Gelombang Transversal : Pengertian – Contoh – Rumus dan Contoh Soal

Bab tentang gelombang pada Ilmu Pengetahuan Alam mencakup pembahasan yang luas karena gelombang ini terbagi-bagi menjadi beberapa kelompok berdasarkan jenisnya. Bahkan, setiap contoh gelombang mempunyai penjelasan tersendiri yang cukup unik. Oleh karena itu, artikel kali ini akan membahas gelombang secara lebih khusus, yaitu gelombang berdasarkan arah rambatannya.

Gelombang yang merupakan perambatan getaran dan transfer energi menurut arah rambatannya, dibagi menjadi dua; gelombang longitudinal dan gelombang transversal. Kedua gelombang ini dijelaskan dalam dua artikel berbeda secara lengkap. Pada artikel ini kita akan menguraikan tentang gelombang transversal.

Gelombang transversal adalah gelombang dengan arah gerakan tegak kurus terhadap rambatannya sehingga dalam beberapa hal lebih terlihat. Jika arah gerakan gelombang Barat dan Timur, maka arah rambatannya Utara ke Selatan atau sebaliknya.

Gelombang jenis ini dapat diamati dalam banyak hal dalam kehidupan sehari-hari tetapi yang paling jelas adalah gelombang pada tali atau dawai. Ikatkanlah ujung seutas tali dengan panjang tertentu pada sebuah tiang. Selanjutnya hentakkan ujung tali lainnya. Maka, kita dapat melihat gelombang terjadi dengan gerakan seperti bukit dan lembah. Bagian yang menjulang disebut sebagai puncak gelombang sedangkan yang paling rendah disebut lembah gelombang.

Ciri-ciri dan sifat umum gelombang transversal, hampir sama dengan ciri gelombang pada umumnya, yaitu:

1. Difraksi

Gelombang transversal dapat mengalami difraksi atau pemantulan di saat energi berpindah. Difraksi terjadi jika gelombang membentur tepi kendala. Jika tepi kendala teratur maka akan membentuk pemantulan teratur sedangkan jika tepi kedala tidak teratur bentuknya maka akan terbentuk pantulan baur atau tidak teratur.

2. Efek Doppler

Semua gelombang transversal dapat memberi efek gerak relatif antara sumber gelombang dan penerima. Pada gelombang longitudinal, hanya gelombang bunyi yang memiliki efek ini.

3. Interferensi

Gelombang dapat berinterferensi, yaitu peristiwa bergabungan dua buah gelombang pada yang titik yang sama jaraknya.

4. Refleksi

Gelombang mengalami pembiasan atau perubahan arah jika bergerak memasuki medium baru. Perubahan arah dapat mendekati garis normal (seharusnya) atau menjauhi. Contohnya, gelombang cahaya yang bergerak dari udara masuk ke dalam air.

5. Refraksi

Definisi refraksi sedikit berbeda dengan refleksi meski sering disebut juga sebagai pembiasan. Refraksi terjadi jika gelombang memasuki lingkungan baru, bukan medium baru. Perubahan yang terjaid adalah perubahan kecepatan. Misalnya, gelombang air laut dari perairan laut dangkal ke perairan laut dalam.

6. Shockwave

Gelombang transversal juga mengalami perpindahan tumpah tindih yang membentuk kerucut tinggi. Ini terjadi pada saat gelombang air laut lebih tinggi dari biasanya.

7. Polarisasi

Hanya gelombang transversal yang mengalami polarisasi, yaitu perubahan arah tegal lurus ketika dalam perjalanan. Pada gelombang cahaya polarisasi terbentuk saat cahaya bertemu filter polarisasi pada kaca jendela. Bunyi tidak membentuk polarisasi seperti cahaya.

Gelombang transversal lebih banyak ditemui dalam kehidupan sehari-hari. Mungkin karena gelombang ini lebih mudah terlihat cirinya.

1. Gelombang Cahaya

Yang dimaksud gelombang cahaya adalah rambatan cahaya yang setiap hari kita lihat, seperti cahaya matahari, cahaya lampu, dan sebagainya. Matahari yang terdiri dari gas penyusun matahari, cahayanya merambat dengan kecepatan tertentu hingga sampai ke bumi degan jarak jutaan kilometer.

Gelombang cahaya bersifat dapat dibiaskan, dapat dipantulkan, dapat menembus benda bening, dapat berinterferensi, merambat lurus, dan membentuk bayangan. Bayangan terjadi jika cahaya membentur benda gelap. Sedangkan jika cahaya membentur benda terang atau bening maka cahaya akan diteruskan atau dipantulkan. Pantulan cahaya pada benda yang menyebabkan sebuah benda dapat dilihat mata kita.

2. Gelombang pada Tali

Gelombang pada tali paling sering dijadikan contoh gelombang transversal. Tali yang terikat di bagian ujung dan dihentakkan bagian ujung lain akan memperlihatkan secara jelas bentuk gelombang. Pada banyak contoh soal, gambaran gelombang ini selalu dijadikan acuan.

3. Permukaan pada Permukaan Air

Jika kita memperhatikan dengan seksama, gelombang pada permukaan air laut akan mirip dengan gelombang tali. Ada puncak dan lembah gelombang yang terlihat. Ini menunjukkan gelombang permukaan air adalah gelombang transversal. Pada gelombang air laut akan terlihat beberapa sifat gelombang sekaligus, seperti refraksi, difraksi, dan refleksi.

Perhitungan atau rumus pada gelombang longitudinal dan gelombang transversal pada dasarnya mirip satu sama lain. Perbedaannya hanya terletak pada pengertian panjang gelombang dan adanya amplitudo yang terjadi karena adanya lembah dan puncak dengan ketinggian tertentu. Penjelasan beberapa istilah pada perhitungan dan rumus gelombang transversal dijelaskan sebagai berikut.

• Simpangan, yaitu jarak satu titik pada gelombang terhadap posisi seimbang yang biasanya diberi acuan seperti sumbu x pada sumbu koordinat.
• Puncak gelombang, yaitu titik tertinggi pada gelombang.
• Dasar gelombang, yaitu titik paling rendah pada gelombang.
• Bukit gelombang, yaitu lengkungan yang berada di atas garis seimbang gelombang, sebelum puncak atau setelah puncak.
• Lembah gelombang, yaitu lengkungan yang berada di bawah garis seimbang gelombang, sebelum atau sesudah dasar gelombang.
• Amplitudo, yaitu jarak puncak atau dasar gelombang diukur dari posisi seimbang gelombang yang digambarkan sebagai garis lurus sumbu x pada sistem koordinat.
• Panjang gelombang, yaitu jarak antara puncak gelombang satu sampai puncak gelombang berikutnya atau jarak antara dasar gelombang ke dasar gelombang berikutnya. Disebut satu gelombang pula jarak antara satu titip pada gelombang ke titik berikutnya yang sama posisi.
• Periode gelombang (T) : yaitu waktu yang dibutuhkan untuk menempuh satu kali gelombang atau dapat juga waktu dalam detik berbanding jumlah gelombang yang dilaluinya (n/t)
• Frekuensi gelombang (v), yaitu banyaknya gelombang yang terjadi dalam setiap satuan waktu atau satu detik.
• Cepat rambat gelombang (v), yaitu jarak yang dapat ditempuh gelombang dalam tiap satuan waktu (s/t)

Rangkuman dari semua pengertian di atas dalam bentuk rumus digambarkan di bawah ini.

Perhatikan gelombang transversal yang terjadi pada tali seperti pada gambar.

Jika gelombang merambat dengan kecepatan 30 m/s, frekuensi gelombang tersebut adalah…
Jawab :
Gambar menunjukkan 2, 5 gelombang = 7,5 m
Panjang gelombang = 7,5 m / 2,5 = 3 m
Kecepatan (v) = 30 m/s
Frekuensi = Kecepatan : Panjang Gelombang = v/s = 30 / 3 = 10 Hz

Gambar berikut menunjukkan gelombang transeversal pada dawai.

Tentukanlah amplitudo, periode, dan panjang gelombang!

Jawab :
Dalam gambar terjadi dua gelombang (n=2) dengan panjang n/2 gelombang = 4 m dan waktu 8 detik.
Maka berdasarkan pengertian amplitudfo, periode, dan panjang gelombang, diperoleh:
Amplitudo = 4 cm = 0,04 m
Peridode = t /n = 8 /2 = 4 detik
Panjang gelombang = n/2 x 4 = 4 x 4 m = 16 m

Demikian pembahasan tentang gelombang transversal. Semoga dapat menambah pemahaman kita dalam mempelajarinya.