Cepat rambat gelombang pada dawai

Faktor-faktor yang mempengaruhi kelajuan gelombang transversal pada dawai
Kelajuan gelombang mekanik hanya bergantung pada sifat-sifat medium yang dilaluinya. Kelajuan gelombang laut bergantung pada sifat laut, kelajuan gelombang gelombang bunyi bergantung pada sifat udara yang dilaluinya. Demikian juga kelajuan gelombang pada dawai bergantung pada sifat-sifat dawai. Untuk memperjelas hal ini, terlebih dahulu lakukan percobaan menyelidiki faktor-faktor yang mempengaruhi kelajuan gelombang pada dawai.

Berdasarkan percobaan yang dilakukan disimpulkan bahwa kelajuan gelombang pada dawai bergantung pada gaya tegangan dawai dan massa per satuan panjang dawai. Semakin besar gaya tegangan dawai (dawai semakin tegang), gelombang bergerak semakin cepat. Sebaliknya semakin besar massa tali, gelombang bergerak semakin pelan.

Penurunan rumus kelajuan gelombang transversal pada dawai
Penurunan rumus kelajuan gelombang pada dawai merupakan pembuktian secara matematis mengenai faktor yang mempengaruhi cepat rambat gelombang pada dawai.

Kelajuan gelombang pada dawai 1Tinjau sebuah puncak gelombang atau pulsa yang bergerak ke kanan melalui seutas tali (gambar atas). Gambar pulsa diperbesar, disertakan dengan gambar gaya tegangan dawai F yang bekerja pada dawai yang dilalui puncak gelombang (gambar bawah).
Masing-masing gaya tegangan dawai (F) diuraikan pada arah horisontal (Fx) dan arah vertikal (Fy). Kedua gaya Fx mempunyai besar yang sama dan arah berlawanan sehingga saling menghilangkan. Sebaliknya terdapat dua gaya Fy menuju pusat lingkaran.
Besar masing-masing gaya pada arah vertikal (Fy) :

Kelajuan gelombang pada dawai 2Resultan gaya menuju pusat lingkaran

Kelajuan gelombang pada dawai 3Rapat massa dawai

Kelajuan gelombang pada dawai 4Rumus hukum II Newton untuk gerak melingkar beraturan

Kelajuan gelombang pada dawai 5Keterangan rumus :
v = kelajuan gelombang pada dawai (m/s)
F = gaya tegangan dawai (Newton)
myu = rapat massa dawai = massa per satuan panjang dawai (kg/m)

Berdasarkan persamaan di atas disimpulkan cepat rambat gelombang sebanding dengan gaya tegangan dawai dan berbanding terbalik dengan massa per satuan panjang dawai. Jadi jika dawai semakin tegang maka gelombang semakin cepat, dan jika massa dawai semakin besar maka gelombang semakin pelan.

Referensi

Leave a Reply