Tugas Fisika : Gelombang Longitudinal

بِسْــــــــــــــــمِ اﷲِالرَّحْمَنِ الرَّحِيم

Gelombang longitudinal Adalah gelombang yang memiliki arah getar sejajar dengan arah rambatnya contohnya adalah gelombang pada slinki yang digerakkan maju mundur. Ketika slinki digerakkan maju¬mundu- maka pada slinki akan terbentuk rapatan dan renggangan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.5. Panjang gelombang dari gelombang longitudinal. Karena panjang rapatan dan renggangan tidak sama, maka panjang gelombang sebaiknya kita definisikan dengan istilah pusat rapatan dan pusat renggangan. Perhatikan ilustrasi pada Gambar 1.5.

Gambar  1.5. panjang gelombang longitudinal

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

contoh gelombang longitudinal adalah gelombang suara di udara atau bunyi, 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 dimaksudkan 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 alias kerja pada medium tersebut.

Rumus  V= λ f                                      V= λ/T

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

1. Jarak antara puncak dan lembah terdekat adalah 80 cm. Bila dalam 10 detik terdapat 60 gelombang yang melewati suatu titik, berapakah cepat rambat gelombang tersebut? 
Pembahasan: 
Gelombang yang memiliki puncak dan lembah adalah gelombang transversal.Dari gambar dibawah ini terlihat bahwa ½ λ = 80 cm , sehingga λ = 160 cn. Dalam 10 s terjadi 60 gelombang.
f  = 60/(10 ) gelombang / s
f  = 6 Hz
V = λ f
   = 160 X 6 = 960 cm/s
   = 9,6 m/s
Jadi cepat rambat gelombang tersebut adalah 9,6 m/s
Gelombang air laut mendekati mercu suar dengan cepat rambat 7 m/s. Jarak antara dua dasar gelombang yang berdekatan  5 m. Tentukan: (a)    frekuensi,
(b)   periode gelombang

Pembahasan:
Perhatikan Gambar 1.6 Jarak antara dua dasar berdekatan sama dengan panjang gelombang. Jadi λ = 5 m.

(a) Frekuensi dapat dihitung dengan persamaan (1.1):

v = λf atau f =

=

(b) Periode adalah kebalikan frekuensi:

T =

=

2. Seutas tali yang panjangnya 8 m direntangkan lalu digetarkan. Selama 2 sekon terjadi gelombang seperti pada gambar berikut! Tentukan λ, f, T, dan v.

Penyelesaian :
Dari gambar terjadi gelombang sebanyak 4 λ.
Berarti : 4λ = 8 m,  λ= 8/4 = 2 m
Selama 2 sekon terjadi 4 λ atau selama 1 sekon terjadi 2λ. 8 m
Jadi, f = 2 gelombang / sekon atau f = 2 Hz
T = 1/f = ½ sekon,   v = λ f = 2 m x 2 Hz = 4 m/s

---

Contoh :
Sebuah gelombang menjalar pada air. Dalam waktu 2 sekon  gelombang dapat menempuh jarak 10 m. Pada jarak tersebut terdapat 4 gelombang. Tentukan ferkuensi, periode, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang!

Penyelesaian
t = 2 s, S = 10 m, N = 4

a. frekuensi gelombang :
f = N/t=4/2 = 2 Hz

b. periodenya setara :
T =1/f = ½ =s

c. panjang gelombang memenuhi :
λ = S/N=10/4= 2,5 m

d. cepat rambat gelombang :
v = λ.f  = 2,5 . 2 = 5 m/s