Penjumlahan gelombang (superposisi) terjadi ketika dua buah gelombang atau lebih yang menjalar dalam medium yang sama dan pada saat yang sama akan menyebabkan simpangan dari partikel dalam medium menjadi jumlah dari masing-masing simpangan yang mungkin ditimbulkan oleh masing-masing gelombang. Prinsip penjumlahan simpangan akibat dua buah gelombang atau lebih yang merambat dalam satu medium yang sama dan pada saat yang sama sering disebut superposisi. Sedangkan Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada di sekitar titik keseimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu kali gerak bolak-balik penuh. Maka Superposisi getaran harmonik adalah penjumlahan dua getaran yang harmonik yang dapat melintasi ruang sama tanpa ada ketergantungan satu gelombang dengan yang lain. Getaran Harmonik Sederhana adalah gerak bolak-balik yang selalu melewati titik keseimbangan tanpa mengalami redaman.Getaran harmonik dipengaruhi oleh gaya yang arahnya selalu menuju titik keseimbangan dan besarnya sebanding dengan simpangannya.
Faktor-faktor yang mempengaruhi Superposisi Getaran Harmonik, yaitu :
- Amplitudo masing-masing gelombang,
- Beda fase antara gelombang yang disuperposisikan.
Superposisi 2 Getaran Harmonik yang Sejajar
Superposisi 2 getaran harmonik yang sejajar terjadi jika terdapat 2 getaran harmonik dengan arah getar yang sejajar terdiri atas dua jenis, yaitu :
- Gelombang Pelayangan
Gelombang pelayangan adalah gelombang yang tercipta akibat superposisi dari dua gelombang yang memiliki selisih frekuensi yang kecil (masih dalam satu orde).
- Gelombang Kompleks
Gelombang kompleks adalah gelombang yang tercipta akibat superposisi dari dua gelombang yang memiliki selesih frekuensi yang besar (berbeda orde).
Jika terdapat 2 getaran harmonik dengan arah getar berada dalam satu sumbu getar yang sama ditulis sebagai berikut:
Getaran harmonik 1 : x1(t) = A1 cos (2phi.ft+ alpha 1)
Getaran harmonik 2 : x2(t) = A2 cos (2phi.ft+alpha 2)
Superposisi Getaran Harmonik yang Saling Tegak Lurus
Superposisi getaran harmonik yang saling tegak lurus terjadi jika terdapat 2 getaran harmonik dengan arah getar yang tegak lurus.
Jika terdapat 2 getaran harmonik dengan arah getar yang saling tegak lurus, misalkan sebagai berikut :
Getaran harmonik 1 : x(t) = A1 sin (2phi.ft+ alpha 1)
Getaran harmonik 2 : y(t) = A2 sin (2phi.ft+alpha 2)
Getaran harmonik resultannya jika diplot dalam dua sumbu yang saling tegak lurus akan diperoleh gambar Lissajous(li-sa-ju).
Jenis-Jenis Gelombang
Ditinjau dari zat penghantar atau medium yang dilalui oleh gelombang, kita dapat membedakan dua macam gelombang, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik.
- Gelombang Mekanik
Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya memerlukan medium atau penghantar untuk dapat merambat. Medium gelombang mekanik dapat berupa zat padat, zat cair, atau gas. Suara atau bunyi merupakan salah satu contoh gelombang mekanik yang dapat merambat melalui zat padat, cair atau gas.
- Gelombang Elektromagnetik
Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang perambatannya tidak membutuhkan medium. Contoh : gelombang cahaya, gelombang radio, sinar-X, beta dan gama.
Berdasarkan arah perambatan dan arah getarnya, gelombang mekanik dapat dibagi lagi menjadi dua macam, yaitu :
- Gelombang Transversal
Gelombang transversal adalah gelombang yang arah getar dari tiap titik partikel dalam medium, tegak lurus dengan arah perambatan gelombang. Contohnya gelombang cahaya, gelombang permukaan air, dan gelombang pada tali. Untuk melihat arah getar dari gelombang transversal dapat kita gunakan tali dengan cara salah satu ujung tali diikat sedangkan ujung yang lain dibiarkan bebas.
- Gelombang Longitudinal
Gelombang longitudinal adalah gelombang yang arah getarnya searah (paralel) dengan arah rambatannya. Contohnya gelombang pada pegas (slinki) dan gelombang cahaya. Ketika slinki di gerakkan kedepan dan kebelakang, maka pada slinki akan terbentuk rapatan-rapatan dan renggangan-renggangan .
Alat-alat yang digunakan untuk menugukur frekuensi dan amplitudo getaran harmonik, adalah:
- Osiloskop GOS-622
- Generator Audio
- Kabel Probe
Osiloskop
Osiloskop adalah suatu alat yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dan pengukurannya. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda.
Besaran-besaran yang dapat diukur dengan menggunakan osiloskop adalah :
- Amplitudo
Amplitudo adalah jarak terjauh simpangan dari titik keseimbangan. Atau menyatakan besarnya tegangan maksimum sinyal listrik yang terukur.
- Tegangan maksimum
- Tegangan puncak ke puncak
- Tegangan effektif
- Frekuensi
Frekuensi adalah benyaknya getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Rumus frekuensi adalah jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu. Frekuensi memiliki satuan hertz / Hz. Atau menyatakan jumlah gelombang sinyal listrik tiap detik dari skala time/div yang digunakan.
- Periode
Periode adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran. Rumus untuk mencari periode adalah angka 1 dibagi jumlah frekuensi dengan satuan detik / sekon. Atau menyatakan waktu untuk mencapai panjang lintasan satu gelombang sinyal yang terbaca pada layar osiloskop.
Dari layar osiloskop, kita dapat melihat atau mengamati beberapa gelombang, yaitu :
- Gelombang sinus
- Gelombang kotak
- Gelombang segitiga
Kalibrasi
Kalibrasi adalah suatu cara untuk menentukan kebenaran konvensional nilai yang ditunjukkan pada alat inspeksi, alat pengukuran dan alat pengujian. Ada 2 macam kalibrasi pada osiloskop, yaitu :
- Kalibrasi vertikal
- Kalibrasi horisontal