Rumus Kecepatan Gelombang dengan Contoh Soal dan Pembahasan

Berdasarkan ilmu fisika, gelombang didefinisikan sebagai perambatan energi dari satu tempat ke tempat lain tanpa menyeret materi yang dilewatinya. 

Misalnya, pada gelombang air, jika sebutir batu dijatuhkan pada air, maka akan timbul gangguan pada permukaan air. Gangguan tersebut tidak membawa atau menyeret materi yang dilewati pada permukaan air. Inilah yang disebut gelombang.

Beberapa jenis gelombang lain adalah gelombang tali, gempa, bunyi, radio, mikro dan cahaya. Berdasarkan medium perambatannya, gelombang dibedakan menjadi dua, yaitu mekanik dan elektromagnetik.

Gelombang mekanik contohnya gelombang air, bunyi, tali, dan gempa merambat melalui suatu medium yang dapat berupa zat padat, cair atau gas.

Sedangkan gelombang elektromagnetik contohnya adalah gelombang cahaya, radio dan mikro yang tidak membutuhkan medium untuk perambatannya.

Rumus Kecepatan Gelombang

Kecepatan gelombang atau cepat rambat gelombang merupakan perbandingan antara perpindahan satu panjang gelombang dan periodenya. Besar kecepatan gelombang merupakan perbandingan antara jarak satu panjang gelombang dan periodenya.

Rumus kecepatan gelombang adalah panjang gelombang dibagi periode gelombang atau ditulis dengan v = λ/T. Lambang λ (lambda) adalah panjang gelombang yang memiliki satuan meter (m). Sedangkan T adalah periode gelombang memiliki satuan detik (s). Maka, satuan kecepatan gelombang adalah m/s.

Panjang gelombang (λ) adalah jarak antara puncak ke puncak yang berurutan atau jarak antara dasar ke dasar yang berurutan. Sedangkan periode gelombang (T) adalah waktu yang diperlukan untuk terjadinya satu gelombang, yaitu waktu yang berlalu antara satu titik puncak berurutan yang melewati titik yang sama pada ruang.

Menghitung kecepatan gelombang juga dapat menggunakan frekuensi (ƒ), yaitu jumlah gelombang dalam satu sekon. Satuan frekuensi adalah Hertz (Hz), rumusnya adalah T = 1/ƒ atau ƒ = 1/T sehingga rumus kecepatan gelombang juga dapat ditulis v = λƒ.

Contoh soal 1

Salah satu ujung seutas tali diikat, sedangkan ujung yang lain digetarkan naik-turun dengan periode 0,2 s sehingga terbentuk dua bukit dan satu lembah. Jika jarak penggetar dengan tiang pengikat 1,5 m, tentukan kecepatan gelombang yang terbentuk!

Pembahasan:

Diketahui: T = 0,2 s

Cari frekuensi gelombang menggunakan rumus periode gelombang.

T = 1/ƒ

0,2 = 1/ƒ

ƒ = 5 Hz

Diketahui terbentuk dua bukit dan satu lembah dengan panjang 1,5 meter. Ingat, panjang gelombang adalah satu bukit dan satu lembah, maka panjang gelombang adalah 3/2 λ.

Hitung panjang satu gelombang sebagai berikut.

 3/2λ = 1,5 m

λ = ⅔ (1,5) = 1 m

Jadi, panjang λ adalah 1 meter. Hitung kecepatan gelombang menggunakan rumus berikut.

v = λƒ

v = 1 × 5 = 5 m/s

Maka, kecepatan gelombang adalah 5 m/s.

Contoh soal 2

Pada permukaan air laut terdapat dua buah gabus yang terpisah satu sama lain sejauh 60 cm. Keduanya naik turun bersama permukaan air laut sebanyak 20 kali selama 10 sekon.

Jika salah satu gabus di puncak gelombang dan gabus yang lain di lembang gelombang, sedangkan di antara kedua gabus terdapat satu bukit gelombang, maka kecepatan gelombangnya adalah…

Pembahasan:

Diketahui n = 1,5; l = 60 cm; ƒ = 2 Hz.