Dalam kehidupan sehari-hari, kita sebenarnya sudah sering menemukan adanya gelombang. Bahkan, sedikit saja gangguan pada air akan menyebabkan timbulnya gelombang. Selain itu, dalam pelajaran fisika pun terdapat pembahasan lengkap mengenai gelombang. Jadi, istilah gelombang ini pasti tidak asing lagi kita dengar. Namun, beberapa orang ternyata masih belum memahami mengenai materi pelajaran yang satu ini. Karena itu, artikel berikut akan mencoba membahas dengan singkat dan jelas khususnya tentang gelombang stasioner.
Apa Itu Gelombang Stasioner?
Gelombang merupakan suatu getaran yang merambat pada medium. Ada bermacam-macam gelombang yang terdapat di sekitar kita. Ada gelombang yang dibedakan berdasarkan cara rambat, gelombang yang dibedakan berdasarkan arah getar, dan pada pembahasan kali ini, kita membahas gelombang yang dibedakan berdasarkan amplitudonya, yakni gelombang berjalan dan gelombang stasioner. Namun, artikel berikut khusus membahas gelombang stasioner saja.
Gelombang stasioner adalah hasil gabungan dari dua buah gelombang yang berjalan dengan amplitudo dan frekuensi yang sama namun arahnya berbeda. Gelombang stasioner disebut juga dengan gelombang diam. Gelombang ini memiliki amplitudo yang berbeda-beda alias tidak tetap sesuai dengan posisinya. Dari pengertian gelombang stasioner tersebut, dibedakan pula dua jenis gelombang, yaitu gelombang stasioner ujung bebas dan gelombang stasioner ujung terikat.
Gelombang stasioner ujung bebas dicontohkan dengan tali yang diikat dengan longgar pada tiang, pipa organanya terbuka, sedangkan gelombang stasioner ujung terikat dicontohkan dengan tali diikat dengan kuat pada tiang di mana pipa organa tertutup. Untuk mendapatkan persamaan gelombang stasioner, sebaiknya lakukan percobaan berikut.
Gelombang Stasioner
Sediakan seutas tali dengan panjang sekitar 4 meter, lalu ikatlah salah satu dari kedua ujungnya pada suatu tiang. Kemudian, getarkan ujung yang satunya lagi naik dan turun. Anda pasti akan melihat rambatan gelombang yang terjadi dari bagian ujung tali yang digetarkan menuju ujung tali terikat. Nah, gelombangnya ternyata tidak sampai di situ saja, tetapi akan dipantulkan kembali menuju arah semula. Gelombang datang dan gelombang pantul ini akan menghasilkan interfensi yang disebut gelombang diam atau stasioner. Gelombang diam terdiri atas perut dan simpul. Perut merupakan posisi titik-titik yang memiliki amplitudo maksimum di gelombang itu, sedangkan simpul adalah posisi titik dengan amplitudo minimum (nol).
Gelombang Stasioner Ujung Bebas dan Terikat
Jika ikatan yang anda buat pada tali tersebut dibuat longgar, gelombangnya dinamakan dengan gelombang stasioner ujung bebas. Persamaan gelombang datang dinyatakan dengan Yd = A sin (wt – kx), sedangkan gelombang pantulnya adalah Yp = A sin (wt + kx). Untuk mendapatkan persamaan gelombang stasionernya, jumlahkanlah kedua persamaan tersebut, YC= Yd + Yp.
Pada gelombang stasioner ujung terikat, superposisi antara gelombang datang dan gelombang pantul adalah sebagai berikut.
y = 2 A sin 2π(x/λ) cos2π (t/T- l/λ)
Jika menggunakan aturan pengurangan sinus, persamaannya adalah sebagai berikut.
sinα – sinβ = 2 sin 1/2 (α-β) cos1/2 (α+β)
Sehingga, superposisinya berubah menjadi persamaan gelombang berikut.
y = 2 A sin 2π(x/λ) cos2π (t/T- l/λ), dengan amplitudo superposisinya adalah : As = 2A sin2π(x/λ) di mana As merupakan amplitudo gelombang superposisi dari gelombang stasioner ujung terikat.
