Gelombang Stasioner dan Proses Pembentukannya

HusainAmad.com Ketika senar gitar dipetik, suara yang dihasilkan tergantung pada cara senar bergetar. Jika senar dipetik dengan lembut di tengahnya, gelombang stasioner dengan frekuensi konstan adalah terjadi pada senar.

Suara yang dihasilkan oleh karena itu memiliki frekuensi konstan. Jika senar gitar dipetik dengan kasar. senar bergetar dengan cara yang lebih rumit dan nada yang dihasilkan mengandung frekuensi lain, serta frekuensi yang dihasilkan ketika dipetik dengan lembut.

Gambar 1

Gelombang stasioner terbentuk ketika dua gelombang progresif melewati satu sama lain. Hal ini dapat dicapai pada seutas tali dalam keadaan tegang dengan mengencangkan kedua ujungnya dan membuat bagian tengahnya bergetar, sehingga gelombang progresif merambat ke masing-masing ujung, dipantulkan, dan kemudian melewati satu sama lain.

Pola gelombang stasioner yang paling sederhana pada seutas tali ditunjukkan pada Gambar 2. Ini disebut harmonik pertama dari senar (kadang-kadang disebut sebagai modus getaran dasarnya). Ini terdiri dari loop tunggal yang memiliki simpul (titik tanpa perpindahan) di kedua ujungnya.

Gambar 2

Senar bergetar dengan amplitudo maksimum di tengah-tengah antara node. Posisi ini disebut sebagai antinode. Akibatnya, senar bergetar dari sisi ke sisi berulang kali. Untuk pola ini, terjadi jarak antara simpul pada kedua ujung, yaitu, panjang tali harus sama dengan setengah panjang gelombang gelombang pada tali.

Jarak\ antara \ simpul=\frac{1}{2}\lambda

Jika frekuensi gelombang yang dikirim sepanjang tali dari kedua ujung dinaikkan terus, pola pada Gambar 2 menghilang dan pola baru diamati dengan dua loop yang sama di sepanjang tali.

Pola ini. ditunjukkan pada Gambar 3, memiliki simpul di tengah serta di kedua ujungnya. Ini terbentuk ketika frekuensi dua kali lebih tinggi seperti pada Gambar 2, sesuai dengan setengah panjang gelombang sebelumnya. Karena jarak dari satu simpul ke simpul berikutnya sama dengan setengah panjang gelombang, maka panjang tali sama dengan
satu panjang gelombang penuh.

Gambar 3

Gelombang stasioner yang bergetar bebas tidak mentransfer energi ke sekitarnya. Amplitudo getaran adalah nol pada node sehingga tidak ada energi di node. Amplitudo getaran maksimum di antinode, jadi ada energi maksimum di antinode. Karena simpul dan antinodc melengkung pada posisi tetap, tidak ada energi yang ditransfer dalam pola gelombang stasioner yang bergetar bebas.

Penjelasan tentang gelombang stasioner
Anggap dua gelombang progresif yang melewati satu sama lain.

  • Saat sefase, keduanya saling menguatkan sehingga menghasilkan gelombang besar, seperti terlihat pada Gambar 4a.
  • Seperempat siklus kemudian, kedua gelombang tersebut masing-masing bergerak
    seperempat panjang gelombang dalam arah yang berlawanan. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4b, mereka sekarang dalam antifase sehingga mereka membatalkan satu sama lain.
  • Setelah seperempat siklus selanjutnya, kedua gelombang kembali ke fase. Resultannya lagi-lagi merupakan gelombang besar seperti pada Gambar 4a, kecuali dibalik.
Gambar 4

Titik-titik di mana tidak ada perpindahan (yaitu, simpul-simpul) tetap pada posisinya secara keseluruhan. Di antara titik-titik ini, gelombang stasioner berosilasi di antara node. Secara umum, dalam setiap pola gelombang stasioner:

  1. Amplitudo partikel yang bergetar dalam pola gelombang stasioner bervariasi dengan posisi dari nol pada simpul hingga amplitudo maksimum pada antinode.
  2. Beda fasa antara dua partikel yang bergetar adalah: (*) nol jika dua partikel berada di antara simpul yang berdekatan atau dipisahkan oleh jumlah simpul yang genap; dan (*) 180° (= π radian) jika dua partikel dipisahkan oleh jumlah simpul yang ganjil.

Jika menurut anda artikel ini bermanfaat, silahkan untuk membagikannya, memberi komentar, dan meng klik iklannya…. Hal ini dapat menjaga eksistensi website ini. Terima kasih

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *