BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Sebuah batu yang dijatuhkan pada permukaan air akan menyebabkan

pola berbentuk lingkaran, yaitu membentuk gelombang permukaan air

(gelombang transversal). Jika diamati secara sepintas, Nampak bahwa

permukaan air bergerak bersama gelombang tersebut. Akan tetapi, jika diamati

dengan seksama permukaan air tidak bergerak bersama gelombang.

Uraian tersebut merupakan salah satu gejala gelombang yang sangat

mudah diamati. Gelombang dapat terjadi jika suatu sistem diganggu dari

posisi keseimbangannya dan gangguan itu dapat berjalan dan merambat dari

satu tempat ke tempat lain pada sistem itu.

Gelombang transversal banyak kita temui di kehidupan sehari-hari.

Misalnya gelombang tali, gelombang permukaan air, gelombang cahaya dan

sebagainya. Diantara contoh gelombang tersebut ternyata gelombang-

gelombang tersebut memiliki karakteristik masing-masing dan banyak istilah-

istilah yang perlu diketahui.

Maka dalam makalah ini, kami akan menjabarkan secara terperinci

mengenai “Gelombang Transversal”.

B. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam pembahasan “Gelombang Transversal”

adalah sebagai berikut :

1. Apa yang dimaksud dengan gelombang transversal ?

2. Apa saja contoh gelombang transversal ?

3. Bagaimana sifat gelombang transversal ?

4. Bagaimana laju gelombang transversal ?

5. Apa saja istilah-istilah dalam gelombang transversal ?

1

6. Bagaimana penurunan rumus dalam gelombang transversal ?

7. Bagaimana contoh soal dan pembahasan dalam gelombang transversal ?

C. Tujuan Pembahasan

Adapun tujuan pembahasan “Gelombang Transversal” adalah sebagai

berikut :

1. Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan gelombang transversal.

2. Untuk mengetahui contoh dari gelombang transversal.

3. Untuk mengetahu sifat dari gelombang transversal.

4. Untuk mengetahui laju gelombang transversal.

5. Untuk mengetahui istilah-istilah apa saja yang digunakan dalam

gelombang transversal.

6. Untuk mengetahui perumusan dalam gelombang transversal.

7. Agar para pembaca bisa menyelesaikan soal-soal dalam gelombang

transversal.

BAB II

PEMBAHASAN

2

A. Pengertian Gelombang Transversal

Gelombang adalah bentuk dari getaran yang merambat pada suatu

medium. Pada gelombang yang merambat adalah gelombangnya, bukan zat

medium perantaranya. Satu gelombang dapat dilihat panjangnya dengan

menghitung jarak antara lembah dan bukit yang bias disebut gelombang

tranversal.

Gelombang transversal dapat didefenisikan sebagai gelombang yang

memiliki arah rambat tegak lurus dengan arah getarnya. Satu gelombang

terdiri atas satu lembah dan satu bukit, misalnya seperti riak gelombang air,

benang yang digetarkan, gelombang cahaya, gelombang radio, gelombang

radar dan lain-lain. Contoh gelombang transversal adalah gelombang pada tali.

Arah getar gelombang adalah vertikal, sedangkan arah rambatnva horizontal

sehingga arah getar dan arah rambatnva satins.

Gelombang transversal merambat pada medium padat karena gelombang

ini membutuhkan medium yang relatif kaku untuk merambatkan energi

getarnya. Jika medium tempat merambat tidak kaku, partikel medium akan

saling meluncur. Dengan demikian, gelombang transversal tidak dapat

merambat dalam medium fluida (zat cair dan gas).

B. Contoh Gelombang Transversal

1. Gelombang tali

Ketika kita menggerakan tali naik turun, tampak bahwa tali

bergerak naik turun dalam arah tegak lurus dengan arah gerak gelombang.

Bentuk gelombang transversal tampak seperti gambar di bawah :

3

Berdasarkan gambar di atas, tampak bahwa gelombang merambat

ke kanan pada bidang horisontal, sedangkan arah getaran naik-turun pada

bidang vertikal. Garis putus-putus yang digambarkan di tengah sepanjang

arah rambat gelombang menyatakan posisi setimbang medium (misalnya

tali atau air). Titik tertinggi gelombang disebut puncak sedangkan titik

terendah disebut lembah. Amplitudo adalah ketinggian maksimum puncak

atau kedalaman maksimum lembah, diukur dari posisi setimbang. Jarak

dari dua titik yang sama dan berurutan pada gelombang disebut panjang

gelombang (disebut lambda – huruf yunani).Panjang gelombang juga bisa

juga dianggap sebagai jarak dari puncak ke puncak atau jarak dari lembah

ke lembah.

2. Gelombang Permukaan Air

4

3. Gelombang Suara

Perhatikan gambar dibawah ini. Grafik menunjukkan gelombang bergerak

sepanjang jalan dari kiri ke kanan, tapi kenyataannya perjalanan

gelombang suara bergerak ke segala arah menjauhi sumber. Kira-kira

sama seperti riak air yang terjadi ketika kita menjatuhkan sebuah batu ke

dalam kolam. Namun grafik ini, cukup dapat menjelaskan tentang

bagaimana suara bergerak dari satu tempat ke tempat lain.

a. Panjang gelombang: Jarak antara titik manapun pada gelombang (pada

gambar ditunjukkan sebagai titik tertinggi) dan titik setara pada fase

berikutnya. Secara harfiah, panjang gelombang adalah jarak yang

digambarkan dgn huruf “T”.

b. Amplitudo: atau kekuatan sinyal gelombang (intensity). Titik tertinggi dari

gelombang bila dilihat pada grafik. Amplitudo tinggi biasa disebut sebagai

volume yang lebih tinggi,

c. Frequency: Frekuensi waktu yang dibutuhkan oleh gelombang

bergerak dari satu pase ke pase berikutnya dalam satu detik. Diukur

dalam hetz atau cycles per second. Semakin cepat sumber suara

bergetar, semakin tinggi frekuensi.Frekuensi yang lebih tinggi

ditafsirkan sebagai pitch yang lebih tinggi. Sebagai contoh, ketika Kita

menyanyi dengan suara bernada tinggi Kita memaksa pita suara Kita

bergetar lebih cepat.

5

4. Gelombang Cahaya

Karakteristik gelombang cahaya adalah sebagai berikut :

a. Wavelength (gelombang cahaya)

b. Periode

c. Phase

d. Amplitudo

5. Gelombang Radio

6

Dengan berbagai frekuensi, phase atau amplitudo, dapat

menggunakan gelombang radio untuk membawa informasi. Cahaya

nampak memiliki wavelength (panjang gelombang antara 400 nanometer

untuk lampu merah dan 700 nanometer untuk lampu violet. Jumlah siklus

per detik menjalarnya gelombang disebut dengan frekwensi. Karena

gelombang elektromagnetik bergerak pada kecepatan cahaya, ada

hubungan antara gelombang frekuensi dan panjang gelombang, dengan

formula sebagai berikut :

λ  = c/ƒ

Dimana c adalah kecepatan cahaya ( 3 X 108 meter per detik) dan ƒ

adalah frekuensi dari gelombang dalam siklus per detik. Sebab frekuensi

dari sautu gelombang memiliki ukuran yang sangat tinggi, frekuensi

diekpresikan dalam juta siklus per detik /Mega Hertz (MHz) atau milyar

putaran per detik/Giga Hertz (GHz).

Sebagai contoh, jika sebuah stasiun radio favorit memancarkan

gelombang pada 98.8 MHz (98.8 X 106 Hz), dapat dihitung wavelength

dari gelombang radio tersebut, sebagai berikut :

λ  = c/ƒ

λ  = 3.0 X 108/98.8 X 106

λ  = 300000000/98800000 = 3.04 meter

C. Sifat-sifat Gelombang Transversal

Seperti halnya gelombang pada umumnya, gelombang transversal

memiliki sifat sebagai berikut :

1. Dipantulkan (reflection)

Pemantulan gelombang terjadi jika gelombang mengenai penghalang,

misalnya gelombang pada tali.

a. Bukit gelombang dipantulkan sebagai bukit untuk ujung bebas

b. Pada ujung tetap, bukit gelombang dipantulkan sebagai lembah

gelombang

7

Pada pemantulan gelombang berlaku hukum pemantulan, yaitu : sudut

pantul sama dengan sudut datang.

2. Dibiaskan (refraction)

Pembiasan gelombang adalah peristiwa pembelokan gelombang, ketika

gelombang merambat dari satu medium (misalnya udara) menuju medium

lain (misalnya air). Pada peristiwa ini frekuensi dalam kedua medium tetap

sama, tetapi cepat rambat dan panjang gelombangnya tidak sama.

3. Dilenturkan (difraction)

Peristiwa difraksi dapat didapatkan melalui gelombang cahaya yang

termasuk kedalam gelombang transversal.

4. Dipadukan (interference)

Peristiwa interference juga dapat didapatkan melalui gelombang cahaya

yang termasuk kedalam gelombang transversal.

5. Diserap arah getarnya (polaritation)

Peristiwa polarisasi juga dapat didapatkan melalui gelombang cahaya yang

termasuk kedalam gelombang transversal.

Kelima sifat gelombang di atas dimiliki oleh gelombang transversal,

sedangkan gelombang longitudinal hanya memiliki empat sifat gelombang

kecuali sifat polarisasi.

D. Laju Gelombang Transversal

Dalam membahas laju gelombang, kita contohkan di dalam tali yang

diregangkan. Laju gelombang untuk sebuah medium bergantung pada

elastisitas medium pada inersia dari medium tersebut. Untuk sebuah tali yang

meregang elastisitas tersebut diukur oleh tegangan F di dalam tali dimana

semakin besar tegangan maka semakin besar pula gaya pemulih elastis pada

elemen tali yang ditarik ke samping. Ciri inersia di ukur oleh µ, yakni massa

8

per satuan panjang tali. Maka dengan menganggap, bahwa laju gelombang v

hanya bergantung pada F dan µ, maka kita dapat menggunakan analisis

dimensional untuk mencari bagaimana v bergantung pada kuantitas-kuantitas

ini. Dan hasil akhirnya laju gelombang transversal sebagai berikut :

v=√ Fµ

Laju gelombang juga dapat di contohkan pada dawai. Besaran fisika

yang menentukan laju gelombang transversal pada dawai adalah tegangan

dawai F dan massa persatuan panjang (sering disebut juga kerapatan massa

linier) dawai, gaya pemulih yang cenderung meluruskan dawai bila deberi

gangguan juga akan bertambah sehingga menyebabkan laju gelombang

bertambah. Sebaliknya, dengan menambah massa maka gelombangnya

menjadi lambat dan lajunya menjadi berkurang. Secara matematis laju

gelombang transversal dinyatakan dengan persamaan yang sama seperti pada

tali.

E. Istilah – Istilah dalam Gelombang Transversal

Istilah-istilah dalam gelombang transversal :

a. Puncak gelombang adalah titik tertinggi pada gelombang (misal b dan f)

b. Dasar gelombang adalah titik-titik terendah pada gelombang

(misal d dan h)

c. Bukit gelombang adalah lengkungan obc atau efg

9

d. Lembah gelombang adalah cekungan cde atau ghi

e. Amplitudo (A) adalah nilai mutlak simpangan terbesar yang dapat dicapai

oleh partikel (misal b b1 atau d d1)

f. Panjang Gelombang (λ) adalah jarak antara dua puncak berurutan atau

(misal bf ) atau jarak antara dua dasar berurutan (misal dh)

g. Periode (T) adalah selang waktu yang diperlukan untuk menempuh satu

gelombang, atau selang waktu yang diperlukan untuk dua puncak yang

berurutan atau dua dasar yang berurutan.

F. Penurunan Rumus dalam Gelombang Transversal

Besarannya yang digunakan dalam gelombang transversal adalah

sebagai berikut ini:

1. Periode (T) adalah banyaknya waktu yang diperlukan untuk satu

gelombang.

2. Frekuensi (f) adalah banyaknya gelombang yang terjadi dalam waktu 1

sekon.

3. Amplitudo (A) adalah simpangan maksimum suatu gelombang.

4. Cepat rambat (v) adalah besarnya jarak yang ditempuh gelombang tiap

satuan waktu.

5. Panjang gelombang (λ) adalah jarak yang ditempuh gelombang dalam 1

periode. Atau besarnya jarak satu bukit satu lembah.

Persamaan yang digunakan dalam gelombang adalah sebagai berikut :

T = t/n f = n/t

T = 1/f f = 1/T

dimana :

10

T adalah periode (s)

t adalah waktu (s)

n adalah banyaknya gelombang (kali)

f adalah frekuensi (Hz)

Untuk menentukan cepat rambat gelombang digunakan persamaan:

v = λ.f atau v = λ/T

Dimana: λ adalah panjang gelombang (m)

v adalah cepat rambat gelombang (m/s)

G. Contoh Soal dalam Gelombang Transversal

1. Sebuah gelombang pada permukaan air dihasilkan dari suatu getaran yang

frekuensinya 30 Hz. Jika jarak antara puncak dan lembah gelombang yang

berturutan adalah 50 cm, hitunglah cepat rambat gelombang tersebut!

Penyelesaian :

Diketahui :

f = 30 Hz

½ λ = 50 cm 

λ = 100 cm

= 1 m

Ditanya :

v = ..?

Jawab :

11

v = λ.f

= 1.30

= 30 m/s

2. Sebuah pemancar radio bekerja pada gelombang 1,5 m. Jika cepat rambat

gelombang radio 3x108 m/s, pada frekuensi berapakah stasion radio

tersebut bekerja!

Penyelesaian :

Diketahui :

λ = 1,5 m

  v = 3x108 m/s

Ditanya :

f = ..?

Jawab :

f = vλ=3 x108

1,5=2 x108 Hz

3. Jarak antara puncak dan lembah terdekat adalah 80 cm. Bila dalam 10

detik terdapat 60 gelombang yang melewati suatu titik, berapakah cepat

rambat gelombang tersebut?

12

Pembahasan:

Gelombang yang memiliki puncak dan lembah adalah gelombang

transversal.Dari gambar dibawah ini terlihat bahwa ½ λ = 80 cm , sehingga

λ = 160 cn. Dalam 10 s terjadi 60 gelombang.

f  = 60/(10 ) gelombang / s

f  = 6 Hz

V = λ f

   = 160 X 6 = 960 cm/s

   = 9,6 m/s

Jadi cepat rambat gelombang tersebut adalah 9,6 m/s

4. Salah satu ujung tali diikatkan pada sebuah penopang di puncak

terowongan pertambangan yang kedalamannya 80 meter. Tali itu

diregangkan oleh suatu bahan tambang dengan massa 20 kg yang

diikatkan pada ujung bawah tali, massa tali itu adalah 2 kg. ahli geologi

yang berada di dasar terowongan itu member isyarat kepada koleganya

yang berada dipuncak terowongan dengan cara menyentakkan tali ke

samping. Tentukan :

a. laju gelombang transversal yang merambat pada tali ?

b. jika sebuah titik pada tali digetarkan transversal secara harmonic

sederhana dengan frekuensi 2 Hz, berapa panjang gelombang dari

gelombang transversal itu ?

Pembahasan :

a. kita akan mengabaikan perubahan tegangan tali diantara ujung-ujung

tali yang disebabkan oleh berat tali itu sendiri. jadi tegangan tali sama

dengan berat tali yang massanya 20 kg, yaitu :

F = W = mg = (20) (9,8) = 196 N

13

Selanjutnya, kita dapat menentukan massa persatuan panjang tali,

yaitu:

µ=ml=20

80=0,25 kg /m

laju gelombang transversal dapat dihitung dengan menggunakan

persamaan :

v=√ Fµ

=√ 1960,25

=√784=28 m /s

b. λ= vf=28

2=14 Hz

BAB III

14

PENUTUP

A. Kesimpulan

Adapun kesimpulan mengenai pembahasan kami mengenai

“Gelombang Transversal” adalah sebagai berikut :

1. Gelombang transversal dapat didefenisikan sebagai gelombang yang

memiliki arah rambat tegak lurus dengan arah getarnya.

2. Gelombang transversal contohnya gelombang pada tali, gelombang pada

permukaan air, gelombang cahaya, gelombang suara dan gelombang radio.

3. Gelombang transversal memiliki sifat : dipantulkan (reflection), dibiaskan

(refraction), dilenturkan (diffraction), dipadukan (interference) dan diserap

arah getarnya (polaritation)

4. Laju gelombang transversal adalah akar dari pada tegangan F persatuan

panjang atau kerapatan massa liniernya.

5. Dalam gelombang transversal ada istilah-istilah yang perlu kita ketahui

yaitu : puncak gelombang, dasar gelombang, bukit gelombang, lembah

gelombang, amplitudo, panjang gelombang dan periode.

B. Saran

Dengan adanya makalah ini, kiranya dapat menambah wawasan para

pembaca dan kami menyarankan agar para pembaca dapat mempelajari lebih

mendalam mengenai gejala-gejala gelombang transversal dalam kehidupan

sehari-hari.

Demikian makalah ini, jika ada kekurangan kami menerima kritik dan

saran demi penyempurnaan makalah ini. Terima kasih.

DAFTAR PUSTAKA

15

David Halliday dan Robert Resnick. 1985. Fisika. Jakarta: Erlangga.

Douglas C, Gianocoli. 2001. Fisika. Jakarta: Erlangga.

http://akhanggit.wordpress.com/2010/06/29/gelombang-transversal/

http://pusdiklattvri.wordpress.com/2010/06/02/teori-dasar-audio/

http://tyuttytytanium.blogspot.com/2011/08/artikel-gelombang-transversal.html

Ruwanto, Bambang. 2005. Asas-asas Fisika. Yogyakarta: Yudhistira.

Umar, Efrizon. 2007. Fisika dan Kecakapan Hidup. Jakarta: Ganeca Exact.

16