Getaran Harmonis

Posted on

Getaran Harmonis – Hay sahabat semua.!Pada perjumpaan kali ini kembali akan kami sampaikan mengenai Getaran Harmonis : Pengertian, Rumus, Makalah, Modul Dan Contoh Soal. Namun pada perjumpaan sebelumnya kami juga telah menyampaikan materi tentang Hukum Hess. Nah untuk melengkapi apa yang menjadi tema pembahasan kita kali ini, maka simak ulasan selengkapnya di bawah ini.

Definisi Getaran Harmonis

Getaran Harmonis
Getaran Harmonis

Apa yang dimaksud dengan Getaran Harmonis ? yakni merupakan sebuah gerak pada sebuah benda di mana grafik letak partikel merupakan sebagai fungsi waktu yang berbentuk sinus yang bisa dinyatakan dalam bentuk sinus maupun kosinus.

Kemudian pada gerak seperti ini dikenal juga dengan sebutan gerak osilasi atau getaran harmonis.

Nah untuk gambaran atau contoh dari sistem yang menggunakan prinsip getaran harmoni sendiri misalnya seperti, dawai pada alat musik, gelombang radio, arus listrik AC dan denyut jantung.

Kemudian Galileo juga telah diduga menggunakan denyut jantungnya untuk dijadikan sebagai pengukuran waktu dalam melakukan sebuah pengamatan gerak.

Syarat-syarat Getaran Harmonis

Di bawah ini terdapat beberapa syarat-syarat sebuah gerakan bisa dianggap sebagai getaran harmonis, yang diantaranya ialah sebagai berikut :

  • Sistem Gerakannya secara periodik atau bolak-balik.
  • proses Gerakannya akan selalu melewati kedudukan keseimbangan.
  • Kemudian pada Percepatan atau gaya yang bekerja yang terdapat pada sebuah benda akan dapat sebanding dengan kedudukan atau simpangan benda.
  • Kemudian Arah dalam percepatan atau gaya yang bekerja yang ada didalam suatu benda selalu mengarah kedudukan keseimbangan.
Baca Juga :   Perpindahan Panas (Kalor)

Periode dan Frekuensi Getaran Harmonis

1. Periode dan Frekuensi Sistem Pegas

Pada inti pokoknya, dimana gerak harmonis ialah merupakan sebuah gerak yang berlangsung secara melingkar yang beraturan yang berlangsung pada salah satu sumbu utama.

Maka oleh sebab itu, periode dan frekuensi yang ada pada pegas bisa dihitung dengan cara menyertakan antara gaya pemulih (F = – kX) dengan gaya sentripetal (F = -4π 2 mf2X).

Jadi akan diperoleh, -4π² mf²X = -kX  —> 4π² mf² = k

Periode dan frekuensi yang berlangsung pada suatu sistem beban pegas yang mana hal ini hanya bergantung dengan massa dan juga konstanta gaya pegas.

2. Periode dan Frekuensi Bandul Sederhana

Pada Suatu bandul yang sederhana tersusun atas sebuah beban yang mempunyai massa “m” yang kemudian diletakan dengan cara digantung pada bagian ujung tali yang ringan maka massanya dapat diabaikan dengan panjang l.

Kemudian apabila pada beban tersebut ditarik ke salah satu sisi kemudian dilepaskan, maka beban tersebut akan berayun dengan melalui titik yang memberikannya keseimbangan dan akan menuju ke arah sisi yang lainnya. 

Kemudian jika amplitudo pada ayunan tersebut kecil, maka pada bandul tersebut akan melakukan sebuah getaran harmonis.

Nah dalam hal ini diketahui bahwa suatu Periode beserta frekuensi pada suatu getaran bandul yang sederhana layaknya seperti yang terjadi pada pegas.

Jadi intinya, periode dan frekuensinya juga bisa dihitung dengan cara menyetarakan gaya pemulih dan juga gaya sentripetal.

Nah Persamaan dari gaya pemulih dalam bandul sederhana ialah F = -mg sinθ. untuk sudut θ kecil (θ dalam satuan radian), jadi sin θ = θ. maka oleh sebab itu, persamaannya dapat ditulis menjadi F = -mg (X/l). Sevbab persamaan pada gaya sentripetal ialah F = -4π 2 mf²X, Jika akan kita peroleh persamaan sebagai berikut.

  • -4π² mf²X = -mg (X/l)
  • 4π² f² = g/l
  • f = ½π √k:m atau T = 2π √m:k
Baca Juga :   Gaya Lorentz

Dalam hal ini yang mana Periode kemudian dengan frekuensi pada suatu bandul yang sangat sederhana tak pernah ketergantungan pada massa dan juga pada simpangan bandul, Melainkan sangat bergantung terhadap ukuran dari tali yang memanjang dan juga kecetan adanya sebuah gravitasi yang disekitar.

Contoh Soal dan Pembahasan Getaran Harmonis

Soal

Pada Sebuah benda mengalangi suatu getaran hingga sampai menyebabkan suatu getaran harmonis dengan persamaan y = 0,04 sin 20π t, yang mana y menjadi sebagai simpangan dalam satuan meter dan kemudia t, akan menjadi sebagai waktu dalam satuan sekon.

Maka hitunglah berapa julah besaran dari persamaan yang terjadi pada getaran harmonis berikut ini:

  • amplitudo
  • frekuensi
  • periode
  • simpangan maksimum
  • simpangan ketika t = 1/60 sekon
  • simpangan ketika sudut fasenya 45°
  • sudut fase ketika simpangannya 0,02 meter

Pembahasan

Berdasarkan pola dari persamaan pada simpangan gerak harmonis yang ada di atas ialah:

  • y=A sin ωt
  • ω=2π f atau ω = 2π/T

a) A /amplitudo 

  • y=0,04 sin20π t
  • A =0,04 meter

b) f atau frekuensi 

  • y = 0,04 sin 20π t
  • ω = 20π
  • 2πf = 20π
  • f = 10 Hz

c) T atau periode 

  • T = 1/f
  • T = 1/10 = 0,1 s

d) y. maks atau simpangan maksimum

  • y =A sin ωt
  • y =y. maks sin ωt
  • y =0,04 sin 20π t
  • y =y. maks sin ωt

y.maks=0,04m( Merupakan simpangan maks seperti halnya amplitudo)

e) simpangan pada saat t=1/60sekon

  • y=0,04 sin20π t
  • y=0,04 sin20π (1/60)
  • y=0,04 sin1/3 π
  • y=0,04 sin60° 
  • y=0,04 ×1/2√3 
  • y=0,02√3 m

f) simpangan ketika sudut fasenya 45°

  • y =A sin ωt
  • y =A sin θ

di mana θ adalah sudutfase, θ = ωt

  • y =0,04sin θ
  • y =0,04sin 45° 
  • y =0,04(0,5√2) 
  • y =0,02√2 m

g) sudut fase ketika simpangannya 0,02 meter

  • y =0.04 sin 20π t
  • y=0.04 sin θ
  • 0,02=0,04 sin θ
  • sin θ=1/2
  • θ =30°
Baca Juga :   Alkana

Nah itulah yang bisa kami sampaikan mengenai getaran harmonis, semoga ulasan ini dapat bermanfaat bagi sahabat semua.

Baca Juga :