Gelombang mekanik adalah gelombang yang perambatannya memerlukan medium, yang menyalurkan energi untuk keperluan proses penjalaran sebuah gelombang.
Getaran yang merambat merupakan suatu gelombang. Salah satu bentuk gelombang yang dikenal adalah gelombang mekanik.
Disebut gelombang mekanik karena gelombang ini akan menggetarkan partikel di sekelilingnya.
Bentuk gelombang ini dapat ditemukan di kehidupan dan sangat bermanfaat untuk aktivitas.
Pengertian Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik merupakan jenis gelombang di mana dalam perambatannya dibutuhkan sebuah perantara atau media yang dalam perjalanannya, gelombang akan memberikan energinya dalam proses penjalaran gelombang.
Ada banyak jenis gelombang mekanik di alam semesta, salah satu yang paling umum adalah suara.
Untuk dapat merambat, suara membutuhkan medium agar energi gelombang dapat tersalurkan saat merambat. Medium perambatan suara yang paling umum adalah udara, namun bisa juga padat dan cair.
Oleh karena itu, astronot yang ada di luar angkasa tidak dapat berkomunikasi dengan astronot lain kecuali menggunakan alat bantu komunikasi elektronik.
Ciri-Ciri Gelombang Mekanik
- Untuk dapat merambat dan menghantarkan suara, gelombang membutuhkan alat atau medium perantara dalam perpindahannya.
- Gelombang mekanik memiliki panjang gelombang yang dibedakan berdasarkan arah getar dan arah rambatnya. Gelombang dibedakan menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal yang masing-masing memiliki panjang gelombang berbeda.
- Memiliki periode gelombang. Periode gelombang adalah waktu yang diperlukan oleh gelombang agar dapat menempuh satu panjang gelombang.
- Memiliki frekuensi gelombang. Frekuensi adalah jumlah gelombang yang terjadi dalam setiap satu detik. Sementara cepat rambat gelombang adalah jarak yang dapat ditempuh oleh gelombang per detiknya.
Jenis-Jenis Gelombang Mekanik
1. Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang dengan arah rambat tegak lurus arag getar. Contoh gelombang transversal yaitu gelombang yang ada pada rambatan tali, gelombang yang ada di permukaan air, gelombang geser dan sebagainya.
2. Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah jenis gelombang dengan arah rambat sejajar arah getarnya. Misalnya gelombang pada pegas atau slinki, gelombang bunyi yang ada di udara dan lainnya.
Rumus Gelombang Mekanik
Ada berbagai persamaan yang digunakan dalam materi gelombang mekanik seperti persamaan terkait periode gelombang dan frekuensi gelombang sebagai berikut:
T = t/n
f = n/t
Keterangan:
T = Periode gelombang (s)
f = Frekuensi gelombang (Hz)
n = Banyak gelombang yang terjadi
t = Waktu gelombang merambat
Periode berbanding terbalik dengan frekuensi. Sehingga semakin lama periode, maka frekuensi yang dihasilkan gelombang pun semakin sedikit. Berikut persamaan yang bisa digunakan:
T = 1/f
f = 1/T
Apabila ingin dicari besar cepat rambat gelombang, maka persamaan yang digunakan adalah:
v = λ x f atau bisa juga menggunakan v = λ/T
Keterangan:
λ = Panjang gelombang (m)
v = Kecepatan rambat gelombang pada suatu medium (m/s)
Rambatan Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik merambat melalui suatu medium dengan menggetarkan partikel-partikel atom yang ada pada material tersebut.
Partikel-partikel dapat bergetar karena gelombang mekanik dalam perjalanannya mentransfer sejumlah energi ke partikel.
Oleh karena itu, suara yang merambat melalui material padat lebih keras terdengar dibandingkan udara, karena partikel medium padat lebih rapat.
Sifat Gelombang Mekanik
- Gelombang mekanik bersifat dipantulkan (refleksi).
- Gelombang dapat dibiaskan atau refraksi.
- Gelombang dapat dipadukan atau interferensi.
- Gelombang dapat disebarkan atau dibelokkan (refraksi).
Difraksi dan Contoh Difraksi Gelombang Mekanik
Difraksi adalah fenomena terjadinya lenturan yang timbul dikarenakan adanya penghalang berupa celah berukuran sempit.
Difraksi akan semakin mudah terlihat ketika terjadi di celah berukuran kecil dibandingkan berukuran besar. Celah dianggap sebagai sumber gelombang dalam bentuk titik.
Gelombang akan dipancarkan dari pusat celah lingkaran dengan bentuk lingkaran. Gelombang mekanik dalam hal ini gelombang bunyi mudah untuk mengalami difraksi.
Hal ini dikarenakan panjang gelombang yang dimiliki oleh gelombang bunyi di udara dalam rentang satuan cm hingga meter.
Apabila panjang gelombang lebih lebar, maka difraksi lebih mudah terjadi. Peristiwa difraksi dapat dengan mudah ditemukan di kehidupan sehari-hari.
Salah satu peristiwa difraksi yang mudah ditemukan adalah suara mobil yang ada di tikungan jalan mudah terdengar meski mobil masih terhalang bangunan tinggi.
Interferensi dan Contoh Interferensi Gelombang Mekanik
Saat Anda melemparkan dua buah batu ke atas permukaan air sungai, biasanya Anda akan menemukan pola-pola gelombang dengan bentuk lingkaran yang semakin lebar dari titik pusat.
Perpaduan gelombang yang terbentuk di atas permukaan sungai akibat lemparan batu itu disebut sebagai interferensi gelombang.
Interferensi gelombang sendiri dapat dibedakan menjadi dua macam, yakni interferensi destruktif dan interferensi konstruktif.
Interferensi konstruktif adalah gelombang yang terjadi dengan puncak yang saling bertemu dengan puncak pada gelombang lainnya sehingga disebut interferensi membangun.
Sementara interferensi destruktif terjadi ketika puncak gelombang yang terbentuk justru bertemu dengan dasar gelombang lainnya. Hal ini akan membentuk interferensi destruktif atau saling melemahkan.
Pada kehidupan sehari-hari, kita bisa menemukan banyak contoh penggunaan interferensi gelombang.
Saat dua buah loudspeaker dengan setting amplitudo dan frekuensi yang sama didekatkan satu sama lainnya, maka kita akan mendengar suara yang lemah dan keras bergantian.
Contoh Gelombang Mekanik
- Perambatan pada ombak dari laut hingga mencapai pinggiran pantai membutuhkan media rambat berupa air. Ombak merupakan salah satu jenis gelombang transversal.
- Perambatan gelombang pada tali akan membentuk gelombang transversal.
- Gempa bumi merupakan salah satu jenis perambatan gelombang mekanik dengan bebatuan dan daratan sebagai media perambatan. Gempa bumi masuk ke dalam jenis gelombang transversal dengan arah rambat tegak lurus dengan arah getar, sehingga dataran terasa berguncang.
- Gelombang suara merambat dari sumber suara hingga penerima membutuhkan medium baik padat, cair ataupun gas. Gelombang suara akan menggetarkan partikel-partikel di sekelilingnya hingga suara dapat diterima.
Contoh Soal Gelombang Mekanik
Suatu gelombang berjenis gelombang transversal merambat di suatu medium dengan jarak mencapai 40 cm dalam waktu 16 sekon. Jumlah gelombang penuh yang terbentuk sebanyak 2 kali. Tentukan berapakah frekuensi pada gelombang, panjang gelombang dan cepat rambatnya?
Diketahui:
Waktu (t) = 16 s
Banyak gelombang yang terbentuk (n) = 2 kali
Jawab:
1. Frekuensi pada gelombang
f = n/t
f = 2/16 s
f = 1/8 = 0,125 Hz
Jadi, frekuensi gelombang yang terbentuk adalah 0,125 Hz
2. Periode pada gelombang
T = t/n
T = 16 s/2
T = 8 s
Sehingga periode yang dibutuhkan untuk membentuk satu gelombang adalah 8 s
3. Cepat rambat gelombang
v = λ x f
Maka perlu diketahui berapa nilai panjang gelombang (λ)
λ = s/n
λ = 40 cm / 2
λ = 20 cm
v = λ x f
v = 20 cm x 0,125 Hz
v = 2,5 cm/s
Sehingga cepat rambat gelombang adalah 2,5 cm/s
Masih banyak lagi jenis gelombang mekanik yang dapat ditemukan pada kehidupan sehari-hari. Memahami konsep gelombang satu ini sangat berguna bagi pengembangan ilmu pengetahuan yang dibutuhkan manusia.
Demikian dari kami TheInsideMag semoga dapat bermanfaat bagi kalian.
Originally posted 2022-03-10 12:44:09.