Gelombang Stasioner: Rumus dan Contoh Soal

Posted on

Pengertian Gelombang Stasioner serta dilengkapi dengan rumus hingga contoh soal akan kami uraikan secara sederhana agar bisa dengan mudah Anda pahami. Untuk pembahasan lebih lanjut, silahkan simak penjelasannya di bawah ini.

gelombang stasioner

Di zaman ini, banyak anak muda yang menggemari musik. Bahkan, banyak di antara mereka yang sudah mahir dalam menggunakan alat musik, contohnya gitar. Ketika gitar dimainkan, akan muncul irama yang indah untuk didengarkan. Di balik indahnya suara gitar, ternyata ada proses fisika yang berlangsung di dalamnya.

Ketika senar dipetik, akan muncul gelombang sepanjang lintasan senar. Apabila gelombang telah mencapai ujung senarn yang terikat, gelombang akan dipantulkan kembali. Nah, gelombang itu disebut gelombang stasioner. Untuk lebih jelasnya lagi, silakan simak ulasan berikut ini.

Pengertian

Gelombang stasioner merupakan perpaduan antara dua gelombang yang memiliki frekuensi, cepat rambat, dan amplitude yang sama besar namun merambat pada arah yang berlawanan.

Secara sederhana gelombang stasioner adalah perpaduan atau superposisi dari dua gelombang yang identik namun arah rambatnya berlawanan.

Contoh dari gelombang stasioner ialah sebuah tali yang diikat pada sebuah tiang lalu ujung yang lain kita ayunkan. Proses ini akan menimbulkan gelombang datang dan setelah menumbuk tiang akan mengalami gelombang pantul. Gelombang datang dan gelombang pantul tersebut yang kemudian berpadu dan disitulah fenomena gelombang stasioner bekerja.

Padadasarnya gelombang stasioner dibagi menjadi dua yaitu ujung terikat dan ujung bebas. Pembahasan jenis gelombang stasioner akan dibahas lebih lengkap di bawah ini.

Ujung Terikat

gelombang stasioner

Dari gambar ini kita bisa melihat bahwa ujung satu dengan ujung yang lain berbentuk simpul dengan demikian gelombang stasioner ini disebut ujung terikat.

Selain itu juga gelombang stasioner ini mempunyai ciri berupa jumlah sumpul leboh banyak 1 dari jumlah perut.

Ujung Bebas

gelombang stasioner

Dari gambar gelombang di atas kita bisa melihat bahwa pada salah satu ujung akan berbeda dengan ujung yang lain.

Ujung satu tepat pada perut dan ujung yang lain pada sumpul. Pada dasarnya gelombang stasioner ujung bebas ini mempunyai jumlah perut yang sama dengan jumlah simpul.

Rumus

Persamaan gelombang stationer ujung terikat

y1 = A sin (ωt-kx)

y2 = A sin (ωt+kx)

Dimana:

  • y1 dan y2 = persamaan gelombang (m)
  • A = Amplitudo (m)
  • ω = kecepatan sudut
  • t = waktu (s)
  • x = posisi (m)

jika persamaan gelombang bertanda negative maka gelombang berjalan ke kanan, sedangkan jika bertanda positif maka gelombang berjalan ke kiri.

Super posisi kedua gelombang

ys = y1 +y2 = 2A sin kx cos ωt

ys = super posisi gelombang (m)

Contoh Soal

Tali yang mempunyai panjang 10 meter, salah satu ujungnya terikat pada sebuah pohon dan ujung yang lainnya digerakkan secara terus-menerus dengan amplitudo 10 cm serta frekuensi 5 Hz.

Apabila cepat rambat gelombang pada tali tersebut adalah 5 m/s. Berapa amplitude padatitik P  yang terletak pada jarak 2m dari ujung terikat tali tersebut. 

Jawab:

Diketahui:

Panjang tali (l) = 10m

Ujung terikat

A = 10 cm

f = 5Hz

v = 5 m/s

Penyelesaian:

v = λf

5 = λ 5

λ = 1m

Ap = 2A sin kx

Ap = 2 A sin 2 pi x/ λ

Ap = 2 10 sin 2 pi 2 / λ

Ap = 2 10 0

Ap = 0 m

Jadi amplitude padajarak 2 m di titik P adalah 0 m. Keadaan itu berarti amplitude pada keadaan simpul gelombang yang menjadikan nilai amplitude di titik P bernilai 0