Gelombang Mekanik: Jenis-jenis, Karakteristik, dan Contohnya

Ilustrasi gelombang mekanik. Foto: Pixabay.com

Karakteristik gelombang mekanik menjadi salah satu materi yang dipelajari dalam ilmu Fisika. Materi tentang gelombang mekanik ini biasanya membahas mengenai perambatan yang terjadi pada suatu medium dengan medium lainnya.

Dalam kehidupan sehari-hari, kita juga sering menjumpai perambatan gelombang mekanik. Salah satu contohnya adalah gelombang bunyi yang merambat melalui suatu medium, sehingga manusia dan makhluk hidup lainnya bisa mendengar bunyi tersebut.

Pengertian Gelombang Mekanik

Ilustrasi gelombang mekanik. Foto: Pexels.com

Lalu, apa yang dimaksud gelombang mekanik? Mengutip dari penelitian berjudul Pembelajaran Fisika menggunakan Metode Eksperimen Terbimbing dalam Pokok Bahasan Gelombang Mekanik pada Siswa Kelas XII IPA SMA Pangudi Luhur Yogyakarta yang ditulis oleh Joseph A., gelombang adalah getaran yang merambat melalui sebuah medium yang dapat berupa zat padat, cair, dan gas.

Contoh medium perambat gelombang mekanik, yaitu tali, air, udara, pegas (slinky), dan sebagainya yang dapat menjadi medium sebuah getaran. Dengan begitu, gelombang-gelombang tersebut dapat terjadi karena adanya getaran mekanik dari dua medium yang terhubung.

Dalam perambatannya, gelombang akan memindahkan energi melalui perambatan dari satu medium ke medium lainnya. Gelombang energi tersebut akan menghasilkan perambatan energi pada kedua medium.

Menurut buku Modul Pembelajaran SMA Fisika oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, gelombang dibedakan menjadi dua berdasarkan medium untuk merambatnya, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.

Gelombang mekanik adalah gelombang yang memerlukan medium untuk merambat. Sedangkan, gelombang elektromagentik adalah gelombang yang dapat merambat dalam segala jenis zat maupun dalam ruang hampa udara.

Jenis-jenis Gelombang Mekanik

Ilustrasi gelombang mekanik. Foto: Pexels.com

Merujuk pada penelitian berjudul Pembelajaran Fisika menggunakan Metode Eksperimen Terbimbing dalam Pokok Bahasan Gelombang Mekanik pada Siswa Kelas XII IPA SMA Pangudi Luhur Yogyakarta oleh Joseph A., gelombang yang perambatannya membutuhkan medium di antaranya gelombang longitudinal dan transversal.

Berikut penjelasan mengenai macam-macam gelombang mekanik berdasarkan arah rambatnya tersebut:

1. Gelombang longitudinal

Gelombang longitudinal merupakan salah satu jenis gelombang mekanik yang mempunyai arah rambat sejajar dengan arah getarnya. Contoh gelombang longitudinal, yaitu gelombang pegas dan gelombang bunyi di udara.

2. Gelombang transversal

Kemudian jenis gelombang mekanik selanjutya adalah gelombang transversal. Gelombang ini ini merupakan jenis gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya.

Adapun contoh gelombang transversal, yakni gelombang pada tali, gelombang cahaya, gelombang permukaan air, gelombang geser, dan sebagainya.

Karakteristik Gelombang Mekanik

Ilustrasi gelombang mekanik. Foto: Pixabay.com

Berdasarkan buku Hidup di Tengah Gelombang Bunyi dan Cahaya oleh Kementerian Pendidikan dan Kebudayaan, ciri-ciri gelombang mekanik dalam ilmu fisika, yaitu:

1. Terdapat bukit dan lembah

Pada setiap gelombang mekanik yang terjadi akan selalu ada bukit dan lembah yang menunjukkan proses merambat.

2. Periode gelombang

Periode gelombang merupakan waktu yang dibutuhkan gelombang untuk merambat dari satu bukit ke bukit berikutnya dan juga dari lembah ke lembah selanjutnya. Secara matematis, periode gelombang dapat dirumuskan, sebagai berikut:

Dengan keterangan :

f = frekuensi gelombang (Hz).

T = periode (s).

n = jumlah gelombang yang terbentuk.

t = waktu tempuh gelombang (s).

3. Panjang gelombang

Pada setiap bukit dan lembah akan selalu memiliki jarak yang sama. Jarak di antara setiap bukit dan lembah tersebut disebut panjang gelombang.

4. Frekusensi gelombang

Karakteristik gelombang mekanik selanjutnya ialah adanya frekuensi gelombang. Frekuensi ini dapat dilihat dari banyaknya bukit dan lembah yang dihasilkan oleh gelombang dalam satuan waktu tertentu.

Adapun rumus menghitung frekuensi gelombang pada dua medium, yaitu:

Dengan keterangan :

f = frekuensi gelombang (Hz).

n = jumlah gelombang yang terbentuk.

t = waktu tempuh gelombang (s)

5. Cepat rambat gelombang

Cepat rambat gelombang merupakan jarak yang ditempuh gelombang dalam kurun waktu tertentu. Berikut adalah rumus kecepatan rambat gelombang pada suatu medium:

Dengan keterangan:

v = kecepatan rambat gelombang (m/s).

A = panjang gelombang (m).

f = frekuensi gelombang (Hz)

T = periode gelombang (s)

6. Kekuatan gelombang (amplitudo)

Kekuatan gelombang dapat ditentukan oleh jarak antara simpang normal dengan bukit dan lembah yang disebut sebagai kekuatan gelombang (amplitudo).

Contoh Gelombang Mekanik

Ilustrasi gelombang mekanik. Foto: Pexels.com

Melansir dari StudiousGuy, terdapat beberapa contoh gelombang mekanik yang terjadi dalam kehidupan sehari-hari. Berikut ini penjabarannya yang perlu kamu ketahui:

1. Gelombang suara

Gelombang suara atau bunyi merupakan salah satu contoh gelombang mekanik yang ada dalam kehidupan sehari-hari. Hal tersebut terjadi karena gelombang suara membutuhkan media untuk merambat dari satu lokasi ke lokasi lainnya.

Dengan kata lain, sebuah bunyi tidak dapat merambat melalui ruang hampa. Meskipun gelombang suara ultrasonik dan infrasonik tidak dapat terdengar oleh manusia, kedua gelombang itu juga termasuk contoh gelombang mekanik.

2. Gelombang air

Gelombang air dapat terjadi karena adanya gelombang mekanik dalam perambatannya. Sebab, gaya gravitasi yang ada di laut dapat menerima gaya tarik yang membentuk sebuah gelombang.

Oleh karena itu, sering kali kita melihat adanya gelombang air laut yang terus bergerak. Hal tersebut merupakan salah satu contoh gelombang mekanik transversal dalam kehidupan sehari-hari.

3. Gelombang pegas

Gelombang pegas dapat terjadi ketika salah satu ujungnya mengalami gaya dorong atau tarik dan ujung lainnya tetap stabil. Dengan begitu, partikel dalam pegas akan cenderung bergetar bolak-balik sejajar dengan pergerakan pegas.

Melalui proses tersebut, kamu dapat mengamati perubahan bentuk pegas selama perambatan gelombang. Oleh sebab itu, gelombang pegas ini termasuk salah satu contoh gelombang mekanik longitudinal.

4. Gelombang stadion

Bagi yang pernah menonton suatu acara di stadion, tentunya kamu pernah melihat sekelompok orang yang mengangkat tangannya ke atas secara berirama. Kegiatan tersebut merupakan salah satu contoh dari gelombang mekanik yang terhubung antara setiap penonton di stadion.

5. Gelombang tali

Tali adalah peralatan yang umum digunakan ketika seseorang sedang berolahraga. Untuk mengamati gelombang mekanik pada lompat tali bisa dilakukan dengan mengikatkan salah satu ujung tali ke sebuah benda.

Kamu dapat memegang ujung satunya dan menggerakkannya ke arah atas serta bawah, sehingga membentuk lengkungan puncak maupun lembah. Proses tersebut dapat menimbulkan gelombang mekanik longitudinal.

(FNS)