Perioda adalah waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang di kapal juga dikenal dengan

by Panggil saja ADH Februari 02, 2022

Getaran dan Gelombang | IPA kelas 8. Getaran dan gelombang banyak diaplikasikan dalam berbagai teknologi yang bermanfaat bagi manusia. Misalnya untuk melihat kondisi bayi melalui alat ultrasonografi (USG), membuat peta dasar laut, menentukan jarak dengan Radar Sonar (Sound Navigation and Ranging), Sonifikasi (sonification), terapi ultrasonik, Pengujian ultrasonik (ultrasonic testing) dan lain sebagainya. memahami dan mengaplikasi getaran, gelombang dan bunyi sangat dibutuhkan oleh kita semua. 

Semua benda akan bergetar apabila diberi gangguan. Benda yang bergetar ada yang dapat terlihat secara kasat mata karena simpangan yang diberikan besar, ada pula yang tidak dapat dilihat karena simpangannya kecil. 

Benda dapat dikatakan bergetar jika benda bergerak bolak-balik secara teratur melalui titik kesetimbangan. sehingga getaran adalah gerakan suatu benda disekitar titik keseimbangannya pada lintasan yang tetap.

Sebagai contoh silahkan lihat gambar dibawah ini.

Sumber Gb : Canva.com

• sebuah bandul sederhana mula-mula diam pada kedudukan O (kedudukan setimbang). 
• bandul kemudian ditarik ke kedudukan A (diberi simpangan kecil). 
• bandul dilepas dari kedudukan A, 
• bandul bergerak bolak-balik secara teratur melalui titik A-O-B-O-A 
• Peristiwa bolak balik bandul dari titik A-O-B-O-A ini disebut satu getaran
• Waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran di sebut Periode (T).
• Jumlah getaran yang terjadi dalam satu sekon disebut Frekuensi (f)

Perhatikan  wajan berikut yang di atasnya ditaruh butiran gula, ketika wajan digetarkan atau bisa juga di pukul pinggirnya, butiran gula diatasnya ikut bergetar. Mengapa hal itu dapat terjadi ? 

Sumber Gb : Canva.com

Ternyata, energi  getaran yang dihasilkan dari pukulan wajan merambat pada butiran gula, sehingga butiran gula ikut bergerak. Energi getaran ini akan merambat dalam bentuk gelombang. 

Pada perambatan gelombang yang merambat adalah energi, sedangkan zat perantaranya tidak ikut merambat (hanya ikut bergetar). perhatikan gambar berikut 

Sumber Gb : Canva.com

Pada saat atlit tersebut menggetarkan tali, gelombang akan merambat pada tali ke arahmu, tali yang dipegang tidak ikut merambat bersama gelombang. Jadi hal tersebut membuktikan bahwa gelombang merambat hanya menghantarkan energi, mediumnya tidak ikut merambat.

Demikian juga pada saat kita mendengar, getaran suara akan merambat dalam bentuk gelombang yang membawa sejumlah energi, sehingga sampai ke saraf yang menghubungkan ke otak kita, sehingga otak menyimpulkan bunyi tersebut.

Sehingga jika kita simpulkan gelombang adalah :

• Gelombang adalah getaran yang merambat. 
• Getaran ini sebetulnya adalah bentuk energi berupa usikan atau gangguan. 
• Gelombang adalah suatu cara untuk memindahkan energi dari satu tempat ke tempat lain.

Berdasarkan energinya, gelombang dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu 

1. gelombang mekanis ; gelombang yang dalam perambatan memerlukan medium (perantara), misal gelombang tali, gelombang air, dan gelombang bunyi.
2. gelombang elektromagnetik ; gelombang yang dalam perambatannya tidak memerlukan medium, misal gelombang cahaya

Sedangkan berdasarkan arah rambat dan arah getarannya, gelombang

dibedakan menjadi dua juga yaitu :

Sumber Gb : Canva.com

Gelombang transversal ialah gelombang yang arah getarannya tegak lurus terhadap arah penjalaran. contohnya seperti gelombang pada tali dan gelombang di air.

Panjang gelombang transversal sama dengan jarak satu bukit gelombang dan satu lembah gelombang . 

• Panjang satu gelombang dilambangkan dengan λ (dibaca lambda) dengan satuan meter. 
• Simpangan terbesar dari gelombang itu disebut amplitudo (bb' atau dd'),  
• Dasar gelombang, terletak pada titik terendah gelombang, yaitu d dan h, dan 
• puncak gelombang, terletak pada titik tertinggi yaitu b dan f. 
• lembah gelombang, Lengkungan c-d-e dan g-h-i merupakan . 
• bukit gelombang, Lengkungan a-b-c dan e-f-g merupakan .

2. Gelombang Longitudinal 

Gelombang longitudinal ialah gelombang yang arah getarannya sejajar atau berimpit dengan arah rambatannya.

Contohnya gelombang bunyi dan gelombang pada slinki dimana ketika gelombang merambat pada slinki terjadi renggangan dan rapatan.  dengan arah rambatnya yang sejajar dengan arah getarnya.

Sumber Gb. Dok. Kemdikbud

Frekuensi getaran adalah  banyaknya getaran yang terjadi dalam satu sekon

Periode adalah waktu yag dibutuhkan dalam satu getaran 

Panjang satu gelombang atau panjang gelombang ( λ) adalah sama dengan panjang jarak yang ditempuh oleh gelombang dalam waktu satu perioda. 

Misalnya perioda suatu gelombang adalah 0,1 s. dalam 1 sekon gelombang menempuh jarak 10 m. Dengan demikian panjang gelombang tersebut adalah  (10/1 ) x 0,1 = 1 m. 

Kelajuan rambat gelombang adalah  ialah besarnya jarak yang ditempuh oleh gelombang tiap 1 sekon.

Pemantulan gelombang adalah peristiwa membaliknya gelombang

setelah mengenai penghalang. Seperti gelombang tali pada Gambar berikut ini :

Gelombang yang mencapai ujung akan memberikan gaya ke atas pada penopang yang ada di ujung, sehingga penopang memberikan gaya yang sama tetapi berlawanan arah ke bawah pada tali. Gaya ke bawah pada tali inilah yang membangkitkan gelombang pantulan yang terbalik.

Getaran dan gelombang serta bunyi memiliki banyak manfaat bagi kehidupan manusia, diantaranya :

Ultrasonografi (USG) adalah teknik pencitraan (gambar)  untuk diagnosis dengan menggunakan gelombang ultrasonik. Frekuensi yang digunakan berkisar antara 1-8 MHz.   

Proses pembentukan gambar dari bunyi dilakukan dengan tiga tahapan, yaitu 

1. USG memancarkan gelombang ultrasonik ke jaringan tubuh menggunakan alat pemancar sekaligus penerima gelombang yang disebut transduser. Gelombang yang dipancarkan akan dipantulkan sebagian oleh jaringan tubuh dengan besar yang beragam, baik jangka waktu pantulan dan besar kecilnya gelombang yang dipantulkan
2. Tranduser menerima gelombang pantul : Gelombang yang dipancarkan akan dipantulkan sebagian oleh jaringan tubuh dengan besar yang beragam, baik jangka waktu pantulan dan besar kecilnya gelombang yang dipantulkan. 
3. interpretasi gelombang pantul oleh komputer.  transduser akan mengubah gelombang yang diterima menjadi sinyal listrik, kemudian dihantarkan menuju komputer. Komputer selanjutnya akan memeroses dan mengubah sinyal listrik menjadi gambar.

Sonar (Sound Navigation and Ranging) digunakan untuk mengukur kedalaman dasar lautan  dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air.

Ketika gelombang bunyi mengenai penghalang/benda/dasar laut, sebagian gelombang itu akan dipantulkan kembali ke kapal sebagai gema.

Data waktu dan cepat rambat bunyi di air laut dapat digunakan untuk menghitung jarak kedalaman laut dengan menggunakan persamaan:

Terapi ultrasonik adalah terapi yang menggunakan gelombang ultrasonik untuk keperluan medis, dengan cara  memancarkan gelombang dengan frekuensi tinggi (800- 2.000 kHz) pada jaringan tubuh yang sakit.

Pembersih ultrasonik adalah alat yang menggunakan gelombang ultrasonik

dengan frekuensi antara 20-400 KHz dan cairan pembersih tertentu (dapat juga menggunakan air biasa), untuk membersihkan suatu benda. 

Gelombang ultrasonik bertekanan tinggi yang dipancarkan + cairan pembersih alan  menghasilkan gelembung-gelembung cairan pembersih.

Pergerakan gelembung cairan menghasilkan gaya yang besar untuk melepaskan kotoran seperti debu, minyak, cat, bakteri, dan jamur yang melekat pada suatu benda, dan gelembung cairan mampu masuk ke dalam lubang-lubang kecil yang sulit dibersihkan dengan cara biasa, sehingga untuk membersihkannya tidak perlu dilakukan pembongkaran.

Sonifikasi (sonification) merupakan suatu proses pemberian energi gelombang ultrasonik pada suatu larutan atau campuran, sehingga larutan /campuran tersebut dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil.

• digunakan untuk produksi nanopartikel, seperti nanoemulsi dan nanokristal. 
• mempercepat ekstraksi minyak dari dalam jaringan tumbuhan dan pemurnian minyak bumi. 
• digunakan untuk merusak atau menonaktifkan material organik. Misalnya, untuk merusak membran sel dan melepaskan isi selulernya atau yang dikenal dengan istilah sonoporasi.

Pengujian ultrasonik (ultrasonic testing) merupakan teknik pengujian dengan cara memancarkan  gelombang ultrasonik dengan frekuesni 0,1-15 Mhz pada objek atau material yang diuji, untuk mengetahui kerusakan pada bagian dalam benda, ketebalan, dan karakteristiknya dapat dideteksi, misalnya kerusakan akibat korosi pada logam.

Pengujian ultrasonik banyak dilakukan dalam produksi logam baja dan aluminium, produksi pesawat, automotif, dan industri lainnya.

Keunggulan uji ultrasonik banyak memiliki keunggulan, antara lain :

• memiliki daya yang tinggi untuk menembus suatu bahan, 
• memiliki sensitivitas yang tinggi dan akurat, 
• tidak berbahaya, dan 
• mudah dibawa.