Penjelasan Mengenai Energi Gelombang Dan Superposisi

1. Energi Gelombang

Gelombang dalam perambatannya membawa sejumlah energi dari satu kawasan ke kawasan lain. Energi dipindahkan sebagai energi getaran antarpartikel medium perambatan. Untuk gelombang sinusoida dengan frekuensi f, partikel bergerak dalam gerak serasi sederhana, sehingga energi yang dimiliki tiap partikel adalah:

melaluiataubersamaini A menyatakan amplitudo geraknya, baik secara transversal maupun longitudinal. Diketahui bahwa berdasarkan persamaan frekuensi gelombang, k = 4π² m/T ² atau setara dengan 4 π² mf² , sehingga dari persamaan diatas, diperoleh:

E = 2 π² mf ² A²

melaluiataubersamaini m yakni massa partikel pada medium, yang ialah hasil kali massa jenis medium dengan volumenya.

Perambatan gelombang pada medium bervolume S.l.

Dari Gambar diatas sanggup ditentukan bahwa volume V = Sl, di mana S yakni luas permukaan melalui mana gelombang merambat, dan l yakni jarak yang ditempuh gelombang dalam selang waktu t, sehingga l = vt, dengan v menyatakan laju gelombang. Sehingga diperoleh:

m = ρ .V = ρ .S.l = ρ .S.v.t, maka:

E = 2 π² ρ Svtf ² A²

Dari persamaan terlihat bahwa energi yang dibawa gelombang sebanding dengan kuadrat amplitudo. Energi yang dipindahkan gelombang biasanya ditetapkan dalam intensitas gelombang. Intensitas gelombang ( I ) didefinisikan sebagai daya gelombang yang dibawa melalui bidang seluas satu satuan yang tegak lurus terhadap pemikiran energi. Sehingga, intensitas gelombang sanggup ditetapkan sebagai diberikut:

melaluiataubersamaini P yakni daya yang dibawa, yang besarnya adalah:

Sehingga, intensitas gelombang adalah:

I = 2 π² ρ Svf ² A²

2. Supserposisi

Berdasarkan eksperimen bahwa dua atau lebih gelombang sanggup melintasi ruang yang sama, tanpa adanya ketergantungan di antara gelombang-gelombang tersebut terhadap satu sama lain. Jika dua gelombang atau lebih merambat dalam medium yang sama dan pada waktu yang sama, akan menyebabkan simpangan dari partikel dalam medium. Simpangan resultan ialah jumlah aljabar dari simpangan (positif dan negatif) dari masing-masing gelombang. Hal ini disebut prinsip superposisi.

Pada superposisi dua gelombang atau lebih akan menghasilkan sebuah gelombang berdiri. Simpangan yang dihasilkan sanggup saling menguatkan atau saling melemahkan, tergantung pada beda fase gelombang-gelombang tersebut. Prinsip superposisi menyatakan sifat gerakan gelombang bahwa gelombang resultan ialah penjumlahan dua atau lebih gelombang individual. Prinsip superposisi spesialuntuk berlaku untuk pulsa- pulsa gelombang kecil yang tinggi pulsanya lebih kecil dibandingkan panjangnya.

 Jika beda fase antara gelombang-gelombang yang mengalami superposisi yakni 1/2 , maka akhirnya saling melemahkan. Apabila panjang gelombang dan amplitudo gelombang-gelombang tersebut sama, maka simpangan hasil superposisinya nol. Tetapi, apabila gelombang- gelombang yang mengalami superposisi berfase sama, maka simpangan hasil superposisi itu saling menguatkan. Jika panjang gelombang dan amplitudo gelombang-gelombang itu sama, maka simpangan resultan yakni sebuah gelombang bangun dengan amplitudo kedua gelombang.

Bagikan Artikel ini