2. Sebuah dawai sepanjang 1,2 m digetarkan sehingga memiliki frekuensi 330 Hz. Jika massa jenis dawai 1.250 kg/m3 dan luas penampang dawai 1 mm?, tentukan tegangan senar! 

Tahukah kalian apa itu gelombang? Ya, gelombang adalah getaran yang merambat. Dalam perambatannya ini gelombang dapat membutuhkan/tidak membutuhkan medium tergantung jenis gelombangnya. Pada soal di atas, gelombang yang dibahas merupakan gelombang pada dawai. Apa saja besaran-besaran fisis yang perlu diketahui dari materi gelombang? Untuk memahaminya maka kita akan membahasnya pada konsep besaran-besaran pada getaran, gelombang dan bunyi.

Step 1 : Identifikasi Konsep

Gelombang adalah getaran yang merambat. Berdasarkan butuh/tidaknya medium, gelombang dibagi menjadi dua jenis, yaitu gelombang mekanik dan gelombang elektromagnetik. Gelombang mekanik adalah gelombang yang dalam perambatannya membutuhkan medium, sedangkan gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang dalam perambatannya tidak membutuhkan medium. Contoh gelombang mekanik yaitu gelombang bunyi dan gelombang tali. Sedangkan contoh gelombang elektromagnetik yaitu gelombang cahaya. 

Selain itu, gelombang juga dibedakan berdasarkan arah rambat dan arah getarnya, menjadi gelombang transversal dan gelombang longitudinal. Gelombang transversal merupakan gelombang yang arah rambatnya tegak lurus dengan arah getarnya, sedangkan gelombang longitudinal merupakan gelombang yang arah rambatnya sejajar dengan arah getarnya. Berikut adalah ilustrasi dari gelombang transversal dan gelombang longitudinal.

<img src="https://storage.pahamify.com/DoubtSolving/production/CourseId-79/ChapId-662/LessonId-1593/ModuleId-2/QuestionCode-21HNHLMZSNS/gelombang.png" />
Gambar : gelombang longitudinal (atas) dan gelombang transversal (bawah)

Senar/dawai yang dipetik akan menghasilkan bunyi. Ini merupakan salah satu aplikasi dari gelombang bunyi. Seperti yang sudah dibahas sebelumnya bahwa gelombang bunyi merupakan contoh dari gelombang longitudinal dan termasuk gelombang mekanik yang mana dalam perambatannya membutuhkan medium. Beberapa besaran fisis yang berkaitan pada materi ini yaitu frekuensi, tegangan tali, panjang tali, massa tali, massa jenis tali dan luas penampang tali. Persamaan dari hubungan besaran-besaran fisis tersebut sesuai Hukum Mersenne dapat dituliskan dengan;
\(f = \frac{1}{2L}\sqrt{\frac{F}{\rho . A}}\)
atau
\(f = \frac{1}{2L}\sqrt{\frac{F.L}{m}}\)

Keterangan :
f= frekuensi (Hz)
F= tegangan tali (N)
ρ= massa jenis tali (kg/\(m^3)\)
A=luas penampang (\(m^2)\)
L= panjang tali (m)
m= massa tali (kg)

Oke kita tuliskan yang diketahui dari soalnya ya..
Diketahui :
Panjang dawai L= 1,2 m
Frekuensi dawai f=330 Hz
Massa jenis dawai ρ= 1250 kg/ \(m^3\)
Luas penampang dawai A=1 \(mm^2\) = \(1 \times 10^{-6} m^2\)
Pertanyaannya : tentukan tegangan senar F?
Oke kita jawab ya ..

Dengan menggunakan rumus Hukum Mersenne;
\(f = \frac{1}{2L}\sqrt{\frac{F}{\rho . A}}\)
\(330= \frac{1}{2.1,2}\sqrt{\frac{F}{1250 . 1\times 10^{-6}}}\)
\(330= \frac{1}{2,4}\sqrt{\frac{F}{1250 \times 10^{-6}}}\)
\(792^2 = \frac{F}{1250 \times 10^{-6}}\)
\(792^2 . 1250\times 10^{-6} = F\)
\(F =7,84 \times 10^{-4}\)  N 

Step 2 : Pembahasan Identifikasi Masalah dan Solusi 

Besarnya tegangan tali yaitu \(7,84 \times 10^{-4}\)  N.