Pengertian Prinsip Superposisi Gelombang, Contoh Soal, Kunci Jawaban, Amplitudo

Pengertian Prinsip Superposisi Gelombang, Contoh Soal, Kunci Jawaban, Amplitudo - Berdasarkan eksperimen bahwa dua atau lebih gelombang dapat 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 merupakan 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 bisa saling menguatkan atau saling melemahkan, tergantung pada beda fase gelombang-gelombang tersebut. [1]

Jika beda fase antara gelombang-gelombang yang mengalami superposisi adalah 1/2, maka hasilnya 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 adalah sebuah gelombang berdiri dengan amplitudo kedua gelombang. [1]

Superposisi Dua Gelombang

Seperti telah dijelaskan di atas bawa Apabila dua gelombang atau lebih merambat pada medium yang sama. Maka, gelombang-gelombang tersebut akan datang di suatu titik pada saat yang sama sehingga terjadilah superposisi gelombang. Artinya, simpangan gelombang-gelombang tersebut di tiap titik dapat dijumlahkan sehingga akan menghasilkan sebuah gelombang baru.

Gambar 1. Superposisi dua gelombang y₁ dan y₂ yang memiliki amplitudo berbeda.

Misalkan, simpangan getaran di suatu titik disebabkan oleh gelombang satu dan dua, yaitu y₁ dan y₂. Kedua gelombang mempunyai amplitudo A dan frekuensi sudut yaitu ω yang sama dan merambat dari titik yang sama dengan arah sama pula.Persamaan superposisi dua gelombang tersebut dapat diturunkan persamaannya sebagai berikut.

y₁ = Asinωt : y₂ = Asin (ωt + Dθ)

Kedua gelombang di atas memiliki perbedaan sudut fase sebesar Dθ.

Persamaan simpangan gelombang hasil superposisi kedua gelombang tersebut adalah :

y = y₁ + y₂ = Asin ωt + Asin (ωt + Δθ)

Dengan menggunakan aturan sinus, yaitu:

sin α + sin β = 2 sin ½ (α + β) cos ½ (α - β)

Karena cosinus merupakan fungsi genap, artinya

cos θ = cos (-θ)

sehingga persamaan dapat ditulis sebagai berikut.

y = 2Asin ½ (ωt + Dθ + ωt) cos ½ (ωt + Dθ - ωt)

Karena nilai beda fasenya (Dθ) adalah tetap, persamaan getaran hasil superposisi dua gelombang dapat ditulis menjadi:

dan,

disebut amplitudo gelombang hasil superposisi.

Contoh Soal :

Dua buah gelombang merambat pada medium yang sama dan arah getarnya sama. Persamaan getaran di suatu titik yang dihasilkan masing-masing gelombang adalah :

y₁= 0,5 sin (ωt)

Apabila tentukanlah :

a. amplitudo gelombang interferensi;

b. simpangan gelombang di titik tersebut setelah 1 sekon.

Kunci Jawaban :

Perpaduan dua buah gelombang atau superposisi terjadi pula ketika gelombang datang dan gelombang pada sebuah tali yang bergetar secara terus-menerus dijumlahkan. Kedua gelombang yang memiliki amplitudo dan frekuensi sama serta berlawanan arah tersebut akan menghasilkan sebuah superposisi gelombang yang disebut gelombang stasioner atau gelombang diam.

Anda sekarang sudah mengetahui Gelombang. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

Referensi :

Drajat. 2009. Fisika : untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 369.

Referensi Lainnya :

[1] Budiyanto, J. 2009. Fisika : Untuk SMA/MA Kelas XII. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta. p. 298.