Rumus Besaran Gelombang, Contoh Soal, dan Cara Menghitungnya

Diposting pada

Rumus Besaran Gelombang, Contoh Soal, dan Cara Menghitungnya – Dalam pelajaran Fisika terdapat materi pembelajaran mengenai gelombang. Pengertian gelombang ialah bentuk getaran yang menggunakan sebuah medium untuk melakukan rambatan Gelombang sendiri dapat dibagi menjadi beberapa jenis. Salah satunya ialah gelombang mekanik berjenis transversal yang mempunyai besarannya sendiri.

Pada gelombang transversal (gelombang pada tali) tersebut terdapat beberapa besaran yang dapat ditentukan seperti frekuensi, panjang gelombang, kecepatan, periode dan lain lain. Lantas bagaimana cara menghitung besaran pada gelombang itu? Bagaimana cara menyelesaikan contoh soal besaran gelombang tersebut?

besaran gelombang
Besaran pada Sebuah Gelombang

Ketika di bangku sekolahpun, materi besaran gelombang ini sering dijadikan sebagai contoh soal maupun soal soal ujian, baik ujian Nasional ataupun ujian sekolah. Di dalam gelombang tersebut terdapat rumus rumus besaran seperti rumus frekuensi gelombang, rumus periode gelombang, rumus cepat rambat gelombang, rumus panjang gelombang dan sebagainya. Maka dari itu pada kesempatan kali ini saya akan menjelaskan tentang cara menghitung besaran gelombang beserta contoh soal besaran gelombangnya. Untuk lebih jelasnya dapat anda simak di bawah ini.

Rumus Besaran Gelombang, Contoh Soal, dan Cara Menghitungnya

Cara menghitung besaran gelombang biasanya dalam soal terdapat besaran lainnya yang telah diketahui. Perhitungan besaran gelombang tersebut menggunakan formula atau rumus tertentu. Salah satunya ialah rumus cepat rambat gelombang yang notabennya termasuk besaran didalamnya. Adapun rumus besaran sebuah gelombang yaitu v = λ x f, dimana v adalah cepat rambat gelombang, f frekuensi gelombang dan λ (lamda) adalah panjang gelombang.

Baca juga : Rumus Gelombang Elektromagnetik Beserta Contoh Soal

Rumus besaran gelombang menjadi salah satu materi fisika yang menurut saya cukup sulit untuk dikuasai. Sebab masing-masing jenis gelombang memiliki konsep dan sifat yang berbeda. Secara otomatis hal itu pun juga mempengaruhi cara menghitung gelomangnya juga. Sebagai contoh, cara menghitung frekuensi gelombang pasti akan berbeda dengan menghitung amplitudo.

Menariknya, tak semua siswa benar-benar mampu menghafal rumus besaran gelombang secara keseluruhan. Padahal sedikit banyak rumus amplitudo, rumus panjang gelombang, rumus frekuensi, dan lain-lain pasti akan muncul saat ujian. Untuk mempersiapkan semua itu maka saya akan coba mengupas kembali berbagai jenis besaran gelombang yang wajib dihafalkan.

Jenis Besaran Gelombang

Besaran gelombang yang merambat tersebut pada umumnya dapat di bagi menjadi beberapa macam. Berikut beberapa jenis besaran pada gelombang beserta penjelasannya yaitu:

Besaran pada Sebuah Gelombang
Ilustrasi Besaran pada Sebuah Gelombang Transversal

Simpangan

Jenis besaran gelombang yang pertama ialah simpangan. Pengertian simpangan adalah jarak antara titik setimbang dengan getaran gelombangnya. Simpangan juga merujuk pada istilah yang digunakan untuk menggambarkan fluktuasi atau perubahan dalam besaran gelombang. Simpangan dapat terjadi dalam besaran gelombang ketika ada perubahan dalam sifat-sifat ini. Mari kita lihat beberapa contoh simpangan dalam berbagai jenis gelombang.

Amplitudo (A)

Jenis besaran pada gelombang selanjutnya ialah amplitudo. Pengertian amplitudo ialah simpang gelombang yang paling besar. Lebih sederhananya, amplitudo adalah sejauh mana partikel dalam medium atau medan gelombang bergerak dari posisi kesetimbangan mereka saat gelombang melewati. Amplitudo merupakan salah satu parameter utama yang digunakan untuk menggambarkan karakteristik gelombang.

Misalnya, pada gelombang air di lautan, amplitudo adalah tinggi dari puncak gelombang air relatif terhadap permukaan air yang tenang. Pada gelombang suara, amplitudo berkaitan dengan tingkat kekuatan atau intensitas suara. Konsep itu juga berlaku bagi gelombang elektromagnetik, seperti cahaya, amplitudo berhubungan dengan intensitas cahaya.

Amplitudo biasanya diukur dari posisi tengah gelombang ke puncak gelombang (atau lembah gelombang). Jenis besaran gelombang ini juga dinyatakan dalam satuan panjang, seperti meter (m), atau dalam satuan tertentu yang sesuai dengan jenis gelombang yang sedang dipelajari. Semakin besar amplitudo, semakin besar fluktuasi atau intensitas gelombangnya.

Panjang Gelombang (λ)

Jenis besaran gelombang selanjutnya ialah panjang gelombang. Pengertian panjang gelombang ialah panjang dari suatu gelombang yang tersedia. Besar 1 gelombang terdiri dari 1 lembah dan 1 bukit. Sedangkan besar 2 gelombang terdiri dari 2 lembah dan 2 bukit, begitu pula seterusnya. Adapun rumus panjang gelombangnya yaitu:

Rumus Panjang Gelombang
Rumus Panjang Gelombang

Keterangan :
λ = Panjang Gelombang (meter)
l = Panjang seluruh gelombang (meter)
n = Banyaknya gelombang

Baca juga : Contoh Soal Gerak Parabola Lengkap Dengan Pembahasan

Panjang gelombang (disingkat sebagai λ, lambda) bisa kita sebut sebagai ukuran jarak antara dua titik yang identik dalam satu siklus gelombang yang sama. Konsep fisika satu ini diapakai untuk mengukur karakteristik gelombang, seperti cahaya, suara, gelombang air, atau gelombang elektromagnetik.

Secara visual, Anda dapat membayangkan panjang gelombang sebagai jarak antara dua puncak berturut-turut atau dua lembah berturut-turut dalam gelombang. Panjang gelombang diukur dalam satuan panjang, seperti meter (m), sentimeter (cm), nanometer (nm), atau lainnya, tergantung pada jenis gelombang yang sedang dipelajari.

Frekuensi (f)

Dalam konteks pendidikan kita pasti sudah pernah mendengar istilah gelombang frekuensi yang dinyatakan dalam simbol f. Frekuensi (f) dalam konteks gelombang adalah salah satu besaran yang mengukur seberapa sering suatu gelombang melalui suatu titik dalam satu unit waktu. Frekuensi dinyatakan dalam hertz (Hz), yang menggambarkan jumlah siklus gelombang per detik. Dengan kata lain, frekuensi mengukur seberapa cepat gelombang bergetar atau bergerak melalui suatu medium atau dalam ruang hampa.

Jenis besaran gelombang selanjutnya ialah frekuensi gelombang. Singkatnya, pengertian frekuensi gelombang adalah banyaknya gelombang setiap sekon. Adapun rumus frekuensi gelombang yaitu:

frekuensi gelombang getaran
Rumus Frekuensi Gelombang

Keterangan :
f = Frekuensi gelombang (Hz)
n = Banyaknya gelombang
t = Waktu (sekon)

Periode (T)

Jenis besaran gelombang selanjutnya ialah periode gelombang. Pengertian periode gelombang ialah waktu yang diperlukan satu gelombang dalam melakukan rambatan. Adapun rumus periode gelombang yaitu sebagai berikut:

Rumus Periode Gelombang
Rumus Periode Gelombang
Rumus Hubungan Periode dengan Frekuensi Gelombang
Rumus Hubungan Periode dengan Frekuensi Gelombang

Keterangan :
T = Periode gelombang (sekon)
n = Banyaknya gelombang
t = Waktu (sekon)
f = Frekuensi gelombang (Hz)

Periode (T) merupakan jenis besaran gelombang yang menggambarkan waktu yang diperlukan untuk satu siklus lengkap gelombang guna melewati suatu titik dalam medium atau ruang hampa. Periode dinyatakan dalam satuan waktu, seperti detik (s) atau sekon, dan merupakan kebalikan dari frekuensi (f).

Jenis besaran gelombang satu ini dijadikan parameter untuk mengukur sifat temporal. Sehingga periode gelombang memiliki kaitan erat dengan aspek-aspek seperti kecepatan perambatan gelombang dan panjang gelombang. Dalam gelombang suara, misalnya, periode adalah faktor yang menentukan durasi suara atau nada.

Cepat Rambat Gelombang

Jenis besaran pada gelombang selanjutnya ialah cepat rambat gelombang. Pengertian cepat rambat gelombang ialah kecepatan sebuah gelombang dalam merambat. Adapun rumus cepat rambat gelombang yaitu sebagai berikut:

Rumus Cepat Rambat Gelombang
Rumus Cepat Rambat Gelombang

Keterangan :
v = Cepat rambat gelombang (m/s)
λ = Panjang Gelombang (meter)
f = Frekuensi (Hz)
T = Periode (sekon)

Cepat rambat gelombang sebenarnya sering disebut sebagai kecepatan gelombang. Jenis besaran gelombang ini mengukur seberapa cepat gelombang merambat melalui suatu medium atau dalam ruang hampa. Rumus cepat rambat gelombang dinyatakan dalam satuan panjang per waktu, seperti meter per detik (m/s) atau kilometer per jam (km/h), tergantung pada jenis gelombang yang sedang dianalisis. Cepat rambat gelombang memiliki peran penting dalam menjelaskan berbagai fenomena gelombang dan dalam aplikasi teknologi.

Kecepatan gelombang (v) berkaitan dengan panjang gelombang (λ) dan frekuensi (f) melalui rumus sederhana: v = λ * f. Ini berarti jika panjang gelombang semakin panjang, frekuensi tetap, maka kecepatan gelombang akan semakin tinggi, dan sebaliknya. Ini juga berarti bahwa cahaya dengan frekuensi tertentu (seperti cahaya tampak) akan memiliki kecepatan yang sama dalam medium yang sama, terlepas dari panjang gelombangnya.

Kecepatan Sudut

Jenis besaran gelombang selanjutnya ialah kecepatan sudut. Pengertian kecepatan sudut ialah banyaknya sudut yang berubah setiap satuan waktu dalam sebuah gelombang. Ada pula yang menyebutnya sebagai kecepatan dengan mana sudut (θ) dalam gelombang melingkar berubah seiring berjalannya waktu. Ini adalah konsep yang umumnya berkaitan dengan gelombang melingkar atau gelombang sinusoidal yang merambat dalam sirkuit atau lingkaran.

Dalam beberapa konteks, seperti gelombang sinusoidal atau osilasi harmonik, kecepatan sudut dapat dinyatakan dalam satuan radian per detik (rad/s) atau siklus per detik (Hz), tergantung pada satuan sudut yang digunakan. Kecepatan sudut bergantung pada frekuensi (f) dari gelombang tersebut. Hubungannya dapat dijelaskan sebagai berikut:

Rumus Kecepatan sudut (ω) = 2πf

Di mana:

  • ω adalah kecepatan sudut dalam radian per detik (rad/s).
  • f adalah frekuensi gelombang dalam hertz (Hz).

Hal hal di atas merupakan penjelasan mengenai macam macam besaran gelombang yang tersedia. Agar anda lebih memahami tentang cara menghitung besaran gelombang di atas, maka saya akan membagikan beberapa contoh soal terkait besaran tersebut. Berikut beberapa contoh soal dan pembahasannya :

Contoh Soal Besaran Gelombang

1. Suatu gelombang memiliki panjang gelombang 60 meter dalam melakukan rambatan. Hitunglah besar cepat rambat gelombangnya jika periodenya 4 sekon?

Pembahasan
Diketahui : λ = 60 m; T = 4 s

Ditanyakan : v = ?
Jawab :
v = λ / T
= 60 / 4
= 15 m/s

Jadi cepat rambat gelombangnya ialah 15 m/s.

Baca juga : Pengertian dan Jenis Jenis Pesawat Sederhana Beserta Contohnya

2. Perhatikan gambar di bawah ini!

Gambar Contoh Soal Besaran pada Gelombang
Gambar Contoh Soal Besaran pada Gelombang

Seutas tali disentakkan hingga betuknya seperti gelombang transversal di atas. Tentukan nilai cepat rambat gelombangnya jika frekuensinya 3 Hz?

Pembahasan
Diketahui : f = 3 Hz

Ditanyakan : v = ?
Jawab :
Perhatikan gelombang A – B – C – D – E yang panjangnya 2 λ. Jika diketahui dua dasar lembah memiliki jarak 6 m maka nilainya sama dengan 1 λ. Untuk itu 2 λ = 12 m. Maka dari itu besar 1 λ = 6 m.
Masukkan besar panjang gelombang ke dalam rumus di bawah ini:
v = λ . f
= 6 . 2
= 12 m/s
Jadi cepat rambat gelombang pada seutas tali ialah 12 m/s.

Sekian penjelasan mengenai cara menghitung besaran gelombang beserta contoh soalnya. Besaran gelombang tersebut pada dasarnya terdiri dari simpangan, cepat rambat gelombang, frekuensi, amplitudo dan sebagainya. Masing masing besaran memiliki rumus yang berbeda beda. Semoga artikel ini dapat bermanfaat dan terima kasih telah membaca maeri besaran pada sebuah gelombang di atas.

Baca Juga  Sebutkan Perubahan Wujud Yang Terjadi Pada Pembuatan Es Krim

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan.