Simulasi Percobaan Gelombang Tali

 

A. Pengantar

Ketika tali diberi simpangan, tali akan bergetar dengan arah getaran ke atas dan ke bawah. Pada tali, gelombang merambat tegak lurus dengan arah getarnya. Bentukan seperti ini disebut gelombang transversal. Panjang gelombang transversal sama dengan jarak satu bukit gelombang dan satu lembah gelombang (a-b-c-d-e pada Gambar di bawah).

 

Grafik Simpangan terhadap Arah Rambat

Panjang satu gelombang dilambangkan dengan λ (dibaca lambda) dengan satuan meter. Simpangan terbesar dari gelombang itu disebut amplitudo (bb' atau dd' pada Gambar di atas). Dasar gelombang terletak pada titik terendah gelombang, yaitu d dan h, dan puncak gelombang terletak pada titik tertinggi yaitu b dan f. Lengkungan c-d-e dan g-h-i merupakan lembah gelombang. Lengkungan a-b-c dan e-f-g merupakan bukit gelombang.

Waktu yang diperlukan untuk menempuh satu gelombang disebut periode gelombang,  satuannya  sekon  (s)  dan  dilambangkan  dengan T.  Jumlah gelombang yang terbentuk dalam 1 sekon disebut frekuensi gelombang. Lambang untuk frekuensi adalah f dan satuannya hertz (Hz). Gelombang yang merambat dari ujung satu ke ujung yang lain memiliki kecepatan tertentu, dengan menempuh jarak tertentu dalam waktu tertentu pula.

Kecepatan rambat gelombang dirumuskan:

 V  = λ / T atau V = λ x f

dengan,

V  =  cepat rambat gelombang tali (m/s)

λ =  Panjang gelombang tali (m)

T  =  Periode (sekon)

f = frekuensi (Hz)

Bila percobaan gelombang sulit dilaksanakan, sebagai gantinya bisa melaksanakan Simulasi  Percobaan Gelombang Tali dari phet.colorado.edu. 

 

B. Alat dan Bahan 

1.  Simulator Percobaan Gelombang Tali

2. Tabel Pengamatan

3. Kalkulator 

 

C. Cara Menggunakan Simulator

1. Buka Simulasi Percobaan Gelombang melalui link https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_in.html

 2. Tampilan awal sebelum mulai simulasi

Tampilan awal

 

3. Klik “Osilasi”, terletak di bagian kiri atas, akan  tampil seperti gambar berikut

Klik osilasi

4. Klik “tak berujung”, terletak di bagian kanan atas, akan  tampil seperti gambar berikut

5. Pilih “redaman” nol, “tegangan” sedang, dan klik “penggaris”, ketiganya terletak di bawah 

Memilih redaman, tegangan, penggaris

6. Lakukan percobaan 1, mencari hubungan antara amplitudo, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang dengan frekuensi tetap.

Percobaan-1

a. Misalnya, menentukan frekuensi 1,5 Hz dengan Amplitudo 0,5 cm.

b. Teruskan klik play, pilih gerak lambat, sesaat kemudian klik pause

c. Pada gambar, panjang gelombang yang terbentuk = 2,6 cm.

d. Hitung cepat rambat gelombang tali, dengan persamaan v = λ x f = 2,6 cm x 1,5 Hz = 3,9 cm/s

 

7. Percobaan 2: mencari hubungan antara amplitudo, panjang gelombang, dan cepat rambat gelombang dengan amplitudo tetap

a. Misalnya, menentukan Amplitudo (T) = 1,0 cm dengan frekuensi (f) = 0,5 Hz,

b. Teruskan klik play, pilih gerak lambat, sesaat kemudian klik pause.

c. Pada gambar, panjang gelombang (λ) yang terbentuk = 7,6 cm.

d. Hitung cepat rambat gelombang tali, dengan persamaan v = λ x f = 7,6 cm x 0,5 Hz = 3,8 cm/s

 

B. Hasil Pengamatan

Percobaan 1: frekuensi tetap, amplitudo diubah-ubah

No	Frekuensi (Hertz) f	Amplitudo (meter) T	Panjang Gelombang (meter)  λ	Cepat Rambat Gelombang (m/s) V =  f x λ
1	1,5 Hz	0,5 cm	2,6 cm	V =  1,5 Hz x 2,6 cm = 3,9 cm/s
2	1,5 Hz	0,6 cm	2,6 cm	V =  1,5 Hz x 2,6 cm = 3,9 cm/s
3	1,5 Hz	0,7 cm	2,6 cm	V =  1,5 Hz x 2,6 cm = 3,9 cm/s
4	1,5 Hz	0,8 cm	2,6 cm	V =  1,5 Hz x 2,6 cm = 3,9 cm/s
5	1,5 Hz	0,9 cm	2,6 cm	V =  1,5 Hz x 2,6 cm = 3,9 cm/s
6	1,5 Hz	1,0 cm	2,6 cm	V =  1,5 Hz x 2,6 cm = 3,9 cm/s

 

Percobaan 2: amplitudo tetap, frekuensi diubah-ubah

No	Amplitudo (meter) T	Frekuensi (Hertz) f	Panjang Gelombang (meter)  λ	Cepat Rambat Gelombang (m/s) V =  λ x f
1	1,0 cm	0,5 Hz	7,6 cm	V =  7,6 cm x 0,5 Hz = 3,80 cm/s
2	1,0 cm	0,6 Hz	6,3 cm	V =  6,3 cm x 0,6 Hz = 3,78 cm/s
3	1,0 cm	0,7 Hz	5,4 cm	V =  5,4 cm x 0,7 Hz = 3,78 cm/s
4	1,0 cm	0,8 Hz	4,7 cm	V =  4,7 cm x 0,8 Hz = 3,76 cm/s
5	1,0 cm	0,9 Hz	4,2 cm	V =  4,2 cm x 0,9 Hz = 3,78 cm/s
6	1,0 cm	1,0 Hz	3,8 cm	V =  3,8 cm x 1,0 Hz = 3,80 cm/s

 

E. Kesimpulan

Berdasarkan Percobaan 1, bila frekuensi tetap, dan amplitudo diubah-ubah, maka  cepat rambat gelombang dengan persamaan v = λ x f  hasilnya tetap.

Berdasarkan Percobaan 2, bila amplitudo tetap, frekuensi diubah-ubah, maka  cepat rambat gelombang dengan persamaan v = λ x f  hasilnya tetap. 

 

Cara Menggunakan PHET Simulations

Informasi tentang cara menggunakan Simulasi Percobaan Gelombang Tali dari PHET Sumulations dapat dipelajari dengan cara memutar video di bawah ini. Silahkan mencoba.

Referensi

Ilmu Pengetahuan Alam SMP Kelas VIII. Kementerian Pendidikan, Kebudayaan, Riset, dan Teknologi Republik Indonesia, 2021. Penulis: Okky Fajar Tri Maryana, Dkk. ISBN: 978-602-244-383-4

Simulasi gelombang tali dari https://phet.colorado.edu/sims/html/wave-on-a-string/latest/wave-on-a-string_in.html

Tutorial Simulasi Gelombang Tali dari https://www.youtube.com/watch?v=FN5fariXyxU

Baca juga:

Bab 4 Getaran, Gelombang, dan Cahaya
01	Benda Bergetar
02	Ayo Ayunkan Bandul
03	Uji Getaran
04	Bagaimana Terbentuknya Gelombang?
05	Jenis Gelombang
06	Sinar Rontgen
07	Simulasi Percobaan Gelombang Tali
08	Ayo Tiup Pluitnya
09	Bunyi Bagi Mahkluk Hidup
10	Hewan Ecolocation
11	Uji Gelombang
12	Penerapan Getaran dan Gelombang dalam Teknologi
13	Cahaya dan Sifat-sifatnya
14	Ayo intip bintangnya
15	Ayo lakukan Sulap Mematahkan sendok
16	Cermin
17	Cermin Cekung dan Sifatnya
18	Cermin Cembung dan Sifatnya
19	Lensa dan Sifatnya
20	Indera Penglihatan
21	Gangguan Penglihatan
22	Alat-alat Optik
23	Teleskop Luar Angkasa James Webb
24	Uji Cahaya dan Alat Optik
25	Sejarah dan Cara Pembuatan Kamera Obscura