Gambar Sampul IPA · Bab 12 Getaran dan Gelombang
IPA · Bab 12 Getaran dan Gelombang
Saeful Karim

24/08/2021 11:52:41

SMP 8 KTSP

Lihat Katalog Lainnya
Halaman

235

12

Bab

Setelah mempelajari bab ini, kamu harus mampu:

Hasil yang harus kamu capai:

Getaran dan Gelombang

Gejala getaran banyak ditemukan dalam kehidupan

sehari-hari. Getaran bandul jam dinding, senar gitar yang

dipetik, dan pita suara yang bergetar hingga menimbulkan

bunyi, merupakan beberapa contoh benda yang melakukan

getaran. Apakah yang dimaksud dengan getaran? Apakah

ciri-ciri suatu benda mengalami getaran?

Pada bab ini akan dipelajari pengertian getaran dan ciri-

ciri suatu getaran, pengertian gelombang, jenis gelombang,

dan besaran yang berkaitan. Setelah mempelajari bab ini,

kamu diharapkan mampu memahami konsep getaran dan

prinsip dasar teori gelombang untuk selanjutnya mempelajari

fenomena bunyi yang erat dalam kehidupan sehari-hari.

Sumber:

woodencreations.us

memahami konsep dan penerapan getaran, gelombang, dan optika dalam produk

teknologi sehari-hari.

mendeskripsikan konsep getaran dan gelombang serta parameter-parameternya.

A

.

Pengertian Getaran

B

.

Ciri-Ciri Suatu Getaran

C

.

Pengertian Gelombang

D

.

Gelombang Mekanik

Memerlukan Medium

untuk Merambat

E

.

Panjang Gelombang

F

.

Cepat Rambat

Gelombang

G

.

Pemantulan Gelombang

236

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

Untuk mempermudahmu dalam mempelajari bab ini, pelajarilah diagram alur yang disajikan sebagai berikut.

parameter

pengertian

menimbulkan

merambatkan

dibedakan

terdiri atas

dipengaruhi

satuan

satuan

satuan

satuan

contoh

contoh

satuan

Cepat rambat

gelombang

Panjang

gelombang

Gelombang

elektromagnetik

Gelombang

mekanik

Gelombang

longitudinal

Gelombang

bunyi

Gelombang

permukaan air

Gelombang

transversal

Gerak bolak-

balik melalui titik

setimbang

Gelombang cahaya dan

gelombang radar

Energi

Meter

m/s

Getaran

Gelombang

Frekuensi

Amplitudo

Periode

Sekon

Hertz

Meter

contoh

Diagram Alur

237

Getaran dan Gelombang

Ayo Coba 12.1

Pikirkan jawaban pertanyaan berikut sebelum kamu membaca uraian materi bab ini. Kemudian, periksa kembali

jawabanmu setelah kamu selesai membaca uraian bab ini. Apakah ada yang harus diperbaiki dengan jawaban tersebut?

1.

Apakah getaran itu?

2.

Apabila kita jalan-jalan dipantai kita akan melihat

gelombang air laut bergulung-gulung menuju

pantai? Apakah yang dirambatkan gelombang itu?

A. Pengertian Getaran

Pernahkah kamu melihat jam dinding yang memakai

bandul? Jarum jam tersebut bergerak akibat adanya gerak

bolak-balik bandul. Gerakan bandul itu disebut getaran.

Marilah kita selidiki apa sebenarnya getaran itu.

Tujuan

Mengamati gerak bolak-balik

Alat dan bahan

Beban bandul dan tali.

Cara kerja

1.

Buatlah bandul sederhana dari sebuah beban yang digantung-

kan pada seutas tali seperti terlihat pada Gambar 12.2.

2.

Biarkanlah bandul tergantung bebas. Pada keadaan itu, bandul

berada dalam keadaan setimbang.

3.

Tariklah bandul ke kiri atau ke kanan, lalu lepaskan. Biarkan

bandul berayun.

Pertanyaan

1.

Pada saat gaya tarik kamu lepaskan, apakah bandul bergerak

bolak-balik?

2.

Apakah gerakan bandul tersebut melalui titik setimbang?

3.

Bagaimanakah gerakan bandul jika telah melewati titik

setimbang?

Sesaat setelah gaya tarik kamu lepaskan, bandul bergerak

bolak-balik melalui titik setimbang. Gerak seperti ini disebut

getaran. Untuk lebih memahami konsep getaran, lakukan

kegiatan Ayo Coba 12.2

berikut.

Tes Materi Awal

Gambar 12.1

Jam dinding berbandul

Gambar 12.2

Bandul sederhana

Ayo Coba 12.2

Tujuan

Memahami konsep getaran

Alat dan bahan

Penggaris plastik 30 cm yang elastis dan meja.

238

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

Jadi, getaran adalah gerak bolak-balik melalui titik

setimbang. Satu getaran didefinisikan sebagai satu kali

bergetar penuh, yaitu dari titik awal kembali ke titik tersebut.

Perhatikan Gambar 12.4. Satu kali getaran adalah ketika

benda bergerak dari titik A-B-C-B-A atau dari titik B-C-B-

A-B. Bandul tidak pernah melewati lebih dari titik A atau

titik C karena titik tersebut merupakan simpangan terjauh.

Simpangan terjauh itu disebut amplitudo. Di titik A atau titik

C benda akan berhenti sesaat sebelum kembali bergerak.

Contoh amplitudo adalah jarak BA atau jarak BC. Jarak dari

titik setimbang pada suatu saat disebut simpangan.

Sumber

:

Dokumentasi Penerbit

A

B

C

Gambar 12.3

Penggaris plastik yang dijepit

dan digetarkan di atas meja.

Gambar 12.4

Gerakan bandul sederhana

Cara kerja

1.

Siapkan alat dan bahan.

2.

Letakkan penggaris di atas meja, lalu jepitlah dengan tangan

kiri seperti terlihat pada Gambar 12.3.

3.

Getarkan penggaris tersebut dengan menekan ujung penggaris

lalu lepaskan.

4.

Amati yang terjadi pada penggaris tersebut.

Pertanyaan

1.

Pada saat penggaris digetarkan, apakah penggaris bergerak

bolak-balik melalui titik setimbang?

2.

Apakah penggaris dapat dikatakan bergetar? Jelaskan.

Dari gambar disamping, titik mana saja yang

akan dilalui untuk menunjukkan satu kali

getaran?

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 12.1

A

C

B

B. Ciri-Ciri Suatu Getaran

Getaran merupakan jenis gerak yang mudah kamu jumpai

dalam kehidupan sehari-hari, baik gerak alamiah maupun

buatan manusia. Semua getaran memiliki ciri-ciri tertentu. Apa

ciri-ciri getaran itu? Untuk menjawabnya, coba kamu pelajari

getaran pada pegas melalui kegiatan Ayo Coba 12.3 berikut.

239

Getaran dan Gelombang

Ayo Coba 12.3

Tujuan

Mengidentifikasi ciri-ciri suatu getaran

Alat dan bahan

Pegas spiral, statif,

stopwatch

, penggaris, dan beban gantung.

Cara kerja

1.

Siapkan alat dan bahan

2.

Gantungkan salah satu ujung pegas pada statif, kemudian gantung -

kan beban pada ujung yang lain seperti pada Gambar 12.5.

3.

Tariklah beban beberapa sentimeter, kemudian lepaskan.

Apakah yang terjadi?

4.

Bersamaan dengan itu, catat waktu yang diperlukan untuk

menempuh 10 kali getaran dengan

stopwatch

. Catatlah hasil

pengamatanmu pada tabel.

No.

Amplitudo

Waktu 10 Kali

Getaran (Sekon)

Waktu 1 Kali

Getaran (Sekon)

1

2 cm

...

...

2

3 cm

...

...

3

4 cm

...

...

4

5 cm

...

...

5

6 cm

...

...

5.

Lakukanlah kembali kegiatan tersebut sampai 5 kali dengan

simpangan yang berbeda-beda.

Pertanyaan

1.

Jika titik setimbang kamu beri nama A, titik terjauh atas

dengan nama B, dan titik terjauh bawah dengan nama C,

kemudian beban mulai bergetar dari titik C, melalui titik-titik

manakah terjadi satu getaran penuh?

2.

Jarak manakah yang disebut amplitudo?

3.

Bagaimanakah kecenderungan besar waktu yang dibutuhkan

untuk satu kali getaran pada tabel tersebut?

4.

Apakah waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali

getaran dipengaruhi oleh amplitudo?

a

b

Waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali

getaran disebut periode getar yang dilambangkan dengan (

T

).

Banyaknya getaran dalam satu sekon disebut frekuensi (

f

). Suatu

getaran akan bergerak dengan frekuensi alamiah sendiri.

Hubungan frekuensi dan periode secara matematis

ditulis sebagai berikut.

T

f

=

1

(12–1)

dengan:

T

= periode (s)

f

= banyaknya getaran per sekon (Hz)

Gambar 12.5

Beban yang digantung pada

pegas (a) sebelum ditarik dan

(b) setelah ditarik.

Informasi

IPA

Agar menjadi tinggi,

ayunan harus didorong pada

per

mulaan setiap gerakan ayun.

Frekuensi dorongan haruslah

sebanding dengan frekuensi

gerakan ayun. Mem

berikan

dorongan dengan irama selain

itu akan melambatkan gerakan

ayun itu.

Sumber:

falak.blogsome.com;

Jendela Iptek: Gaya dan Gerak,

1997

240

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

Satuan periode adalah sekon dan satuan frekuensi

adalah getaran per sekon atau disebut juga dengan hertz

(Hz), untuk menghormati seorang fisikawan Jerman yang

berjasa di bidang gelombang, Hendrich Rudolf Hertz. Jadi,

satu hertz sama dengan satu getaran per sekon.

Pada suatu pegas tergantung sebuah beban yang bergetar 50 kali

dalam waktu 10 sekon. Hitunglah besar

a.

frekuensi getaran

b.

periode getaran

Penyelesaian:

Diketahui pegas bergetar 50 kali dalam 10 sekon.

Ditanyakan:

a.

f

b.

T

Jawab:

a.

Frekuensi adalah banyaknya getaran tiap sekon, maka

banyaknya getaran dalam 1 sekon.

f

==

==

50

ge

ta

ra

n

se

ko

n

ge

ta

ra

n/

se

ko

n

10

5

Jadi, frekuensi getarannya adalah 5 hertz.

b.

Periode getaran adalah waktu yang dibutuhkan untuk satu kali

getaran.

T

f

==

==

=

1

se

ko

n

1

5

02

,

02

,

02

Jadi, periode getarannya adalah 0,2 sekon.

Contoh Soal 12.1

Ilmuwan

IPA

Hendrich R Hertz

(1857–1894)

Hendrich R Hertz

dilahirkan di Hamburg,

Jerman. Dia membuka jalan

bagi perkembangan konsep

getaran hingga radio, televisi,

dan perkembangan perangkat

elek

tro

nika. Dia menunjukkan

bahwa gelombang cahaya dan

gelombang elektromagnet

adalah identik.

Sumber:

www.nrao.edu;

en.wikipedia.org

1.

Jika suatu ayunan sederhana bergetar

sebanyak 60 kali dalam waktu 15 sekon,

tentukan

a.

frekuensi ayunan,

b.

periode ayunan.

2.

Satu getaran dalam suatu ayunan yang

amplitudonya 2 cm memerlukan waktu

0,1 sekon.

a.

Hitunglah periode untuk simpangan

maksimum 5 cm.

b.

Hitunglah frekuensi untuk amplitudo

4 cm.

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 12.2

C. Pengertian Gelombang

Pernahkah kamu pergi ke pantai? Tentu sangat

menyenang

kan, bukan? Demikian indahnya ciptaan Tuhan.

Di pantai kamu bisa melihat ombak. Ombak tersebut

terlihat bergelombang dari tengah menuju pantai dan

semakin lama semakin kecil, lalu akhirnya menerpa pesisir

pantai. Jadi, apa sebenarnya ombak itu?

241

Getaran dan Gelombang

Ayo Coba 12.4

Ketika kamu mengikuti upacara pengibaran bendera di

sekolahmu, kamu melihat bendera berkibar diterpa angin.

Pernahkah kamu memerhatikan bagaimana gerak bendera

tersebut?

Peristiwa ombak laut ataupun berkibarnya bendera

merupakan contoh dari gelombang. Jadi, apa sebenarnya

gelombang itu? Untuk menjawabnya, lakukan kegiatan Ayo

Coba 12.4 berikut.

Pada saat kamu menggerakkan tali ke atas dan ke bawah,

dikatakan bahwa kamu memberikan usikan pada tali. Jika

Tujuan

Mengamati gelombang pada tali

Alat dan bahan

Seutas tali yang panjangnya 3 meter

Cara kerja

1.

Siapkan alat dan bahan.

2.

Peganglah ujung tali yang satu olehmu dan ujung tali yang lain

oleh temanmu.

3.

Berilah usikan pada ujung tali ke atas dan ke bawah. Perhatikan

apa yang terjadi pada tali tersebut.

Pertanyaan

1.

Ke arah manakah kamu menggetarkan tali?

2.

Apakah yang terjadi pada tali?

3.

Apakah yang dimaksud dengan gelombang? Buatlah kesimpulan

dari hasil kegiatanmu.

usikan itu dilakukan terus menerus, akan terjadi getaran.

Setelah memberi usikan atau getaran, kamu akan melihat

ada sesuatu yang merambat pada tali. Sesuatu itu disebut

gelombang. Jadi, gelombang adalah getaran yang merambat

atau usikan yang merambat.

Gambar 12.6

Seutas tali yang diberikan

usikan ke atas dan ke bawah.

1.

Apa yang dimaksud dengan gelombang?

2.

Carilah beberapa contoh penerapan

konsep gelombang dalam kehidupan

sehari-hari.

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 12.3

242

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

Ayo Coba 12.5

D. Gelombang Mekanik

Memerlukan Medium untuk

Merambat

Gelombang merupakan salah satu konsep Fisika yang

sangat penting untuk dipelajari karena banyak sekali gejala

alam yang menggunakan prinsip gelombang. Sebagai

makhluk yang paling pandai, manusia memiliki kewajiban

untuk selalu mempelajari gejala alam ciptaan Tuhan untuk

mengambil manfaat bagi kehidupan manusia. Kamu dapat

berkomunikasi dengan orang lain sebagian besar dengan

memanfaatkan gelombang suara atau gelombang bunyi.

Kamu dapat mendengarkan radio atau menonton televisi

karena adanya gelombang radio.

Berdasarkan medium perambatnya, gelombang dapat

dibedakan menjadi dua bagian, yaitu gelombang mekanik

dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik

adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan

medium, misalnya gelombang tali, gelombang air, dan

gelombang bunyi. Gelombang elektromagnetik adalah

gelombang yang dapat merambat tanpa medium, misalnya

gelombang radio, gelombang cahaya, dan gelombang radar.

Dari kedua jenis gelombang tersebut, yang akan kamu

pelajari adalah gelombang mekanik. Apakah yang dirambat

-

kan oleh gelombang tersebut? Untuk mengetahuinya,

lakukan kegiatan Ayo Coba 12.5 berikut.

Tujuan

Menyelidiki sesuatu yang dirambatkan gelombang

Alat dan bahan

Seutas tali dengan panjang 3 m dan karet gelang.

Cara kerja

1.

Siapkan alat dan bahan.

2.

Ikatkan karet gelang pada tali kira-kira pada jarak 0,5 meter.

3.

Peganglah salah satu ujungnya olehmu dan ujung yang lain

oleh temanmu, kemudian getarkan tali ke atas dan ke bawah.

4.

Amati yang terjadi pada karet gelang yang diikatkan tadi.

Pertanyaan

1.

Pada saat kamu getarkan, apakah karet gelang bergerak

bersama gelombang?

2.

Apakah bagian tali ikut berpindah merambat bersama

gelombang?

Gambar 12.7

Karet gelang bergerak

mengikuti gerak tali.

0,5 m

3 m

243

Getaran dan Gelombang

Ayo Coba 12.6

Pada saat kamu menggetarkan tali, gelombang akan

merambat pada tali ke arah temanmu, tetapi karet gelang

yang diikatkan pada tali tidak ikut merambat bersama

gelombang. Jika demikian, bagian-bagian tali tidak ikut

merambat bersama gelombang. Jadi apakah yang dirambat

-

kan oleh gelombang? Jika kamu meminta temanmu untuk

menggetarkan salah satu ujung tali, kamu akan merasakan

sesuatu pada temanmu akibat merambatnya gelombang

tersebut. Tentu kamu masih ingat pelajaran pada bab

terdahulu bahwa sesuatu yang memiliki kemampuan untuk

melakukan usaha disebut energi. Jadi, yang dirambatkan

oleh gelombang adalah energi.

Berdasarkan arah perambatannya, gelombang mekanik

dibedakan menjadi dua jenis, yaitu gelombang transversal

dan gelombang longitudinal.

1. Gelombang Transversal

Untuk membahas gelombang transversal, lakukanlah

kegiatan Ayo Coba 12.6 berikut.

3.

Apa yang dirambatkan oleh gelombang?

4.

Mintalah temanmu untuk menggetar-getarkan tali tersebut

dengan cepat. Apakah kamu merasakan sesuatu?

5.

Jadi, gelombang memiliki sesuatu yang dapat melakukan

usaha terhadap tanganmu. Apakah sesuatu itu?

Tujuan

Mengamati gelombang transversal pada slinki

Alat dan bahan

Slinki (alat penunjuk gelombang yang terbuat dari pegas spiral).

Cara kerja

1.

Siapkan alat dan bahan.

2.

Letakkan slinki di atas lantai dan mintalah temanmu untuk

memegang salah satu ujung slinki.

3.

Berilah getaran pada slinki beberapa kali ke arah samping.

4.

Amati arah rambat gelombangnya.

Pertanyaan

1.

Ke arah manakah kamu memberikan getaran pada slinki?

2.

Ke manakah arah rambat gelombang?

3.

Apakah arah getar dengan arah rambat gelombang tegak

lurus?

Informasi

IPA

Ombak yang besar akan

merambat

kan energi yang

besar pula. Para peselancar

menggunakan energi tersebut

untuk mempercepat dan

mengemudikan papan

selancarnya.

Sumber:

handaru.light19.com;

Jendela Iptek: Gaya dan Gerak,

1997

Gambar 12.8

Slinki yang digerakkan ke

samping atau tegak lurus

dengan arah panjangnya.

244

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

Ayo Coba 12.7

Pada saat kamu menggetarkan slinki ke arah samping,

ternyata arah rambat gelombangnya ke depan, tegak lurus

arah rambatnya. Gelombang seperti ini disebut gelombang

transversal. Jadi, gelombang transversal adalah gelombang

yang arah getarnya tegak lurus terhadap arah rambatannya.

Contoh lain dari gelombang transversal adalah

gelombang pada permukaan air, dan semua gelombang

elektromagnetik, seperti gelombang cahaya, gelombang

radio, ataupun gelombang radar.

Perhatikan Gambar 12.9. Sumber getaran untuk gelombang

air berada pada tempat batu jatuh sehingga gelombang menyebar

ke segala arah. Dari gambar tersebut tampak bahwa semakin jauh

dari sumber, gelombang semakin kecil. Hal tersebut disebabkan

energi yang dirambatkan semakin berkurang.

2. Gelombang Longitudinal

Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah

getarnya tegak lurus dengan arah rambatan. Bagaimanakah

arah getar pada gelombang longitudinal? Untuk menge

-

tahuinya, lakukanlah kegiatan Ayo Coba 12.7 berikut.

Tujuan

Memahami definisi gelombang longitudinal

Alat dan bahan

Slinki

Cara kerja

1.

Sediakan slinki yang sama dengan percobaan sebelumnya.

2.

Letakkan slinki di atas lantai yang licin dan minta temanmu

memegang salah satu ujungnya.

3.

Getarkan slinki searah panjang slinki dengan cara memberikan

dorongan pada slinki.

4.

Amati gelombang yang terjadi pada slinki.

Pertanyaan

1.

Pada saat kamu mendorong slinki searah panjangnya, ke arah

manakah getaran slinki?

2.

Ke manakah arah rambat gelombangnya? Apakah arah rambat

gelombang tersebut searah dengan arah getarnya? Mengapa?

Sumber

:

www.lowastormwater.org

Pada saat kamu mendorong slinki searah dengan

panjangnya, gelombang akan merambat ke arah temanmu

berbentuk rapatan dan renggangan. Jika kamu perhatikan,

arah rambat dan arah getarnya ternyata searah. Gelombang

seperti itu disebut gelombang longitudinal. Jadi, gelombang

longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya sejajar

dengan arah rambatannya.

Gambar 12.9

Gelombang permukaan air

menyebar ke segala arah.

Gambar 12.10

Slinki digerakkan searah

dengan panjangnya.

245

Getaran dan Gelombang

Gelombang bunyi dan gelombang pada gas yang

ditempatkan di dalam tabung tertutup merupakan contoh

gelombang longitudinal. Pernahkah kamu memompa ban

sepeda atau menggunakan alat suntik mainan? Pada saat

kamu menggunakan pompa, kamu mendorong atau menekan

alat tersebut. Partikel-partikel gas dalam pompa membentuk

pola rapatan dan renggangan sehingga mendorong udara

keluar. Perhatikan Gambar 12.11.

Gambar 12.11

Gelombang longitudinal pada

gas membentuk pola rapatan

dan renggangan.

1.

Jelaskan perbedaan antara gelombang

transversal dan gelombang longitudinal.

2.

Tuliskan pembagian gelombang berdasar

-

kan medium perambatnya. Berikan contoh.

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 12.4

E. Panjang Gelombang

Kamu sudah mengetahui bahwa pola gelombang transversal

berbentuk bukit dan lembah gelombang, sedang

kan pola

gelombang longitudinal berbentuk rapatan dan renggangan.

Panjang satu bukit dan satu lembah atau satu rapatan dan satu

renggangan didefinisikan sebagai panjang satu gelombang.

Pada pembahasan tentang getaran kamu sudah menge

-

tahui tentang periode getaran. Besaran tersebut identik

dengan periode gelombang. Periode gelombang adalah

waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu panjang

gelombang. Jadi, satu gelombang dapat didefinisikan sebagai

yang ditempuh panjang satu periode. Panjang gelombang

dilambangkan dengan

(dibaca lamda). Satuan panjang

gelombang dalam SI adalah meter (m).

Marilah kita pelajari panjang gelombang transversal dan

panjang gelombang longitudinal.

1.

Panjang Gelombang Transversal

Jika kamu menggerakkan slinki tegak lurus dengan arah

panjangnya, terbentuklah bukit dan lembah gelombang.

Pola tersebut adalah pola gelombang transversal. Perhatikan

Gambar 12.12. Bukit gelombang adalah lengkungan a-b-c

sedangkan lembah gelombang adalah lengkungan c-d-e.

Titik b disebut puncak gelombang dan titik d disebut dasar

Perhatikan gambar.

P

Q

Jika jarak PQ = 45 m,

panjang gelombang sesuai

gambar tersebut adalah ....

(UN 2007)

a. 15,0 m

b. 22,5 m

c. 30,0 m

d. 45,0 m

Jawaban (c)

Jarak dari P ke Q

menunjukkan

3

2

gelombang.

Jadi, panjang gelombangnya

adalah

3

2

45

30

l

l

=

¥

=

m

=

l

=

l

2

45

m

3

m

Pembahasan UN

246

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

gelombang. Kedua titik ini disebut juga perut gelombang.

Adapun titik a, c, atau e disebut simpul gelombang. Satu

panjang gelombang transversal terdiri atas satu bukit

dan satu lembah gelombang. Jadi, satu gelombang adalah

lengkungan a-b-c-d-e atau b-c-d-e-f. Satu gelombang sama

dengan jarak dari a ke e atau jarak b ke f.

a

c

e

g

i

k

m

o

q

b

d

h

l

p

f

j

n

b'

f'

j'

n'

d'

h'

l'

p'

Amplitudo gelombang adalah jarak b-b’ atau jarak d-d’.

Kamu dapat menyebutkan panjang gelombang yang lain,

yaitu jarak f-j atau jarak i-m. Pada Gambar 12.12 terdiri atas

4 gelombang.

2.

Panjang Gelombang Longitudinal

Jika kamu menggerakkan slinki searah dengan

panjangnya dengan cara mendorong dan menariknya, akan

terbentuk pola-pola gelombang seperti Gambar 12.13.

Satu panjang gelombang adalah jarak antara satu rapatan

dan satu renggangan atau jarak dari ujung renggangan

sampai ke ujung renggangan berikutnya.

Gambar 12.12

Bukit, lembah, perut, dan simpul

gelombang.

Gambar 12.13

Gelombang longitudinal pada

slinki.

1.

Perhatikan gambar berikut.

Simpangan

Waktu

2

-2

2

4

2 m

Berdasarkan gambar tersebut, jawablah

pertanyaan berikut.

a.

Terdapat berapa gelombangkah pada

gambar tersebut?

b.

Berapakah panjang gelombangnya?

c.

Berapakah periodenya?

d.

Berapakah amplitudo gelombang?

2.

Pola gelombang longitudinal digambarkan

pada gambar berikut.

30 cm

Berdasarkan gambar tersebut, jawablah

pertanyaan berikut.

a.

Ada berapa gelombang pada pola

gelombang tersebut?

b.

Berapakah panjang gelombangnya?

c.

Berapakah panjang gelombang satu

periode?

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 12.5

247

Getaran dan Gelombang

Pada seutas tali merambat gelombang dengan frekuensi 10 Hz. Jika

jarak yang ditempuh dalam satu periode adalah 20 cm, tentukan

cepat rambat gelombang tali tersebut.

Penyelesaian:

Diketahui

:

perambatan gelombang pada tali dengan

f

=

10 Hz

=

20 cm = 0,2 m

Ditanyakan

:

cepat rambat gelombang (

v

)

Jawab:

v

=

f

=

(10 Hz)(0,2 m)

=

2 m/s

Jadi, cepat rambat gelombang tali tersebut adalah 2 m/s.

F.

Cepat Rambat Gelombang

Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung

yang lain memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh

jarak tertentu dalam waktu tertentu pula. Dengan demikian,

secara matematis, hal itu dituliskan sebagai berikut.

v

s

t

=

Karena jarak yang ditempuh dalam satu periode (

t

=

t

=

t

T

)

T

)

T

adalah sama dengan satu gelombang (

s

=

s

=

s

) maka:

v

T

f

==

==

l

l

dengan:

v

=

cepat rambat gelombang (m/s)

T

=

periode gelombang (s)

=

panjang gelombang (m)

Permukaan air merambat dengan panjang gelombang 2 m. Jika

waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu gelombang adalah

0,5 s, tentukan:

a. cepat rambat gelombang,

b.

frekuensi gelombang.

Penyelesaian:

Diketahui

:

perambatan gelombang pada air dengan

= 2 m

T

= 0,5 s

Key Point

Hal Penting

Gelombang adalah

perambatan gangguan/usikan

dari suatu sumber dimana

terjadi transfer energi

dari sumber tersebut ke

ruang sekitarnya. Sumber

gelombang adalah getaran

atau osilasi. Persamaan

kecepatan gelombang

diberikan oleh

v = f.

l

A wave is the movement

of a disturbance from a

source which transfer energy

from the source to places

around it. The source of

any wave is a vibration or

oscillation. The wave velocity

equation is given by v = f.

l

Contoh Soal 12.2

Contoh Soal 12.3

248

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

G. Pemantulan Gelombang

Pada saat kamu berteriak di lereng sebuah bukit, kamu

akan mendengar suaramu kembali setelah beberapa saat.

Hal ini membuktikan bahwa bunyi dapat dipantulkan. Bunyi

merupakan salah satu contoh gelombang mekanik.

Untuk lebih memahami pemantulan gelombang pada

tali, kerjakanlah Tugas 12.1, kemudian diskusikan dengan

teman-teman dan guru Fisikamu.

1.

Dalam waktu 4 sekon terjadi satu gelombang.

Jika jarak antara dua bukit yang berdekatan

adalah 10 cm, tentukan cepat rambat

gelombangnya.

2.

Perhatikan gambar berikut.

waktu

simpangan

Satu gelombang merambat 20 kali getaran

dalam 2 sekon. Berdasarkan gambar

tersebut, tentukan:

a.

panjang gelombang,

b.

periode,

c.

frekuensi,

d.

cepat rambat gelombang, dan

e.

amplitudo.

Ditanyakan

:

a. Cepat rambat gelombang (

v

) dan

b.

frekuensi (

f

)

Jawab:

a.

v

T

=

==

==

λ

m

s

m/

s

2

05

4

,

05

,

05

Jadi, cepat rambat gelombangnya adalah 4 m/s.

b.

f

T

=

==

==

1

1

05

2

s

Hz

,

05

,

05

Jadi, frekuensi gelombang adalah 2 Hz.

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 12.6

Tugas 12.1

1.

Pada saat tali diberi usikan, gelombang akan merambat ke

arah temanmu. Setelah sampai di tangan temanmu, apakah

ada gelombang yang kembali?

2.

Membuktikan apakah hal itu?

249

Getaran dan Gelombang

Berdasarkan uraian sebelumnya dan dari hasil

diskusimu, dapat disimpulkan bahwa salah satu sifat

gelombang adalah dapat dipantulkan. Dalam kehidupan

sehari-hari, kamu sering melihat pemantulan gelombang air

kolam oleh dinding kolam, ataupun gelombang ombak laut

oleh pinggir pantai. Dapat diterimanya gelombang radio dari

stasiun pemancar yang sedemikian jauh juga menunjukkan

bahwa gelombang radio dapat dipantulkan atmosfer bumi.

Untuk mempelajari pemantulan gelombang, perhatikan

Gambar 12.14.

a

b

Sumber:

Physics for Scientists and Engineers,

2002

Sebuah gelombang merambat pada tali, jika ujung tali

diikat pada suatu penopang (Gambar 12.14 a), gelombang

yang mencapai ujung tetap tersebut memberikan gaya ke

atas pada penopang. Penopang memberikan gaya yang sama

tetapi berlawanan arah ke bawah pada tali. Gaya ke bawah

pada tali inilah yang membangkitkan gelombang pantulan

yang terbalik. Pada Gambar 12.14 b, ujung yang bebas

tidak ditahan oleh sebuh penopang. Gelombang cenderung

melampaui batas. Ujung yang melampaui batas memberikan

tarikan ke atas pada tali dan inilah yang membangkitan

gelombang pantulan yang tidak terbalik.

Gambar 12.14

Pemantulan gelombang

transversal pada tali dengan

(a) ujung tali diikat dan

(b) ujung tali bebas.

1.

Apa yang dimaksud dengan pemantulan?

2.

Apakah pemantulan gelombang yang terjadi

ada kaitannya dengan hukum Snellius?

Kerjakanlah di buku latihanmu.

Soal Penguasaan Materi 12.7

250

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

• Getaran

adalah

gerak

bolak-balik

melalui

titik setimbang.

• Satu

getaran

adalah

satu

kali bergetar

penuh.

• Simpangan

adalah

jarak

penyimpangan

dari titik setimbang pada saat tertentu.

• Amplitudo

adalah

simpangan

terjauh

atau

jarak dari titik setimbang ke titik terjauh.

• Periode

adalah

waktu

yang

dibutuhkan

untuk satu kali getaran.

• Frekuensi

adalah

banyaknya

getaran

dalam satu sekon.

• Satuan

frekuensi

adalah

hertz

(Hz).

• Hubungan

periode

dengan

frekuensi

adalah

T

f

=

1

• Periode

suatu

getaran

tidak

dipengaruhi

oleh amplitudo.

• Gelombang

adalah

usikan

atau

getaran

yang merambat.

• Dalam

perambatannya,

gelombang

mem

-

bawa energi.

• Berdasarkan

arah

getarnya,

gelombang

dibedakan menjadi dua, yaitu gelombang

transversal dan gelombang longitudinal.

• Gelombang

transversal

adalah

gelombang

yang arah getarnya tegak lurus terhadap

arah rambatannya.

• Gelombang

longitudinal

adalah

gelom

-

bang yang arah getarnya sejajar (searah)

dengan arah rambatannya.

• Berdasarkan

medium

perambatannya,

gelombang dibedakan menjadi gelombang

mekanik dan gelombang elektromagnetik.

• Gelombang

mekanik

adalah

gelombang

yang dalam perambatannya memerlukan

medium.

• Gelombang

elektromagnetik

adalah

gelombang yang dapat merambat dalam

medium dan tanpa medium.

• Satu

panjang

gelombang

transversal

adalah jarak satu bukit dan satu lembah

yang berdekatan.

• Satu

panjang

gelombang

longitudinal

adalah jarak antara satu rapatan dan satu

renggangan yang berdekatan.

• Frekuensi

gelombang

adalah

banyaknya

gelombang dalam satu sekon.

• Cepat

rambat

gelombang

adalah

jarak

satu

gelombang tiap periode. Secara matematis

dituliskan sebagai berikut.

n

l

=

T

• Salah

satu

sifat

gelombang

adalah

dapat

dipantulkan.

Rangkuman

Refleksi

Selamat, kamu telah selesai mempe

lajari

Bab Getaran dan Gelombang. Sangat menarik,

bukan? Pemahaman kamu tentang getaran

dan gelombang akan sangat bermanfaat untuk

memperdalam pengetahuanmu berkenaan

perkembangan IPTEK saat ini. Sebagian besar

teknologi yang dapat kamu nikmati saat ini

tidak lepas dari andil para ilmuwan yang

memperlajari konsep getaran dan gelombang.

Dapatkah kamu menyebutkan teknologi di

sekitarmu yang merupakan penerapan getaran

dan gelombang?

Kini ingat kembali seluruh materi bab ini.

Adakah yang tidak kamu mengerti? Sebelum

kamu tanyakan kepada gurumu, ayo diskusikan

dahulu bersama temanmu. Lengkapi diskusi

kalian dengan literatur dari buku, koran,

majalah, dan internet.

251

Getaran dan Gelombang

1.

A

O

B

Satu periode adalah waktu yang diperlukan

bandul untuk bergerak dari titik ....

a.

A – O

b.

A – O – B – O

c.

O – A – O – B

d.

A – O – B – O – A

2.

Sebuah getaran menghasilkan frekuensi

50 Hz. Periode getarannya adalah ....

a.

0,5 sekon

b.

0,2 sekon

c.

0,02 sekon

d.

0,05 sekon

3.

Sebuah bandul sederhana bergetar 50 kali

dalam waktu 5 sekon. Frekuensi getaran

tersebut adalah ....

a.

5 Hz

c.

25 Hz

b.

10 Hz

d.

50 Hz

4.

Dua buah ayunan A dan B memiliki

panjang tali yang sama. Jika ayunan

pertama digetarkan dengan simpangan

empat kali ayunan kedua, maka ....

a.

periode A = 4 periode B

b.

periode A = ¼ kali periode B

c.

periode A = periode B

d.

periode A = 2 kali periode B

5.

Pentil sebuah ban sepeda berputar dalam

waktu 2 sekon untuk sekali putaran. Hal

ini berarti frekuensi putarannya adalah ....

a.

4 Hz

c.

1 Hz

b.

2 Hz

d.

0.5 Hz

6.

Dua buah simpul terdekat pada suatu

gelombang akan membentuk ....

a.

½ gelombang

b.

1 gelombang

c.

¼ gelombang

d.

2 gelombang

7.

Jarak yang ditempuh dalam satu periode

disebut ....

a.

frekuensi gelombang

b.

periode gelombang

c.

cepat rambat gelombang

d.

panjang gelombang

8.

Jarak antara dua buah bukit gelombang

terdekat adalah ....

a.

1 ½ panjang gelombang

b.

1 panjang gelombang

c.

1 ¼ panjang gelombang

d.

2 panjang gelombang

9.

Frekuensi sebuah gelombang adalah

400 Hz dan panjang gelombangnya 25 cm,

maka cepat rambat gelombang tersebut

adalah ....

a.

1.600 m/s

c.

400 m/s

b.

1.000 m/s

d.

100 m/s

10.

Pada saat kita menjatuhkan batu ke

kolam yang tenang, kita akan melihat riak

merambat ke pinggir kolam lalu kembali

lagi. Hal ini menunjukkan gejala ....

a.

pembelokan gelombang

b.

pemantulan gelombang

c.

pembiasaan gelombang

d.

perpaduan gelombang

11.

Suatu pegas melakukan 150 getaran dalam

waktu 0,5 menit. Frekuensi getaran pegas

adalah ....

a.

300 Hz

c.

30 Hz

b.

75 Hz

d.

5 Hz

12.

Pada permukaan air yang dijatuhkan batu,

akan terbentuk riak gelombang. Jenis

gelombang yang terbentuk adalah ....

A. Pilihlah jawaban yang paling tepat.

Kerjakanlah di buku latihanmu

.

T

es Kompetensi Bab 12

252

Belajar IPA Membuka Cakrawala Alam Sekitar untuk Kelas VIII

B. Selesaikan soal-soal berikut dengan benar.

1.

A

B

D

C

Berdasarkan gambar ayunan di atas,

jelaskan pengertian mengenai:

a.

simpangan,

b.

amplitudo,

c.

jarak satu periode, dan

d.

satu getaran.

2.

Sebuah benda bergetar sebanyak 100 kali

dalam 10 sekon. Hitunglah:

a.

frekuensi getaran,

b.

periode getaran.

3.

Apakah yang disebut gelombang? Apakah

perbedaannya dengan getaran?

Getaran dan gelombang adalah dua hal yang berbeda, tetapi saling berkaitan. Jelaskan secara rinci

perbedaan keduanya.

4.

Perhatikan gambar berikut. Gelombang

terbentuk dalam selang 1,5 sekon.

1,5

Simpangan

Waktu

1,5

Berdasarkan gambar tersebut, tentukan:

a.

panjang gelombang,

b.

frekuensi gelombang,

c.

periode, dan

d.

cepat rambat gelombang.

5.

Jelaskan apa yang dimaksud dengan:

a.

gelombang transversal,

b.

gelombang longitudinal,

c.

gelombang mekanik, dan

d.

gelombang elektromagnetik.

a.

gelombang elektromagnetik

b.

gelombang berdiri

c.

gelombang transversal

d.

gelombang longitudinal

13.

Satu lembah ditambah satu bukit gelombang

sama dengan ....

a.

¼

c.

½

b.

3/4

d.

14.

Salah satu peristiwa yang menunjukkan

bahwa gelombang dapat dipantulkan

adalah ....

a.

siaran radio diterima di mana-mana

b.

penyerapan cahaya matahari oleh

atmosfer

c.

terbentuknya ombak laut

d.

terjadi gempa bumi

15.

Frekuensi sebuah gelombang adalah 400 Hz

dan panjang gelombang adalah 50 cm. Cepat

rambat gelombang tersebut adalah ....

a.

1.600 m/s

b.

400 m/s

c.

800 m/s

d.

200 m/s

C. Jawablah soal tantangan berikut dengan tepat.