Gelombang Mekanik

Gelombang Mekanik (Mechanical wave)

(Pustaka Fisika). Apa itu gelombang mekanik? Gelombang mekanik adalah sebuah gamnguan atau usikan berjalan yang dalam perambatannya memerlukan medium, yang menyalurkan energi untuk keperluan proses perambatan sebuah gelombang. Kajian gelombang sering dilakukan oleh para ahli ilmu kebumian, misalnya ketika suatu gempa bumi terjadi, berita dari peristiwa itu berjalan melalui permukaan bumi dalam bentuk gelombang seismik. Dengan melakukan kajian gelombang semacam ini, para ahli geofisika mempelajari struktur internal bumi dan di mana gempa bumi kemungkinan akan terjadi pada masa yang akan datang. Ada banyak contoh peristiwa gelombang dalam kehidupan kita sehari-hari. Ketika sedang menikmati ombak lautan di pantai, maka kita akan merasakan terpaan gerak gelombang. Riak-riak di kolam, bunyi musik yang kita dengar, bahkan bunyi lain yang tak dapat kita dengar, semua ini adalah fenomena gelombang.

Gelombang dapat terjadi apabila suatu sistem diganggu dari posisi kesetimbangannya dan bila gangguan itu dapat berjalan atau merambat (propagade) dari suatu daerah sistem itu ke daerah lainnya.

Tetapi, tidak semua gelombang itu termasuk gelombang mekanik. Suatu jenis lain adalah gelombang elektromagnetik, termasuk cahaya, gelombang radio, radiasi inframerah, dan ultraviolet, sinar X dan sinar gamma. Berbeda dengan gelombang mekanik, gelombang eleketromagnetik tidak memerlukan medium, gelombang ini dapat berjalan pada ruang hampa. Dan juga terdapa fenomena gelombang lainnya diantaranya adalah perilaku yang menyerupai gelombang dari partikel atomik dan partikel subatomik. Perilaku ini membentuk sebagian dari dasar mekanika kuantum, yaitu teori dasar yang digunakan untuk analisis struktur atom dan struktur molekul.

Jenis-jenis Gelombang Mekanik

Berdasarkan arah rambat dan arah getarnya gelombang atas dibedakan:

1. Gelombang Transversal

Sewaktu gelombang mekanik berjalan melalui medium, partikel yang membentuk medium mengalami berbagai macam perpindahan (pergeseran), yang bergantung pada sifat gelombangnya. Misalnya yang terjadi pada gelombang dawai, jika ujung dawai atau tali yang mengalami tegangan kita goyang sedikit ke arah atas, maka goyangan itu berjalan sepanjang dawai tersebut. Bagian-bagian dawai yang berurutan mengalami gerak yang sama dengan yang kita berikan kepada ujung dawai itu, tetapi setelahnya secara berurutan. Karena pergeseran medium itu tegak lurus atau transversal terhadap arah perjalanan gelombang sepanjang medium itu, maka gelombang ini disebut gelombang transversal. Jadi, gelombang transversal adalah gelombang yang arah rambatnya saling tegak lurus dengan arah rambatnya.

Contoh lain dari gelombang transversal adalah: gelombang tali, gelombang air, dan semua bentuk gelombang eletromagnetik.

2. Gelombang Longitudinal

Gelombang longitudinanal adalah gelombang yang arah getarnya mempunyai arah yang sama dengan arah rambatnya. Misalnya piston, jika kita menggerakkan piston itu satu kali bolak balik, maka fluktuasi tekanan akan berjalan sepanjang medium itu. Pada waktu ini, gerakan partikel-partikel medium itu adalah gerakan bolak-balik sepanjang arah yang sama seperti arah perjalanan gelombang.

3. Gelombang Tranversal-Longitudinal

Selain itu, terdapat jenis gerakan yang berprilaku sebagai gelombang transversal sekaligus gelombang longitudinal seperti yang diperlihatkan oleh Slinky.

Masing-masing sistem tersebut mempunyai keadaan setimbang. Untuk dawai yang diregangkan, keadaan kesetimbangannya adalah ketika sistem tersebut diam, dan diregangkan sepanjang sebuah garis lurus. Dalam setiap kasus, ada gaya yang cendrung memulihkan sistem itu ke posisi kesetimbangannya bila sistem itu digeser, seperti pada gaya gravitasi yang cendrung menarik sebuah bandul menuju ke posisi kesetimbangannya yang lurus ke bawah bila bandul itu digeser. Ketiga contoh diatas mempunyai sifat yang sama yaitu:

1. dalam setiap kasus gangguan itu berjalan atau merambat dengan laju tertentu melalui medium tersebut, dinamakan laju gelombang  v (wave speed)
2. medium itu sendiri tidak berjalan melalui ruang, partikel-partikelnya masing-masing mengalami gerakan bolak-balik atau gerak turun-naik disekitar posisi kesetimbangannya, pola dari gangguan gelombang itulah yang berjalan.
3. untuk membuat salah satu sistem ini bergerak, kita harus memberikan energi dengan melakukan kerja mekanik pada sistem tersebut.

Gerak gelombang mengangkut energi dari satu medium ke daerah lainnya. Tapi satu hal yang harus dingat adalah gelombang hanya mengangkut energi, tetapi tidak mengangkut materi.

Referensi: Sears dan Zemansky, Fisika Universitas edisi kesepuluh Jilid 2.

Image: diolah dari berbagai sumber.

About these ads