antara dua buah rapatan atau antara dua buah renggangan yang saling berdekatan.

Berdasarkan Median dalam Perambatannya

Berdasarkan median dalam perambatannya, gelombang dibedakan menjadi :

Gelombang Mekanik

Gelombang mekanik adalah gelombang yang membutuhkan medium tempat merambat. Misalkan gelombang pada tali dan gelombang bunyi.

Gelombang Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang energi dan momentumnya dibawa oleh medan listrik (E) dan medan magnet (B) yang bisa merambat melalui vakum atau tanpa membutuhkan medium dalam perambatan gelombangnya.

Contoh dari gelombang elektromagnetik adalah gelombang cahaya dan gelombang radio. Sumber dari gelombang elektromagnetik adalah sebagai berikut.

• Osilasi listrik.
• Sinar matahari menghasilkan sinar infra merah.
• Lampu merkuri menghasilkan ultra violet.
• Inti atom yang tidak stabil ® menghasilkan sinar gamma.

Penembakan elektron dalam tabung hampa pada keping logam menghasilkan sinar X (digunakan untuk rontgen). Keterkaitan antara medan listrik (E) dan medan magnet (B) diungkapkan dalam persamaan Maxwell. Persamaan Maxwell adalah hukum yang mendasari teori medan elektromagnetik.

Berdasarkan Amplitudonya

Berdasarkan amlitudonya, gelombang dibedakan menjadi 2, yaitu :

• Gelombang stasioner adalah gelombang yang mempunyai amplitudo tidak tetap besarannya.
• Gelombang berjalan adalah gelombang yang mempunyai amplitudo yang tetap.

Sifat-Sifat Gelombang

Berikut adalah sifat dari gelombang, yakni :

• Gelombang mengalami pemantual (sifat refleksi).
• Gelombang mengalami pembiasan (sifat refraksi).
• Gelombang mengalami penggabungng (sifat interefensi).
• Gelombang mengalami lenturan (sifat difraksi).
• Gelombang mengalami dispresi, yakni penyebaran bentuk gelombang ketika merambat melalui suatu medium.
  Gelombang mengalami polarisasi, yakni peristiwa terserapnya sebagian arah getar gelombang sehingga hanya tinggal mempunyai satu arah saja.

Baca Juga : Pengertian 5 M Dalam Manajemen Lengkap !

Cepat Rambat Gelombang

Cepat rambat gelombang adalah jarak yang ditempuh gelombang setiap satuan waktu. Dalam hubungannya dengan panjang gelombang, periode, dan frekuensi,cepat rambat gelombang dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

v : cepat rambat gelombang (m/s)

λ : panjang gelombang (m)

T : periode gelombang (s)

f : frekuensi gelombang (Hz)

Contoh Soal Cepat Rambat Gelombang

Rere menggetarkan tali sehingga membentuk 2 bukit dan 3 lembah gelombang dalam waktu 16 sekon. Jika panjang tali 5 meter, tentukan cepat rambat gelombang tersebut.

Penyelesaian :

Diketahui :

λ = 2,5

t = 16 s

s = 5 m

Ditanyakan : v ?

Jawab :

v = λ f

= s/n n/t

= s/t = 5m/16s = 0,3125 m/s = 31,25 cm/s

Jadi, cepat rambat gelombang adalah 31,25 cm/s.

http://www.sumberpengertian.co/pengertian-getaran-dan-gelombang