Name: Gelombang Berdiri pada Gelombang Bunyi
Uploaded: 2023-10-04

Dr. Getbogi Hikmawan, S.Si., M.Si.

Video ini membahas tentang gelombang berdiri pada gelombang bunyi, di mana terjadi interferensi antara dua gelombang bunyi yang merambat ke arah berlawanan. Dengan superposisi dua fungsi simpang gelombang, kita dapatkan persamaan gelombang berdiri. Amplitudo gelombang berdiri tergantung pada posisi tempat pengamatan, di mana simpangan akan maksimal saat sin kx bernilai plus minus 1. Contohnya terlihat pada alat musik petik seperti gitar, di mana panjang senar akan sebanding dengan setengah atau satu lambda tergantung pada jumlah simpul. Frekuensi bunyi yang dihasilkan tergantung pada panjang senar, tegangan, dan jenis senar. Interferensi gelombang bunyi ini memberikan pemahaman tentang hubungan antara panjang senar, frekuensi, dan jenis bunyi yang dihasilkan.

Nah sekarang kita akan coba melihat sebuah kasus khusus di mana intervensi gelombang bunyi itu terjadi antara dua gelombang bunyi yang merambat ke arah yang berlawanan.

Yang pertama kita bisa cek di sini S1 merambat ke arah kanan dengan tanda minus pada fungsi sudut fasalnya dan S2 itu bertanda plus merambat ke arah kiri.

Untuk kiri dan kanan terkait dengan gelombang anda cek lagi pada video terkait dengan gelombang mekanik di awal pada bab ini ya.

Maka jika kita interferensikan atau superposisikan atau kita jumlahkan dua fungsi simpang gelombang yang berinterferensi ini,

kita akan mendapatkan suatu persamaan yang kita sebut sebagai persamaan gelombang berdiri atau gelombang stasioner.

Sekali lagi kita mendapatkan hasil yang sama ketika kita membahas terkait superposisi gelombang berdiri pada gelombang mekanik pada tali.

Ya di mana amplitude dari gelombang berdiri hasil intervensi antara dua gelombang yang saling berlawanan ini,

ini akan bergantung pada titik X tempat kita melihat.

Jadi kalau kita bisa melihat di sini fungsinya bukanlah lagi fungsi gelombang yang merambat seperti biasa,

karena tidak ada fungsi sudut fase yang merupakan kombinasi antara posisi dengan waktu.

Tapi kita bisa melihat karena ada fungsi cosinus omega t berdiri sendiri,

maka kita bisa bayangkan bahwa nilai dari simpangan gelombang berdiri ini akan berubah seringkan waktu,

kemudiannya nilainya juga bergantung pada posisi tempat simpangan kita amati.

Jadi kalau kita bisa melihat ketika sin kx itu sama dengan 0,

artinya pada saat titik X tersebut nilai amplitude dari gelombangnya itu akan sama dengan 0,

sedangkan ketika sin kx bernilai plus minus 1,

maka amplitude dari gelombang berdiri itu akan maksimal bergantung pada nilai dari X maksimal dari sumbernya.

Dan kita bisa spesifikasi di mana titik simpul dan perutnya dengan meninjau nilai sinus dari sudut fase amplitudenya.

Saat terjadi simpul atau ketika nilai amplitudenya sama dengan 0, itu terjadi ketika sinus kx sama dengan 0.

Ketika kita analisis, kita akan dapatkan itu terjadi pada saat X sama dengan kelipatan n lambda dibagi dengan 2.

Jadi bergantung pada nilai lambdanya, sedangkan posisi perutnya akan selalu berada pada X sama dengan n plus setengah per 2 dari lambda.

Menariknya kalau kita bicara soal gelombang bunyi ini, kita mungkin bisa tinjau kasus alat musik petik seperti gitar atau violin atau apapun.

Jika Anda berbicara soal gitar, maka pada saat kita memetik senar, pada dasarnya gelombang itu merambat dari tempat kita memetik senar sampai ke ujung dari leher gitarnya.

Lalu kemudian karena di ujung senarnya itu ditahan, kalau Anda belajar main gitar, maka gelombangnya berbalik kembali.

Jadi kalau kita bisa bayangkan misalnya ada gitar di sini ya.

Jadi kalau kita petik senarnya di sini, maka gelombang akan mengalir menuju ke ujung leher gitar.

Lalu memantul kembali, karena ditahan oleh ujung gitarnya, dia memantul kembali ke sini.

Nah saat memantul kembali, dia akan berinterferensi dengan gelombang yang datang dari saat kita memetik gitarnya.

Itulah artinya ada peristiwa interferensi gelombang yang terjadi karena dia gelombang mekanik yang merambat melalui senar dan bunyi yang juga berinterferensi karena senar itu bergetar.

Nah artinya kemudian kalau kita bisa bayangkan misalkan ada dua note atau dua simpul yang terjadi pada saat senar ini digetarkan,

maka panjang senar akan sebanding dengan setengah lambda.

Atau kalau ada tiga simpul dan artinya itu termasuk ada dua perut, maka panjang senar akan sama dengan lambda atau panjang gelombang yang berinterferensi.

Begitu pula setelahnya, maka kita bisa dapatkan hubungan antara panjang senar dengan panjang gelombang bunyi yang dihasilkan.

Dimana L akan sama dengan N per dua dikalikan dengan lambda.

Dengan definisi lambda atau panjang gelombang yang akan sama dengan kecepatan gelombang dibagi dengan frekuensi,

kita akan dapatkan bahwa frekuensi atau nada yang dihasilkan dari gelombang bunyi yang terjadi pada senar akan sebanding dengan N per dua dikali V dibagi dengan panjang senar.

Dimana N itu adalah cacahan atau jumlah dari perut yang muncul.

Jika satu maka Nnya sama dengan satu, jika ada dua perut dia akan ada dua.

Dari pembahasan terkait gelombang yang muncul pada tali, kita tahu bahwa kecepatan perambat gelombang pada tali itu akan dipengaruhi oleh tegangan tali dibagi dengan masa atau densitas masa persatuan panjang tali.

Artinya kalau kita masukkan frekuensi itu akan sebanding dengan N per dua, L dikalikan dengan akar F per mu.

Untuk bunyi, frekuensi itu dilihat terkait dengan jenis tangan nada.

Jadi kalau kita bicara soal tangan nada C, D, E, F dan seterusnya, maka pada dasarnya C dengan D itu memiliki frekuensi yang berbeda.

Artinya perbedaan frekuensi yang muncul karena ada senar yang diketarkan dengan menghasilkan bunyi itu berasal dari perbedaan panjang, beda tegang atau ditekannya, dan beda jenis senarnya, tebalnya.

Karena M mu itu adalah masa persatuan panjang.

Makanya jika kita bicara soal gitar, ketika kita menekan jari kita di fret tertentu, itu akan membuat panjang senarnya jadi lebih pendek, itu akan membuat kita mendapatkan frekuensi yang berbeda.

Nah perisiwa ini adalah salah satu contoh perisiwa dari interferensi gelombang bunyi yang terjadi di kehidupan kita.