Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang merambat tapa memerlukan zat perantara atau medium. Energi elektromagnetik merambat dalam bentuk gelombang dengan beberapa variabel yang bisa diukur, yakni panjang gelombang, frekuensi, dan kecepatan.
Frekuensi yang dimaksud adalah jumlah gelombang yang melalui suatu titik dalam satu satuan waktu. Kemudian hubungan antara kecepatan gelombang, frekuensi dan panjang gelombang bisa digambarkan dengan persamaan berikut.
c = λ.f
Keterangan:
c: kecepatan cahaya
λ: panjang gelombang
f: frekuensi.
Spektrum Gelombang Elektromagnetik Dikutip dari buku Siap Menghadapi Ujian Nasional Fisika SMA/MA karya Goris Seran Daton dan Supliyadi, spektrum gelombang elektromagnetik menunjukkan urutan gelombang elektromagnetik berdasarkan panjang gelombangnya.
Gelombang elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang terpendek atau frekuensi terbesar adalah sinar gamma (y).
Gelombang elektromagnetik dengan panjang gelombang terpanjang atau frekuensi terkecil adalah gelombang radio.
Berikut ini urutan spektrum gelombang elektromagnetik dari panjang gelombang terpendek hingga terpanjang.
1. Sinar Gamma
2. Sinar X
3. Ultraviolet
4. Sinar Tampak
5. Inframerah
6. Gelombang Mikro
7. Gelombang Radio
Contoh Pemanfaatan Gelombang Elektromagnetik
Contoh pemanfaatan gelombang elektromagnetik dalam kehidupan sehari-hari adalah sebagai berikut.
1. Sinar gamma: untuk mengecek keretakan hasil pengelasan logam, untuk membunuh sel kanker.
2. Sinar X: mendeteksi organ-organ tubuh bagian dalam, mengambil gambar tulang dalam tubuh, analisis struktur kristal.
3. Ultraviolet: untuk menentukan kandungan suatu bahan, digunakan pada lampu neon.
4. Sinar tampak (mejikuhibiniu): berguna untuk fotosintesis pada tumbuhan.
5. Inframerah: digunakan untuk foto inframerah, remote control.
6. Gelombang mikro untuk komunikasi radar, microwave. penggunaan gelombang mikro untuk radar dapat mendeteksi kedudukan pesawat terbang.
7. Gelombang radio digunakan untuk komunikasi radio dan teleskop.
Gelombangadalahgetaranyang merambat. Bentuk ideal dari suatugelombangakan mengikuti gerak sinusoide. Selainradiasi elektromagnetik, dan mungkinradiasi gravitasi, yang bisa berjalan lewat ruang hampa udara, gelombang juga terdapat padamedium(yang karena perubahan bentuk dapat menghasilkangayapegas) di mana mereka dapat berjalan dan dapat memindahkanenergidari satu tempat ke tempat lain tanpa mengakibatkanpartikelmedium berpindah secara permanen; yaitu tidak ada perpindahan secara massal.[1][2]Secara umum, gelombang terbagi menjadi kelompok gelombang berdasarkan arah rambat dan kelompok gelombang berdasarkan medium rambat. Berdasarkan arah rambatnya, gelombang dapat dikelompokkan menjadigelombang longitudinaldangelombang transversal. Sedangkan berdasarkan medium perambatannya, gelombang dikelompokkan menjadigelombang mekanikdangelombang elektromagnetik.[3]
Suatu medium disebut:
linear jika gelombang yang berbeda di semua titik tertentu di medium bisa dijumlahkan.
terbatas jika terbatas, selain itu disebut "tak terbatas".
seragam jika ciri fisiknya tidak berubah pada titik yang berbeda.
isotropik jika ciri fisiknya "sama" pada arah yang berbeda.
Gelombang longitudinal merupakan gelombang yang memiliki arah getaran yang sama dengan arah rambatan. Gelombang longitudinal dapat diamati pada getaran pegas.[4]
Simpangan merupakan jarak perpindahan titik pada medium. Pengukuran jarak dimulai dari posisi keseimbangan. Simpangan suatu titik pada medium selalu berubah-ubah dari nilai minimum hingga nilai maksimum selama gelombang merambat. Nilai maksimum dan minimum dicapai secara periodik.[6]
Amplitudo merupakan titik simpangan maksimum titik yang dilewati gelombang dalam medium. Nilai tetap dari simpangan merupakan nilai amplitudo. Nilai simpangan maksimum dapat positif maupun negatif.[7]
Sulit untuk membuat suatu definisi tentang semua yang mencakup aspek dari kata gelombang. Sebuah getaran dapat didefinisikan sebagai sebuah gerakan "bolak balik". Namun, sebuah getaran belum tentu sebuah gelombang. Sebuah usaha untuk menetapkan keperluan dan karakteristik yang mencukupi yang memenuhi kriteria sebagai sebuah fenomena yang dapat disebut sebagai sebuah Gelombang yang menghasilkan garis perbatasan kabur.
Kata gelombang kadang dipahami secara intuitif sebagai suatu yang mengacu kepada transportasi spasial gangguan yang secara umum tidak disertai oleh sebuah gerakan dari medium yang menempati suatu ruangan secara keseluruhan. Pada gelombang, energi dari sebuah getaran berpindah jauh dari sumbernya dalam bentuk sebuah gangguan di sekitar mediumnya (Hall 1980, hlm. 8). Namun, gerakan ini bermasalah untuk sebuah gelombang transversal (misalnya, gelombang pada tali), di mana energi bergerak di kedua arah yang sama, atau untuk gelombang elektromagnetik / cahaya dalam hampa udara, di mana konsep medium tidak berlaku dan interaksi dengan suatu target adalah kunci utama untuk pendeteksian dan penerapan praktis sebuah gelombang. Antara lain gelombang air pada permukaan air laut; gelombang cahaya dihasilkan oleh Matahari; microwave digunakan di oven microwave; penyiaran gelombang radio oleh stasiun radio; dan gelombang suara dihasilkan oleh penerima gelombang radio, ponsel dan makhluk hidup (sebagai suara), untuk menyebutkan hanya sedikit fenomena gelombang.
Mungkin itu terlihat bahwa deskripsi dari gelombang berhubungan dekat ke asal fisiknya untuk setiap contoh spesifik dari proses terbentuknya gelombang. Contohnya, akustik dibedakan dari optik dalam gelombang suara terkait ke mekanik daripada ke perpindahan gelombang elektromagnetik disebabkan oleh getaran. Konsep-konsep seperti massa, momentum, inertia, atau elastisitas, oleh karena itu penting dalam menggambarkan akustik (sebagai yang berbeda dari optik) untuk proses terbentuknya gelombang. Perbedaan dalam pengenalan awal karakteristik gelombang tertentu terhadap sifat dari medium yang terlibat. Contohnya, dalam kasus udara: vortex, tekanan radiasi, gelombang kejut dan lain lain; dalam kasus benda padat: gelombang Rayleigh, dispersi; dan sebagainya.
Sifat-sifat yang lain, tetapi, meskipun biasanya digambarkan dalam hal asal, mungkin disamaratakan untuk semua gelombang. Untuk beberapa alasan, teori gelombang mewakili cabang fisika tertentu yang prihatin dengan sifat dari proses terbentuknya gelombang secara bebas dari asal fisik mereka.[8] Contohnya, berdasarkan asalnya secara mekanik dari gelombang akustik, gangguan yang berpindah dalam ruang waktu bisa ada jika hanya medium yang terlibat bukan kaku tak terbatas maupun lentur yang tak terbatas.
Getaran adalah gerakan bolak-balik yang berulang-ulang. Ada banyak fenomena getaran yang bisa kita temui dikehidupan sehari-hari.
Sebelum kita membahas lebih jauh mengenai contoh getaran yang ada dalam kehidupan sehari-hari sebaiknya kita memahami terlebih dahulu definisi dari getaran.
Definisi getaran dalam ilmu fisika adalah gerakan bolak-balik suatu massa melalui keadaan seimbang terhadap suatu titik acuan.
Di sekitar kamu bisa menemukan banyak hal yang dapat menghasilkan getaran, misalnya saja listrik, suara, dan benda fisik.
Selain itu, getaran juga kita didefinisikan sebagai sebuah respons dinamis sistem terhadap perubahan lingkungan.
Gerakan pada setiap getaran tentu mempunyai kecepatan yang berbeda-beda. Angka yang menyatakan banyaknya sebuah getaran dalam setiap detik disebut dengan frekuensi.
Jadi, frekuensi suatu getaran adalah banyaknya getaran yang dilakukan oleh suatu benda dalam setiap detik (sekon) atau dapat dikatakan satuan dari frekuensi adalah hertz (Hz).
Dalam sehari-hari, kamu dapat melihat contoh getaran yang dihasilkan oleh suatu benda tertentu.
Selain itu, getaran juga dimanfaatkan dan diaplikasikan pada berbagai bidang termasuk di industri teknologi, kesehatan, dan masih banyak lagi.
Jenis Getaran
Getaran dibagi menjadi dua jenis yaitu getaran bebas dan getaran paksa.
Getaran bebas adalah getaran yang terjadi ketika sistem mekanis dimulai dengan adanya gaya awal yang bekerja pada sistem, lalu dibiarkan bergetar secara bebas.
Contoh getaran bebas yaitu bandul yang awalnya ditarik lalu dilepaskan, akan berhenti sendiri lama-kelamaan.
Sementara getaran paksa yaitu getaran yang terjadi karena adanya gerakan bolak-balik dan disebabkan gaya luar yang secara paksa menciptakan getaran pada sistem. Misalnya, fenomena gempa bumi.
Seperti yang disebutkan sebelumnya, getaran merupakan fenomena yang dimanfaatkan pada berbagai aspek kehidupan manusia, berikut manfaatnya:
Manfaat Teknologi
Jika berbicara tentang teknologi, ternyata getaran adalah prinsip dasar dibalik teknologi yang berkembang dan sering kita gunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Misalnya, saja touchpad pada laptop yang memanfaatkan getaran.
Touchpad yang bergetar akan memberikan respons haptic yang meningkatkan pengalaman pengguna saat menggunakan laptop. Selain itu, ponsel yang memanfaatkan getaran agar dapat memberikan notifikasi.
Manfaat Kesehatan
Dalam dunia kesehatan getaran juga sering kali dimanfaatkan, misalnya saja, penerapan getaran di sektor getaran yaitu terapi getaran.
Terapi getaran sering digunakan sebagai metode pengobatan alternatif untuk mengatasi penyakit tertentu seperti penyakit parkinson.
Selain itu, getaran juga membantu para dokter dalam melakukan diagnosa penyakit tertentu.
Contohnya, yaitu pada alat stetoskop. Stetoskop dapat membantu dokter dengan mengoptimalkan penginderaan suara dan getaran dari organ-organ dalam tubuh.
Manfaat Industri
Sektor industri merupakan bidang yang sering memanfaatkan getaran untuk meningkatkan efisiensi sistem.
Getaran dapat digunakan untuk mengoptimalkan fungsi mesin atau alat yang digunakan dalam proses produksi di suatu industri.
Contoh penerapan getaran di dunia industri yaitu penggunaan mesin getar untuk mempercepat proses pengayakan atau menyaring bahan mentah seperti tepung dan bahan tambang, dan masih banyak contoh lainnya.
Namun, perlu diingat meskipun getaran memiliki banyak manfaat seperti yang sudah dijelaskan sebelumnya, namun getaran yang berlebihan dan tidak terkontrol dapat berpotensi merusak.
Misalnya, getaran yang kuat dan berlebihan dapat merusak bangunan ataupun mengganggu pendengaran.
Contoh Getaran Dalam Kehidupan Sehari-Hari
Agar kamu bisa lebih memahami fenomena getaran yang dibahas kali ini, sebaiknya simak contoh getaran dalam kehidupan sehari hari di bawah ini:
Getaran Senar Gitar
Ketika bermain gitar, tentu yang diharapkan yaitu suara dari senar gitar yang sedang dipetik. Ketika senar gitar dipetik, maka seketika akan mengalami getaran.
Getaran senar itulah yang kemudian membuat udara yang ada dalam tabung gitar bergetar dan menekan udara sekitar dan membuat gelombang bunyi.
Senar gitar yang dipetik kemudian akan membuat gelombang bunyi merambat ke segala arah hingga sampai ke telinga.
Ayunan Anak
Sering kali para ibu-ibu menidurkan anaknya dengan mengayunkan selendang yang tergantung di atap rumah, ataupun anak-anak yang bermain di ayunan dengan asyik.
Ayunan tersebut termasuk salah satu contoh getaran yang dimanfaatkan dalam kehidupan sehari-hari.
Ketika anak-anak bermain ayunan, amak ayunan akan memiliki jarak lepas yang berbeda dari titik gantung. Jarak tersebut dikenal dengan amplitudo dalam fisika.
Ada yang bergerak dengan lambat, sedang, bahkan cepat. Ada yang membutuhkan waktu yang lama ataupun waktu yang berbeda saat melakukan getaran.
Apakah kamu senang bermain hujan? ketika kamu bermain hujan dengan durasi yang cukup lama maka kamu permukaan kulit kamu akan merasa dingin.
Reseptor kulit kemudian akan mengirimkan sinyal kepada otak, kemudian akan membuat gerakan trik pemanasan. Menggigil adalah kondisi ketika otot-otot tubuh mengalami kontraksi, meregang dengan cepat.
Selain badan yang bergetar, tidak jarang otot rahang yang dingin membuat gigi ikut bergetar.
Getaran Pada Blender
Ketika mesin blender dioperasikan, energi listrik akan diubah menjadi gerakan putaran.
Gerakan putaran tersebut ditransmisikan melalui poros dan koneksi putar ke pisau blender. Pisau kemudian akan berputar dengan kecepatan tinggi, menciptakan gaya putaran yang kuat.
Gaya ini menyebabkan bahan makanan di dalam wadah blender bergerak dan dicampur bersama-sama.
Getaran yang dihasilkan oleh putaran pisau memungkinkan bahan makanan di dalam blender menjadi halus dan tercampur dengan baik.
Getaran Pada Mesin Cuci
Saat memasukkan pakain kotor di mesin cuci lalu dialiri listrik, maka mesin cuci akan berputar untuk membersihkan pakaian kotor. Gerakan berputar pada mesin cuci tersebut akan menghasilkan sebuah getaran.
Getaran Pada Pengering Rambut
Pengering rambut merupakan alat elektronik yang menghasilkan getaran melalui mekanisme yang melibatkan komponen pada motor pengering rambut.
Ketika pengering rambut dihidupkan dengan listrik, maka energi listrik akan diubah menjadi gerakan putaran.
Kipas akan berputar dengan kecepatan tinggi sehingga membuat mesin pengering bergetar dengan cepat. Getaran ini kemudian akan menciptakan tekanan udara yang dapat mendorong udara melalui pengering rambut.
Getaran Pada Drum
Drum adalah salah satu instrumen musik perkusi yang menghasilkan getaran suara.
Ketika drum dipukul dengan alat pemukulnya maka akan menghasilkan getaran pada drum. Getaran ini kemudian akan merambat dan menghasilkan gelombang suara.
Gerakan putaran tersebut ditransmisikan melalui poros dan koneksi putar ke pisau blender. Pisau kemudian akan berputar dengan kecepatan tinggi, menciptakan gaya putaran yang kuat.
Gaya ini menyebabkan bahan makanan di dalam wadah blender bergerak dan dicampur bersama-sama.
Getaran yang dihasilkan oleh putaran pisau memungkinkan bahan makanan di dalam blender menjadi halus dan tercampur dengan baik.
Getaran Pada Mesin Cuci
Saat memasukkan pakain kotor di mesin cuci lalu dialiri listrik, maka mesin cuci akan berputar untuk membersihkan pakaian kotor. Gerakan berputar pada mesin cuci tersebut akan menghasilkan sebuah getaran.
Getaran Pada Pengering Rambut
Pengering rambut merupakan alat elektronik yang menghasilkan getaran melalui mekanisme yang melibatkan komponen pada motor pengering rambut.
Ketika pengering rambut dihidupkan dengan listrik, maka energi listrik akan diubah menjadi gerakan putaran.
Kipas akan berputar dengan kecepatan tinggi sehingga membuat mesin pengering bergetar dengan cepat. Getaran ini kemudian akan menciptakan tekanan udara yang dapat mendorong udara melalui pengering rambut.
Penutup
Demikian ulasan mengenai contoh getaran dalam kehidupan sehari-hari dan pengertiannya yang perlu kamu ketahui. Semoga artikel ini bermanfaat dan menambah wawasan kamu.
Jika kamu ingin mencari tahu informasi penting lainnya, kamu bisa mengunjungi blog Mamikos. Akan ada banyak sekali artikel menarik yang wajib kamu ketahui.
Getaranadalahgerakyang terjadi secara bolak-balik di sekitarkesetimbangan. Syarat terjadinya getaran ialahbendamengalami kondisi diam apabila tidak menerima gaya gerak. Selain itu, jarak simpangan terjauh yang timbul secara bolak-balik akibat getaran, selalu sama bila diukur dari titik tengah.[1]
Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan.
Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi.
Dasar analisis getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana massa-pegas-peredam kejut. Struktur rumit seperti badan mobil dapat dimodelkan sebagai "jumlahan" model massa-pegas-peredam kejut tersebut. Model ini adalah contoh osilator harmonik sederhana.
Pada model yang paling sederhana redaman dianggap dapat diabaikan, dan tidak ada gaya luar yang memengaruhi massa (getaran bebas).
Dalam keadaan ini gaya yang berlaku pada pegas Fs sebanding dengan panjang peregangan x, sesuai dengan hukum Hooke, atau bila dirumuskan secara matematis:
Bila kita menganggap bahwa kita memulai getaran sistem dengan meregangkan pegas sejauh A kemudian melepaskannya, solusi persamaan di atas yang memerikan gerakan massa adalah:
Solusi ini menyatakan bahwa massa akan berosilasi dalam gerak harmonis sederhana yang memiliki amplitudoA dan frekuensi fn. Bilangan fn adalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan dinamakan frekuensi alami takredam. Untuk sistem massa-pegas sederhana, fn didefinisikan sebagai:
Catatan: frekuensi sudut () dengan satuan radian per detik kerap kali digunakan dalam persamaan karena menyederhanakan persamaan, tetapi besaran ini biasanya diubah ke dalam frekuensi "standar" (satuan Hz) ketika menyatakan frekuensi sistem.
Bila massa dan kekakuan (tetapan k) diketahui frekuensi getaran sistem akan dapat ditentukan menggunakan rumus di atas.
Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredam juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredaman karena kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan (viskositas) c ini dinamakan koefisien peredam, dengan satuan N s/m (SI)
Dengan menjumlahkan semua gaya yang berlaku pada benda kita mendapatkan persamaan
Solusi persamaan ini tergantung pada besarnya redaman. Bila redaman cukup kecil, sistem masih akan bergetar, tetapi pada akhirnya akan berhenti. Keadaan ini disebut kurang redam, dan merupakan kasus yang paling mendapatkan perhatian dalam analisis vibrasi. Bila peredaman diperbesar sehingga mencapai titik saat sistem tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman kritis. Bila peredaman ditambahkan melewati titik kritis ini sistem disebut dalam keadaan lewat redam.
Nilai koefisien redaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis pada model massa-pegas-peredam adalah:
Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam sistem digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman. Nisbah ini adalah perbandingan antara peredaman sebenarnya terhadap jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis. Rumus untuk nisbah redaman () adalah
Sebagai contoh struktur logam akan memiliki nisbah redaman lebih kecil dari 0,05, sedangkan suspensi otomotif akan berada pada selang 0,2-0,3.
Solusi sistem kurang redam pada model massa-pegas-peredam adalah
Nilai X, amplitudo awal, dan , ingsutan fase, ditentukan oleh panjang regangan pegas.
Dari solusi tersebut perlu diperhatikan dua hal: faktor eksponensial dan fungsi cosinus. Faktor eksponensial menentukan seberapa cepat sistem teredam: semakin besar nisbah redaman, semakin cepat sistem teredam ke titik nol. Fungsi kosinus melambangkan osilasi sistem, tetapi frekuensi osilasi berbeda daripada kasus tidak teredam.
Frekuensi dalam hal ini disebut "frekuensi alamiah teredam", fd, dan terhubung dengan frekuensi alamiah takredam lewat rumus berikut.
Frekuensi alamiah teredam lebih kecil daripada frekuensi alamiah takredam, tetapi untuk banyak kasus praktis nisbah redaman relatif kecil, dan karenanya perbedaan tersebut dapat diabaikan. Karena itu deskripsi teredam dan takredam kerap kali tidak disebutkan ketika menyatakan frekuensi alamiah.
Contoh Pemanfaatan Energi Cahaya dalam Kehidupan, Materi Kelas 4 SD Grace Eirin - Kamis, 8 Juni 2023 | 10:30 WIB Prateek Gautam/Unsplash Contoh pemanfaatan energi cahaya dalam kehidupan sehari-hari. Bobo.id - Manusia memanfaatkan energi untuk berbagai kegiatan sehari-hari. Ada berbagai macam energi yang digunakan manusia, misalnya energi cahaya , energi angin, energi listrik, energi bunyi, dan sebagainya. Energi-energi di atas juga dapat mengalami perubahan ke bentuk energi lain, yang dikenal dengan istilah perubahan energi . Sebelumnya, teman-teman telah belajar tentang pemanfaatan perubahan energi. Pada pelajaran tematik kelas 4 SD tema 9 kali ini, kita akan belajar menyebutkan contoh pemanfaatan energi cahaya dalam kehidupan. Pengertian Energi Cahaya Energi cahaya adalah energi yang dihasilkan oleh beragam benda yang dapat memancarkan cahaya. Penghasil energi cahaya terbesar di Bumi yaitu sinar Matahari, yang dapat memberikan cahaya kepada seluruh bagian bumi sesua
