Rumus Frekuensi Gelombang dan Contoh Soal untuk Pendalaman Materi

Gelombang merupakan salah satu hal yang dipelajari di Ilmu Fisika. Gelombang diartikan sebagai penyebaran gangguan dari satu tempat ke tempat lain secara teratur dan terorganisir.

Gelombang terbagi dalam dua jenis, di antaranya yaitu longitudinal dan transversal. Gelombang transversal seperti yang ada di air, dengan permukaan naik dan turun. Sementara gelombang longitudinal seperti gelombang suara, yang terdiri dari kompresi dan rarefaksi bergantian dalam medium.

Berikut rumus frekuensi gelombang yang bisa dipelajari di rumah, lengkap dengan contoh soalnya:

Rumus Frekuensi Gelombang

Merangkum Zenius, diketahui bahwa rumus frekuensi gelombang bisa dihitung dari berbagai indikator. Di antaranya yaitu jumlah getaran dan waktu, kecepatan dan panjang gelombang, periode, cepat rambat gelombang, dan energi kuantum. Kali ini kami ingin membahas masing-masing dari poin tersebut. Berikut lengkapnya.

Rumus Frekuensi Gelombang dari Kecepatan dan Panjang Gelombang

f = n/t

Keterangan:

f: Frekuensi (Hz)
n: Jumlah getaran
t: Waktu yang dibutuhkan untuk melakukan getaran (s)

a. Frekuensi

Surya melalui bukunya yang berjudul Getaran dan Gelombang (2009) menyebutkan bahwa frekuensi adalah ukuran jumlah putaran ulang per peristiwa dalam satuan detik. Frekuensi secara umum disebutkan melalui satuan Hz.

b. Jumlah getaran

Definisi dari getaran adalah gerakan beraturan dari benda yang bergerak bolak-balik. Gerakan tersebut secara teratur bergerak di sekitar titik seimbangnya.

Rumus Frekuensi Gelombang dari Kecepatan dan Panjang Gelombang

f = v/????

Keterangan:

f: Frekuensi (Hz)
v: kecepatan gelombang (m/s)
????: panjang gelombang (m).

Rumus Frekuensi Gelombang dari Periode

f = 1/T

Keterangan:

f: Frekuensi (Hz)
T: Periode (s)

a. Periode

Periode adalah waktu yang dibutuhkan selama partikel satu kali bergetar.

Rumus Frekuensi Gelombang dari Cepat Rambat Gelombang

f = C/????

Keterangan:

f: Frekuensi (Hz)
C: Cepat rambat gelombang (m/s)
????: Panjang gelombang (m)

a. Cepat rambat gelombang

Melansir Quipper, cepat rambat gelombang adalah besaran yang menunjukkan jarak tempuh gelombang tiap satuan waktu. Disebutkan bahwa konsepnya serupa dengan kecepatan Kinematika Gerak Lurus dengan besaran panjang gelombang.

b. Panjang gelombang

Panjang gelombang λ gelombang adalah jarak antara pengulangan bentuk gelombang, jarak ini diukur sejajar dengan arah perjalanan gelombang. Kecepatan rambat gelombang dapat diukur sebagai satu panjang gelombang selama periode (jarak untuk mengulangi siklus dari waktu ke waktu untuk menyelesaikan siklus itu).

Rumus Frekuensi Gelombang dari Energi Kuantum

f = E/h

Keterangan:

f: Frekuensi (Hz)
E: Energi kuantum
h: Konstanta planck (6,626176 x 10-34 Js)

a. Energi kuantum

Energi kuantum merujuk pada energi yang tidak ditransfer secara terus menerus tetapi sebagai paket energi diskret. Artinya, kuantum energi adalah jumlah energi terendah yang dapat ditransmisikan atau diubah menjadi jenis energi lain selama proses fisik.

b. Konstanta planck

Melansir Tech Target, konstanta planck (dilambangkan sebagai h) adalah konstanta universal fundamental yang mendefinisikan sifat kuantum energi dan menghubungkan energi foton dengan frekuensinya. Dalam Sistem Satuan Internasional (SI), nilai konstanta adalah 6,62607015×10−34 joule-hertz−1 (atau Joule-detik).

Contoh Soal Frekuensi Gelombang

1. Sebuah batu dijatuhkan ke dalam air sehingga pada permukaan air timbul lingkaran gelombang yang berjalan. Jika lingkaran pertama menempuh jarak 5 meter selama 2 sekon dan sepanjang itu terdapat 2 gelombang, maka berapa frekuensi dan periode gelombangnya?

Jawab:

Frekuensi:

f= n/t = 20/2s = 10 Hz

Frekuensi dan periode gelombang

T= 1/f = 1/10Hz = 0,1 sekon.

2. Frekuensi sebuah getaran adalah 40 Hz. Hitunglah periodenya.

Jawab:

Frekuensi = f = 40 Hz

Maka frekuensinya?

T = 1/f = 1/40Hz = 1/40 detik.

3. Diketahui bahwa waktu yang dibutuhkan dalam untuk menghasilkan 1 siklus dan gelombang listrik adalah 0,004 /detik, maka berapakah Frekuensinya?

Diketahui:

T = 0,004 detik
f = ?

Jawaban:

f = 1/T
f = 1/0,004
f = 250Hz

Jadi Frekuensinya adalah 250Hz.

4. Diketahui frekuensi pada listrik bolak-balik (AC) dari PLN adalah 50Hz. Pertanyaannya, berapa lama waktu yang diperlukan dalam untuk menghasilkan 1 siklus dan gelombang listrik?

Diketahui:

F = 50Hz
T = ?

Jawaban:

T = 1/f
T = 1/50
T= 0,02 detik

Jadi yang diperlukan adalah 0,02 /detik dalam untuk menghasilkan 1 siklus dan lengkap gelombang listrik.

5. Sebuah radiasi gelombang elektromagnetik tertentu memiliki panjang gelombang 573 nm saat melewati ruang hampa. Cepat rambat gelombang tersebut adalah 3,00 x 108 m/s. Berapa frekuensi gelombang elektromagnetik tersebut?

Pembahasan:

Diketahui: ???? = 573 nm = 5,73 x 10-7 m atau 0,000000573; C = 3,00 x 108 m/s

Ditanya: f

Jawab:

f = C/???? = 3,00 x 108 / 5,73 x 10-7 = 5,24 x 1014 Hz.

Demikian pembahasan mengenai rumus frekuensi gelombang yang bisa dipelajari. Pendalaman materi bisa dilakukan dengan mengerjakan contoh soal di atas.

Sumber soal: Detik, Media Indonesia, dan lain-lain