Tugas fisika

Artikel Gelombang Longitudinal

Gelombang Longitudinal

                Gelombang longitudinal yaitu gelombang yang arah rambat dan arah getarnya sejajar. Contohnya gelombang pada pegas (slinki), gelombang seismik (gempa), dan gelombang bunyi. Pada gelombang longitudinal, yang merambat adalah bentuk rapatan dan renggangan. Rapatan dan renggangan dapat terjadi pada semua zat. Oleh karena itu, gelombang longitudinal dapat merambat pada semua wujud zat (padat, cair, atau gas).

                Pada gelombang longitudinal gerakan dari medium gelombang searah dengan propagasi gelombang. Contoh gelombang longitudinal adalah bunyi, bunyi yang menjadi medium perantara adalah udara. Medium tersebut secara bergantian merapat dan merenggang karena adanya pergeseran getaran (berpindah tempat). Misalnya jika kamu sedang menyentuh loudspeaker yang sedang berbunyi, semakin besar volume lagu yang diputar, semakin keras loudspeaker bergetar. Kalau diperhatikan secara seksama, loudspeaker tersebut bergetar maju mundur. Dalam hal ini loudspeaker berfungsi sebagai sumber gelombang bunyi dan memancarkan gelombang bunyi (gelombang longitudinal) melalui medium udara.

Dari pembahasan tersebut kita dapat menyimpulkan:

1. Gelombang merupakan getaran yang merambat dengan laju tertentu melalui medium tertentu. Medium yang dimaksud di sini bisa berupa tali, air, pegas, tanah dan sebagainya.

2.   Medium yang dilalui oleh gelombang hanya bergerak bolak-balik pada posisi setimbangnya, medium tidak merambat seperti gelombang.

3. Gelombang bisa terjadi jika suatu medium bergetar atau berosilasi. Suatu medium bisa bergetar atau berosilasi jika dilakukan usaha atau kerja pada medium tersebut.

Rumus Gelombang: Cepat Rambat, Frekuensi, Periode dan Panjang Gelombang

Ada beberapa variabel yang dijumpai ketika belajar gelombang seperti cepat rambat, frekuensi, dan juga periode. Soal-soal fisika SMA tentang gelombang tidak akan jauh-jauh dari 3 variabel tersebut. Cepat rambat gelombang dengan (v) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam waktu 1 detik. Hubungan antara keempat besaran tersebut adalah

“cepat rambat gelombang sama dengan perkalian panjang gelombng  λ (dibaca lambda) dengan frekuensi”

v = λ.f

Dari rumus di atas bisa menurunkan beberapa rumus.

λ = v / f

Karena frekuensi berbanding terbalik langsung dengan periode

f = 1 / t

 Maka,

V=λ/t

λ = v .t

Keterangan:

T = periode gelombang
V = cepat rambat gelombang (m/s)
λ= panjang gelombang (m)
f = frekuensi gelombang (Hz) 


Istilah-istilah dalam gelombang longitudinal.

 

Rapatan: daerah sepanjang gelombang yang mempunyai rapatan atau tekanan molekul lebih tinggi.

Renggangan: daerah sepanjang gelombang yang memiliki rapatan molekul yang lebih rendah.

Panjang 1 gelombang: jarak antara dua rapatan atau antara dua renggangan yang saling berdekatan.

                Pada gelombang longitudinal, satu gelombang (1λ) terdiri dari 1 rapatan dan 1 renggang. Jarak antara pusat rapatan dan renggangan yang berdekatan adalah setengah panjang gelombang atau ½ λ.

Cepat Rambat Gelombang Pada Berbagai Medium Zat

• cepat rambat gelombang pada tali
  
  
  contoh soalnya:
  
• cepat rambat gelombang pada zat padat
  
  dengan:
  v= cepat rambat gelombang pada zat padat (m/s2)
  E= modulus elastisitas zat padat (N/m2) danρ= massa jenis zat padat (kg/m3)
• cepat rambat gelombang pada zat cair
  
  dengan:
  v= cepat rambat gelombang dalam zat cair (m/s)
  B= modulus Bulk zat cair (N/m2) danρ= massa jenis zat cair (kg/m3)
  
  
• cepat rambat gelombang pada gas
  
  
  dengan:
  v= cepat rambat gelombang dalam gas (m/s)
  ρ= massa jenis zat gas (kg/m3)
  p= tekanan udara (Pa)
  ɣ=  tetapan Laplace, ɣ= 1,4 (gas diatomik)
  R= tetapan umum gas, R= 8.300 J kmol-1 K-1
  T= suhu mutlak (K) dan
  M= massa molekul gas (kg kmol-1)

Contoh Jarak antara Pusat Rapatan dan Pusat Renggangan

 

                Sebuah slinki menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak antara pusat rapatan dan pusat renggangan yang berdekatan 20 cm. Jika frekuensi gelombang 60 Hz, tentukan cepat rambat gelombang longitudinal ini.

Jawab:

Jarak antara pusat rapatan dan pusat renggangan yang berdekatan sama dengan setengah panjang gelombang(½ λ). Jadi,

½ λ        = 20 cm

λ             = 40 cm = 0,4 m

f              = 60 Hz

Cepat rambat gelombang dihitung dengan Persamaan (1-2)

v = λ f = (0,4 m)(60 Hz) = 24 m/s = 2400 cm/s