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

Video ini membahas tentang gelombang mekanik pada tali, khususnya kecepatan rambat gelombang. Ketika gelombang merambat melalui tali, tegangan tali di kedua ujungnya akan sama. Dengan memperhitungkan massa jenis tali, hukum Newton, dan aproksimasi sudut kecil, kita dapatkan persamaan kecepatan rambat gelombang bergantung pada tegangan tali dan rapat massa persatuan panjang. Hal ini menjelaskan mengapa gelombang pada tali dengan karakteristik yang berbeda akan merambat dengan kecepatan dan frekuensi yang berbeda pula, seperti pada senar alat musik yang menghasilkan nada yang berbeda.

Baik setelah kita mengenal karakteristik dari simpangan dari gelombang maka kita akan coba melihat

dari sisi gelombang mekanik ketika gelombang merambat melalui sebuah tali.

Misalkan kita lihat tali dilihat dari atas ya dia mengalami kita getarkan atau kita rambatkan gelombang pada tali

jadi pada saat tali itu di gelombang itu merambat pada tali maka tali itu mengalami

tegangan di kedua ujung tali ketika tali itu sedang dilewati oleh puncak gunung dari sebuah gelombang.

Kalau ada bisa lihat ilustrasinya yang merah ini adalah tali ya jadi tali itu ketika gelombang melewat ke atas

maka ini ada puncak gelombang yang dilalui begitu pun dengan lembah ya jadi kejadiannya sama

pada saat suatu puncak gelombang mengangkat tali sehingga tali terlipat seperti ini ya menekuk seperti ini

maka di ujung kiri dan ujung kanan dari tali dia akan mengalami gaya tarik tali yaitu T

disini kita anggap tali tidak bermasa jadi T yang sebelah kiri akan sama dengan T sebelah kanan

misalkan kita tinjau satu elemen potongan tali ketika ini terjadi yaitu sepanjang delta L

maka jika kita dilihat atas ya dengan kita mengabaikan gravitasi yang arahnya harusnya ke bawah

karena tidak ada hubungannya dengan getar yang arahnya atas dengan bawah

tegangan tali ini bisa kita bongkar sesuai komponennya yaitu komponen sejajar dengan

hubungan horizontal yaitu T cos theta dan komponen tegak lurus dengan horizontal T sin theta

mula-mula kita lihat ya dari segi kesebangunan jadi sudutnya mungkin saya gambar lebih jelas itu bentuknya seperti ini

jadi ini adalah bukaan sudut ya delta L itu kan busur yang kita bisa lihat mengalami banyak fragmentali ya

panjang fragmentali yang dilewati oleh puncak lubang ini dengan panjang delta L sumbunya

maka jika ini kita tinjau sebagai sudut theta maka dengan kesebangunan kita akan tahu ini sudut theta

sehingga kita bisa bongkar tegangan tali melalui sudut theta ini dengan komponen horizontal yaitu T cos theta

karena tegangan tali itu terjadi di sisi kiri dan sisi kanan maka sisi kanan pun juga akan sama bisa kita bongkar dari komponennya

konsekuensinya komponen tegangan tali yang sejajar dengan sumbu horizontal akan saling menghilangkan

tapi komponen yang sejajar dengan sumbu vertical itu akan saling menguatkan yang arahnya ke bawah

Nah sekarang jika kita tinjau potongan tali ini itu mempunyai masa jenis atau istilahnya rapat masa persatuan panjang adalah mu

maka masa dari fragmentali dengan panjang delta L itu akan sama dengan mu dikalikan dengan delta L

Nah jika kita tinjau hukum Newton yang terjadi maka sigma yang ada gaya masih resultan G nya tidak sama dengan 0

akan sama dengan adalah gaya sejajar dengan sumbu G karena sejajar sumbu X nya dia akan saling menghilangkan

kita bisa lihat akan sama dengan delta M karena itu adalah masa dari partisi atau fragment kawat dikalikan dengan Ay

Nah kita lihat karena kita bisa pandang kita bisa aproksimasi fragmentali ketika dilewati oleh suatu gelombang itu seperti sedang melewati suatu lintasan melingkar

maka percepatan yang dialami oleh fragmentali adalah percepatan sentripetal dimana delta M kita sudah substitusi akan sama dengan mu dikali delta L

Resultan gaya ke arah sumbu Y itu adalah 2T sinteta akan sama dengan rapat masa persatuan panjang

dikalikan dengan panjang fragment kawat dikalikan dengan percepatan sentripetal kita akan dapatkan persamaan standar untuk

kalau kita bisa bayangkan persamaan gerak untuk setiap partisi tali yang dilalui gelombang

Disini ada fungsi sinus tentu saja ya karena bergantung pada sudut bukaan disini

Sekarang bayangkan jika sudut teta itu kecil sekali artinya sempit sekali partisinya sangat kecil

kita hanya melihat satu tip of puncak dari gelombang

karena kalau kita bisa kalau gelombang pada dasarnya puncak dari gelombangnya itu kan tidak terlalu luas ya harusnya

ini hanya satu tip saja maka kita bisa aproksimasi dengan aproksimasi sudut kecil

dimana kita sudah mempelajarinya sebelumnya tentang aproksimasi sudut kecil

ketika teta sangat kecil maka nilai sinus teta akan mendekati teta

jika Anda bingung dari mana ini berasal Anda sepertinya harus membuka lagi video tentang osilasi harmonik terkait dengan bandul magnetis

karena disitu saya akan menjelaskan mengapa aproksimasi teta itu akan menyebabkan sinus teta nilainya mendekati teta

sehingga ketika kita ubah maka suku di kiri akan sama dengan 2t dengan teta

akan sama dengan mu delta L V kode per R dimana teta itu adalah sudut yang ditempuh secara rotasi dari fragment kawat ini

maka akan sebanding dengan panjang fragment kawat dibagi dengan jari-jari kawat

karena ini bicara soal definisi busur lingkaran juga ya

artinya delta L dan R yang ada di sisi kiri dan sisi kanan bisa kita eliminasi

sehingga yang bersisa hanyalah tegangan yang dirasakan oleh kawat akan sama dengan rapat masa persatuan panjang dari kawat

dikalikan dengan kecepatan rambat gelombang kwadrat

sehingga kalau kita uraikan sedikit kita akan dapatkan bahwa kecepatan rambat gelombang pada tali itu bergantung pada akar dari tegangan tali

atau gaya yang diberikan pada tali dibagi dengan mu atau rapat masa persatuan panjang dari tali

artinya kalau jika kita bayangkan gelombang merambat pada tali maka kecepatan rambat gelombangnya akan bervariasi bergantung pada tegangan talinya

artinya jika ada tali yang sama, tali lain dengan istilahnya T dan mu yang berbeda maka gelombang akan merambat dengan kecepatan berbeda

dan kecepatan rambat itu berhubungan dengan panjang gelombang, periode, dan frekuensi

artinya jika gelombang merambat dengan kecepatan rambat berbeda maka bisa jadi dia menghasilkan frekuensi yang berbeda juga

nah kalau kita bayangkan alat musik gitar, setiap senarnya memiliki tebal berbeda dan panjang yang sudah disesuaikan

artinya jika tebalnya berbeda maka rapat rambatnya juga berbeda, frekuensinya berbeda

itulah mengapa setiap senar pada gitar atau viola itu memiliki nada yang berbeda

untuk nada kita akan lihat nanti ketika kita membahas tentang gelombang bunyi