Fisika

Apa Itu Gelombang Berjalan? Simak Sifat dan Penjelasan Lengkapnya!

Gelombang Berjalan
Written by Kamal N

Gelombang Berjalan – Apakah Grameds pernah iseng melemparkan batu ke sebuah kolam atau sungai? Setelah dilempar dengan batu, apa yang terjadi dengan permukaan air dari kolam atau sungai tersebut? Apakah Grameds melihat ada lingkaran-lingkaran kecil yang terbentuk di tempat jatuhnya batu tersebut?

Jika iya, cobalah perhatikan lebih seksama, nantinya lingkaran-lingkaran kecil itu akan melebar hingga menjauhi titik pusatnya. Bahkan jika Grameds melemparkan sehelai daun di atas permukaan air tadi, maka lingkaran-lingkaran tersebut justru dapat menggerakkan daun tersebut secara turun naik.

Nah, itulah penggambaran dari adanya gelombang yang merambat di permukaan air sekalipun. Pembahasan mengenai gelombang ini termasuk dalam kajian ilmu Fisika yang membaginya menjadi beberapa jenis berdasarkan medium, arah rambat, dan amplitudo. Pada jenis gelombang yang berdasarkan pada amplitudonya ini, dapat dibagi menjadi 2 yakni gelombang berjalan dan gelombang stasioner. Lantas, apa sih gelombang berjalan itu? Bagaimana rumus dan contoh soal mengenai jenis gelombang tersebut menurut kajian Fisika? Yuk, simak ulasan berikut ini supaya Grameds memahami hal-hal tersebut!

Gelombang Berjalan

https://pixabay.com/

Apa Itu Gelombang?

Sebelum membahas mengenai gelombang berjalan, Grameds harus paham terlebih dahulu dong mengenai apa itu gelombang dalam kajian Fisika. Pada dasarnya, gelombang adalah getaran yang merambat baik melalui medium maupun tidak melalui medium. Jika getaran pada gelombang merambat melalui medium, maka gelombangnya akan berupa transversal dan longitudinal, sementara jika tidak melalui medium maka akan berupa elektromagnetik. Gelombang nantinya akan merambatkan getaran tanpa memindahkan partikel, sehingga partikel hanya akan bergerak di sekitar titik keseimbangannya saja.

Jenis-Jenis Gelombang

Keberadaan gelombang ini dapat dibagi menjadi beberapa jenis, yakni:

Berdasarkan Medium

  1. Gelombang Mekanik, yakni gelombang yang membutuhkan medium untuk merambatkan getarannya. Contoh: gelombang laut, gelombang bunyi, dan lainnya.
  2. Gelombang Elektromagnetik, yakni gelombang yang tidak membutuhkan medium untuk merambatkan getarannya. Contoh: gelombang cahaya.

Berdasarkan Arah Rambatnya

  1. Gelombang Transversal, yakni gelombang yang tegak lurus dengan arah rambatnya. Contoh: gelombang cahaya.
  2. Gelombang Longitudinal, yakni gelombang yang searah dengan arah rambatnya. Contoh: gelombang permukaan, gelombang bunyi, gelombang pegas, dan lainnya.

Berdasarkan Amplitudonya (Jarak Simpangan Terjauh)

  1. Gelombang Berjalan, yakni gelombang yang memiliki amplitudo tetap.
  2. Gelombang Stasioner (Diam), yakni gelombang yang memiliki amplitudo berubah-ubah.

Gelombang Berjalan

 Apa Itu Gelombang Berjalan?

Gelombang Berjalan

https://boxlifemagazine.com/

Setelah memahami definisi dari gelombang dan jenis-jenisnya menurut kajian Fisika, selanjutnya Grameds akan belajar mengenai apa itu gelombang berjalan.

Seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, gelombang berjalan adalah salah satu jenis dari gelombang berdasarkan amplitudonya, yakni gelombang yang memiliki amplitudo (jarak simpangan terjauh) yang tetap. Artinya, setiap titik yang dilalui oleh gelombang tersebut akan bergetar secara harmonik dengan amplitudo yang sama besar. Contoh sederhana dari penerapan gelombang berjalan ini adalah ketika Grameds bermain-main dengan tali yang digetarkan alias olahraga battle ropes. Pada tali yang digetarkan tersebut secara terus-menerus, amplitudonya pasti akan selalu sama.

Berhubung materi gelombang berjalan ini masuk dalam kajian Fisika, maka tentu saja akan memiliki persamaan yang berupa rumus, yakni:

Gelombang Berjalan

https://fisikahepi.hepidev.com/

Persamaan Simpangan Pada Gelombang Berjalan

Ketika Grameds bermain-main dengan tali atau tengah berolahraga battle ropes, pasti tali yang digetarkan semakin lama akan membentuk gelombang berjalan. Gelombang tersebut akan merambat dari titik 0 sebagai pusat koordinatnya, menuju arah sumbu x-positif, sehingga akan terlihat seperti gambar berikut.

Pada gambar tersebut, terlihat jika titik 0 telah bergetar secara periodik selama t (waktu) detik. Maka dari itu, simpangan gelombangan di titik 0 pun akan memenuhi simpangan getaran harmonis, yang ditulis dalam bentuk rumus:

Gelombang Berjalan

Keterangan:

y = simpangan gelombang atau simpangan getaran titik yang dilaluinya (m)

A = amplitudo atau jarak simpangan terjauh (m)

ω = kecepatan sudut (rad s-1)

ω  = 2πf, dengan f sebagai frekuensi getar (Hz)

t = waktu lamanya titik 0 telah bergetar (s)

Jika Grameds memperhatikan sekali lagi, ω =2πf sehingga dapat juga ditulis dengan bentuk, maka persamaan pun dapat ditulis dalam bentuk rumus

Lalu, bagaimana jika Grameds hendak mencari fase gelombangnya? Tentu saja ada rumusnya tersendiri, yakni:

Sehingga dapat disimpulkan bahwa persamaan simpangan pada gelombang berjalan adalah:

Melalui rumus tersebut, dapat disimpulkan dengan tanda yang ada di depan Amplitudo A dan bilangan k, yakni menjadi

+𝐴 berarti simpangan awal gelombang ke atas

– 𝐴 berarti simpangan awal gelombang ke bawah

− 𝑘 berarti gelombang merambat ke kanan

+ 𝑘 berarti gelombang merambat ke kiri

Persamaan Kecepatan Pada Gelombang Berjalan

Pada gelombang berjalan, persamaan kecepatannya dapat diturunkan dari persamaan simpangan yang telah dijelaskan sebelumnya. Secara matematis, persamaan kecepatan yang terdapat pada gelombang berjalan adalah:

Gelombang Berjalan

Keterangan:

v = kecepatan gelombang (m/s)

y = simpangan gelombang (m)

Persamaan Percepatan Pada Gelombang Berjalan

Lantas, bagaimana dengan persamaan percepatan pada gelombang berjalan? Tentu saja akan diturunkan dari persamaan simpangan atau persamaan kecepatannya. Secara matematis, persamaan percepatan yang terdapat pada gelombang berjalan ini dapat dirumuskan sebagai berikut.

Keterangan:

a = percepatan gelombang (m/s2)

v = kecepatan gelombang (m/s)

y = simpangan gelombang (m)

Gelombang Berjalan

Sifat-Sifat Pada Gelombang Berjalan

Gelombang Berjalan

https://evofitness.ch/

Dilansir dari seputarpengetahuan, gelombang berjalan memiliki sifat-sifat tertentu, yakni.

1. Difraksi (Dibelokkan)

Gelombang berjalan pasti akan bersifat difraksi dengan berupa pembelokkan gelombang ketika melewati celah tertentu. Pembelokkan ini akan semakin jelas terlihat jika gelombang tengah melewati celah yang semakin sempit.

2. Refraksi (Dibiaskan)

Refraksi alias dibiaskan adalah ketika terjadinya suatu pergeseran arah rambat gelombang yang mana disebabkan karena medium yang dilaluinya memiliki kerapatan berbeda. Hal ini dapat terjadi pada gelombang berjalan.

3. Polarisasi (Diserap Arah Getarnya)

Polarisasi adalah ketika terjadinya penyerapan arah getar gelombang ketika tengah melalui medium tertentu. Pada gelombang berjalan yang berupa suara, sifat ini biasanya akan terjadi ketika melewati medium yang lentur seperti busa atau spons.

4. Refleksi (Dipantulkan)

Refleksi yang terjadi pada gelombang berjalan dapat berupa pembalikkan arah rambat gelombangnya. Hal tersebut karena terjadinya benturan dengan suatu medium yang ternyata tidak dapat ditembus oleh gelombang itu sendiri.

5. Interferensi (Digabungkan)

Interferensi atau penggabungan gelombang dapat terjadi pada gelombang berjalan. Apabila terdapat 2 gelombang yang digabungkan dan memiliki fase yang sama, maka keduanya pun akan mendapatkan penguatan. Contoh: gelombang tali yang memiliki fase sama, maka amplitudonya pun akan semakin besar.

6. Dispersi (Perubahan Bentuk)

Dispersi dapat terjadi dengan berupa adanya perubahan bentuk gelombang, terutama ketika tengah melalui medium tertentu.

Perbedaan Gelombang Berjalan dan Gelombang Stasioner

Gelombang Berjalan

https://www.puregym.com/

Banyak orang yang belum dapat membedakan antara gelombang berjalan dengan gelombang stasioner (gelombang berdiri). Meskipun sama-sama masuk dalam jenis gelombang dengan kategori amplitudo, tetapi definisi dan penjelasan antara keduanya pun berbeda. Nah, berikut perbedaannya.

No. Gelombang Berjalan Gelombang Stasioner
1. Memiliki amplitudo (jarak simpangan terjauh) dan fase yang sama, terutama pada setiap titik yang dilewatinya. Memiliki amplitudo (jarak simpangan terjauh) dan fase yang dapat berubah-ubah.
2. Contohnya berupa gelombang yang merambat pada tali panjang. Contohnya berupa gelombang pada senar alat musik gitar.
3. Memiliki persamaan simpangan. Memiliki bagian simpul dan perut pada gelombangnya.
4. Hanya terdapat satu jenis saja, yakni gelombang berjalan itu sendiri. Dapat dibedakan menjadi 2 jenis, yakni gelombang stasioner ujung tetap dan gelombang stasioner ujung bebas.
5. Dapat menjalar ke arah kanan dan diri dengan persamaan berbeda. Frekuensi dan amplitudo bertemu dalam arah yang berlawanan.

Nah, itulah ulasan mengenai apa itu gelombang berjalan beserta rumus persamaan, sifat-sifatnya, dan perbedaannya dengan gelombang stasioner. Apakah Grameds dapat menyebutkan contoh lainnya?

Sumber:

https://www.zenius.net/

Modul Fisika Kelas XI. Gelombang Berjalan dan Stasioner.

Bahan Ajar Fisika SMA Kelas XI Semester II: GELOMBANG BERJALAN DAN GELOMBANG STASIONER. SMA Negeri 9 Padang.

Sujoko. (2020). Modul Pembelajaran SMA Fisika: Gelombang Berjalan & Gelombang Stasioner. Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan. https://repositori.kemdikbud.go.id/

Baca Juga!

About the author

Kamal N

Ada banyak pelajaran yang dipelajari ketika di sekolah, salah satunya adalah fisika. Ilmu fisika ini juga sering kita temukan dalam kehidupan sehari-hari.