Gelombang Longitudinal – Rumus, Gambar, Contoh Soal

Posted on

Rumus.co.id – Setelah sebelumnya kita membahas tentang gelombang berjalan kali ini kita akan membahas materi tentang gelombang Longitudinal, kita akan jabarkan secara detail dan lengkap dari pengertian, gambar, rumus gelombang longitudinal, dan contoh soal beserta jawabannya.

Pengertian Gelombang

Gelombang merupakan suatu getaran yang merambat. Bentuk ideal dari sebuah gelombang akan mengikuti gerak sinusoide linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan, terbatas jika terbatas, selain itu disebut tak terbatas.

Pengertian Gelombang Longitudinal

Gelombang Longitudinal merupakan gelombang yang mempunyai arah getaran yang sama dengan arah rambatan. Berarti arah gerakan medium gelombang sama atau berlawanan arah dengan perambatan gelombang. Gelombang longitudinal mekanis juga bisa disebut sebagai gelombang mampatan atau gelombang kompresi.

gambar gelombang longitudinal
gambar gelombang longitudinal

Contoh-contoh gelombang longitudinal ialah gelombang suara dan gelombang-p seismik yang disebabkan oleh gempa dan ledakan. Persamaan Maxwell mengindikasikan gelombang elektromagnetik berbentuk gelombang transversal dalam ruang hampa, tetapi gelombang elektromagnetik dalam medium plasma bisa berbentuk transversal, longitudinal, ataupun campuran keduanya.

Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang dapat merambat melalui gas, zat padat, maupun zat cair dengan kecepatan yang tergantung pada sifat elastis dan sifat inersia medium rambat. Manusia hanya bisa mendengar  gelombang bunyi dengan frekuensi antara 20 Hz sampai dengan 20 KHz.

Gelombang bunyi dengan frekuensi di bawah 20 Hz bisa disebut gelombang  infrasonik, contohnya gempa bumi. Gelombang bunyi yang melebihi frekuensi 20  KHz biasa disebut gelombang ultrasonik.

Gelombang longitudinal, juga sering dikenal sebagai gelombang yang memiliki arah yang sama atau berlawanan dengan arah sebagai transfer energi. gelombang yang mengikuti jalan yang sama atau jalur yang berlawanan sebagai jalur transfer energi. Jadi, jika energi sedang ditransfer dari kanan ke kiri, maka gelombang akan baik perjalanan kiri ke kanan atau sebaliknya. Gelombang longitudinal membutuhkan media untuk dapat berjalan.

Rapatan Dan Renggangan

Perhatikan pada Gambar di bawah ini kumparan pegas pertama memadat lebih dekat bersama-sama dan kemudian menyebar jauh terpisah saat gelombang melewati mereka. Tempat dimana partikel memadat pada media menjadi lebih dekat bersama-sama bisa disebut rapatan, dan tempat-tempat di mana partikel-partikel yang tersebar jauh terpisah bisa disebut renggangan.

Semakin besar energi yang dimiliki oleh suatu gelombang, semakin dekat bersama-sama partikel dalam rapatan dan semakin jauh terpisah mereka pada renggangan.

Gelombang Longitudinal

Jarak antara dua rapatan terdekat atau renggangan terdekat dikenal sebagai panjang gelombang.

Rumus Gelombang Longitudinal

Panjang gelombang (λ) pada gelombang longitudinal dari awal sebuah rapatan sampai ke ujung sebuah regangan. Satu gelombang penuh dapat terbentuk jika pada medium (slinki atau tali) diberi satu getaran ( t=T ). Jarak yang biasa ditempuh gelombang dalam waktu satu periode  dinamakan panjang gelombang λ. Misalkan cepat rambat gelombang ialah v, dengan memakai rumus jarak s = vt

Maka rumus-rumus dari gelombang longitudinal adalah :

  • Periode (T)

Periode ialah waktu yang diperlukan untuk melakukan 1 kali getaran.
Persamaan Periode:

T = t/n

Keterangan:
T = periode (s)
t = waktu (s)
n = banyaknya getaran

  • Frekuensi (f)

Frekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu sekon.
Persamaan Frekuensi:

f = n/t

Keterangan :
f = frekuensi (Hz)
t = waktu (s)
n = banyaknya getaran

  • Hubungan antara frekuensi (f) dan periode (T)

f = 1/T atau T = 1/f

Keterangan :
f = frekuensi (Hz)
T = periode (s)

  • Rumus Cepat Rambat Gelombang

λ = v.f atau v =  λ/T

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

(1 gelombang longitudinal  = 1 λ  = 1 rapatan + 1 regangan)

Contoh Gelombang Longitudinal

Gelombang P

Gempa bumi menyebabkan gelombang longitudinal biasa disebut gelombang P. Gangguan yang bisa menyebabkan gempa mengirimkan gelombang longitudinal melalui batuan bawah tanah di semua arah jauh dari gangguan. Gelombang P dimodelkan pada gambar di bawah ini.

 

Gelombang P Longitudinal

 

Tanya ; Dimana letak rapatan dan renggangan pada medium dalam model gelombang P ini ?

Jawab ; Rapatan merupakan tempat di mana garis vertikal dekat bersama-sama. Renggangan ialah tempat di mana garis vertikal yang terjauh terpisah.

Contoh Soal

Contoh Soal 1

Diketahui sebuah gelombang longitudinal mempunyai panjang gelombang 4 m. Apabila frekuensi pada gelombang tersebut ialah 200 Hz, hitunglah berapa cepat rambat gelombang itu?

Penyelesaian :

Diket. λ= 4 m, f = 200 Hz

Ditanya. v = … m/s.

Jawab :

v = λ x f
v = 4 m x 200 Hz
v = 800 m/s

Jadi, cepat rambat gelombang tersebut ialah 800 m/s

Contoh Soal 2

Sebuah slinki dapat menghasilkan gelombang longitudinal dengan jarak antara pusat renggangan dan pusat rapatan yang berdekatan yaitu 40 cm. Jika frekuensi pada gelombang itu adalah 30 Hz, maka hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!

Penyelesaian :

Diketanya. ½ λ = 40 cm, f = 30 Hz

Ditanya. v = …. m/s

Jawab :

Jarak antara pusat rapatan dan renggangan yang berdekatan itu sama dengan setengah dari panjang gelombang ½ λ, maka :

½ λ = 40 cm
λ = 80 cm = 0,8 m
v = λ x f
v = 0,8 m x 30 Hz = 24 m/s.

Jadi, cepat rambat dari gelombang tersebut ialah 24 m/s .

Inilah tadi pembahasan lengkap mengenai materi makalah gelombang longitudinal, Semoga bermanfaat…