Gelombang stasioner adalah kombinasi atau superposisi dari dua gelombang yang identik tetapi berlawanan. Misalnya gelombang seutas tali yang diikat salah satu ujungnya, lalu kita mengayunkan ujung yang lain ke atas dan ke bawah.
Amplitudo gelombang stasioner akan bervariasi antara nilai maksimum dan minimumnya. Titik dengan amplitudo maksimum disebut perut dan titik dengan amplitudo minimum disebut node.
Ada dua jenis gelombang stasioner, yaitu gelombang stasioner pada ujung tetap dan gelombang stasioner pada ujung bebas.
Gelombang stasioner adalah hasil perpaduan dua buah gelombang yang amplitudonya selalu berubah. Artinya, tidak semua titik yang dilalui gelombang ini memiliki amplitudonya sama.聽
Saat membahas gelombang stasioner, kamu akan bertemu dengan istilah perut dan simpul. Perut adalah titik amplitudo maksimum, sedangkan simpul adalah titik amplitudo minimum.
Apa itu Gelombang Stasioner?
Gelombang stasioner adalah fenomena dalam fisika gelombang di mana dua gelombang dengan frekuensi dan amplitudo yang sama bergerak dalam arah yang berlawanan dan saling tumpang tindih sehingga menyebabkan nodal dan antinodal pada pola gelombangnya. Dalam kondisi ini, tampaknya ada titik-titik pada gelombang yang diam atau “stasioner,” yang sebenarnya hanya bergerak vertikal dengan amplitudo nol. Bagian-bagian ini disebut “nodal,” sedangkan bagian di antara nodal disebut “antinodal.”
Gelombang stasioner terbentuk ketika gelombang berjalan yang menuju ke arah gelombang lain yang bergerak ke arah yang berlawanan bertemu. Fenomena ini sering terjadi pada berbagai bidang, termasuk gelombang suara, gelombang air, gelombang cahaya, dan bahkan gelombang pada tali atau senar.
Karakteristik Gelombang Stasioner
Beberapa karakteristik penting dari gelombang stasioner adalah:
1. Nodal dan Antinodal
Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, gelombang stasioner memiliki titik-titik nodal dan antinodal. Nodal adalah titik-titik pada gelombang yang diam dan tidak bergerak, sementara antinodal adalah bagian-bagian di antara nodal yang memiliki amplitudo maksimum.
2. Stasioner dan Tidak Berenergi
Salah satu hal yang menarik tentang gelombang stasioner adalah bagian-bagian yang tampak diam atau “stasioner.” Namun, hal ini tidak berarti gelombang ini tidak memiliki energi. Sebenarnya, energi gelombang stasioner terkonsentrasi di antara nodal dan antinodal.
3. Frekuensi yang Sama
Gelombang stasioner terjadi ketika dua gelombang dengan frekuensi yang sama bertemu. Frekuensi yang sama ini menyebabkan gelombang-gelombang tersebut beresonansi, menciptakan pola stasioner.
4. Pembentukan Mode
Setiap pola gelombang stasioner memiliki mode, yang menunjukkan jumlah nodal yang ada pada gelombang tersebut. Mode pertama memiliki satu nodal, mode kedua memiliki dua nodal, dan seterusnya. Mode ini membantu mengidentifikasi berapa banyak titik diam yang ada pada gelombang stasioner.
Contoh Gelombang Stasioner
Salah satu contoh paling sederhana dari gelombang stasioner adalah pada tali yang diikatkan pada kedua ujungnya dan digetarkan. Ketika tali digetarkan pada frekuensi tertentu, gelombang berjalan ke arah kedua ujungnya dan kemudian dipantulkan kembali. Interferensi antara gelombang-gelombang ini menyebabkan terbentuknya pola gelombang stasioner dengan titik-titik diam (nodal) dan bagian-bagian yang bergerak maksimum (antinodal).
Contoh lain dari gelombang stasioner adalah pada tabung organa atau alat musik tiup lainnya. Ketika seseorang meniupkan udara ke dalam tabung tersebut, gelombang suara bergerak ke atas dan ke bawah tabung. Jika panjang tabung sesuai dengan panjang gelombang suara yang dihasilkan, maka akan terbentuk gelombang stasioner di dalam tabung tersebut.
Gelombang stasioner ujung bebas聽
Gelombang stasioner ujung bebas tidak mengalami pembalikan fase. Artinya, fase gelombang datang dan pantulnya sama. Dengan demikian, beda fasenya sama dengan nol.
Perpaduan antara gelombang datang dan gelombang pantul pada ujung bebas menghasilkan persamaan berikut.
Keterangan:
Ap聽= amplitudo gelombang stasioner (m);
Yp聽= simpangan gelombang stasioner (m);
饾湐聽= kecepatan sudut gelombang (rad/s);
t聽 = lamanya gelombang beretar (s);
k聽= bilangan gelombang; dan
x聽= jarak titik ke sumber getar (m).
- Untuk menentukan letak perut dari ujung bebas, gunakan persamaan berikut.
- Untuk menentukan letak simpul dari ujung bebas, gunakan persamaan berikut.
Gelombang stasioner dapat terjadi karena superposisi
Gelombang stasioner dapat terjadi karena superposisi gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung bebas. Contoh soal:
Gelombang stasioner dapat terjadi karena superposisi gelombang datang dan gelombang pantul oleh ujung bebas titik simpul yang kesepuluh berjarak 1,52 m dari ujung bebasnya .jika frekuensi gelombang itu 50 Hz, maka laju rambat gelombangnya adalah….
Diketahui :
x = 1,52 m
f = 50 Hz
n = 10
Ditanyakan : V ?
Dijawab :
x鈧佲個 = (2n-1)聽位/4
1,52 = (2×10-1)聽位/4
1,52 = 19/4聽位
1,52 = 4,75聽位
位 聽 聽 聽= 1,52/4,75
位 聽 聽 聽= 0,32 m
Jadi Laju Rambat Gelombang :
V = f x聽位
聽 聽 = 50 x 0,32
聽 聽 = 16 m/s
Demikianlah teman-teman pembahasan kita hari ini tentang gelombang stasioner, semoga bermanfaat dan jangan lupa di share ke teman-teman yang lain ya.
