Gerak Harmonik Sederhana

Materi.ID- Gerak Harmonik Sederhana| Halo sahabat MateriID, kita akan membahas tentang Gerak Harmonik Sederhana. Gerak harmonik sederhana adalah termasuk kedalam dinamika gerak yaitu gerak yang penyebab geraknya di pelajari. Materi gerak harmonik sederhana ini termasuk kedalam materi getaran. Gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak balik melalui titik kesetimbangan tertentu dengan banyaknya getaran yang terjadi tiap detik selalu tetap atau konstan.

Jenis, Contoh dan Besaran Fisika Pada Gerak Harmonik Sederhana

Jenis Gerak Harmonik Sederhana

Perlu sahabat ketahaui bahwa gerak harmonik sederhana terdiri dari dua jenis yaitu sebagai berikut

  • Gerak harmonik anguler : Gerak harmonik anguler berati gerak harmonik yang arah getarannya melingkar, contohnya gerak ayunan sederhana pada bandul,
  • Gerak harmonik liner adalah gerak harmonik yang arah getarnya lurus vertikal atau horizontal contohnya gerak osilasi pada pegas.

Contoh Gerak Harmonik Sederhana

Secara sederhana pada materi fisika kelas XI SMA tentang gerak harmonik sederhana ini anda akan menjumpai dua contoh yang akan dipelajari. Contoh dari gerak harmonik sederhana ini adalah gerak ayunan atau bandul sederhana serta gerak getaran atau gerak harmonik pada pegas. Tentunya kalian sudah melihat bukan bandul dan pegas tersebut?

Gerak Harmonik Sederhana

Perhatikan gambar bandul ayunan sederhana tersebut. Bandul tersebut dikatakan melakukan satu getaran adalah gerakan dari posisi awal dan kembali ke posisi awal kembali. Gerakan dari A- B- C- B- A adalah satu getaran, begitu juga dengan gerakan pada pegas.

Besaran Fisika Gerak Harmonik Sederhana Pada Bandul dan Pegas

Periode (T)

Periode adalah Waktu yang dibutuhkan oleh suatu benda untuk melakukan satu kali getaran. Seperti yang sudah di jelaskan diatas bahwa suatu Benda dikatakan melakukan satu getaran jika benda bergerak dari titik di mana benda tersebut mulai bergerak atau yang dikenal dengan posisi awal dan kembali lagi ke titik tersebut.

T = t/n

dimana
T = Periode (s)
t = Waktu (s)
n =Jumlah getaran

Frekuensi

Besaran kedua yang terdapat pada gerak harmonik sederhana baik pada bandul atau ayunan sederhana dan pegas adalah frekuensi. Frekuensi adalah banyaknya atau jumlah getaran yang terjadi tiap detik. Persamaan frekuensi dan periode adalah kebalikkannya. Hal ini dikarenakan hubungan periiode dan frekuensi adalah berbanding terbalik. Berikut ini persamaannya

f = n/t

dimana
f = Frekuensi (Hz)
n = Banyaknya getaran
t = Waktu yang dibutuhkan (s)

Gaya Pemulih pada Gerak Harmonik Sederhana

Gaya pemulih dimiliki oleh setiap benda elastis yang terkena gaya sehingga benda elastis tersebut berubah bentuk. Gaya yang timbul pada benda elastis untuk menarik kembali benda yang melekat padanya disebut
gaya pemulih. Akibat gaya pemulih tersebut, benda akan melakukan gerak harmonik sederhana.

Gaya Pemulih pada Pegas

Pegas, jika mendengar kata ini pasti sudah ada dibenak anda bentuk dan bagaimana pegas itu bukan? Pegas adalah salah satu contoh benda elastis yang bisa kita jumpai di sekelling kita. Oleh karena sifat elastisnya ini, suatu pegas yang diberi gaya tekan atau gaya regang akan kembali ke keadaan setimbangnya mula-mula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Gaya yang timbul pada pegas untuk mengembalikan posisinya ke keadaan setimbang disebut gaya pemulih pada pegas.

Gaya pemulih ini banyak digunakan pada teknologi di sekitar kita, contohnya adalah shockbreaker. Ilmuan pertama kali yang meneliti hal ini adalah Robert Hooke. Melalui percobaannya, Hooke menyimpulkan bahwa sifat elastis pegas tersebut ada batasnya dan besar gaya pegas sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Secara matematis, pernyataan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut.

Gaya pemulih pada pegas

Gaya Pemulih pada Ayunan Sederhana

Ayunan matematis atau ayunan sederhana merupakan suatu partikel massa yang tergantung pada suatu titik tetap pada seutas tali, di mana massa tali dapat diabaikan dan tali tidak dapat bertambah panjang. Sebuah beban bermassa m tergantung pada seutas kawat halus kaku sepanjang L dan massanya dapat diabaikan. Apabila bandul itu bergerak vertikal dengan membentuk sudut θ , seperti terlihat pada Gambar dibawah ini gaya pemulih bandul tersebut ialah mg sinθ . Secara matematis dapat dituliskan

F = – mg sin θ

Gaya Pemulih pada Ayunan Sederhana

Periode dan Frekuensi pada Getaran Pegas

Periode gerak harmonik sederhana pada getaran pegas adalah waktu yang dibutuhkan dalam satu getara. Perhatikan gambar berikut ini:

Periode pada Pegas

Pada gambar di atas jika gerakkan awal pegas mulai dari titik A maka yang dinamakan 1 getaran adalah gerakan dari A ke O ke B ke O dan ke A lagi. Untuk mencari persamaan periode dan frekuensinya maka kita harus turunkan berdasarkah hukum 2 Newton. Perhatikan penurunan rumus periode dan frekuensi pada gerak harmonik sederhana pegas.

Penurunan rumus Periode dan Frekuensi pada pegas

Periode dan Frekuensi pada Ayunan Sederhana

Periode ayunan adalah waktu yang dibutuhkan sebuah ayunan atau bandul itu untuk melakukan satu kali gerak bolak-balik dari titik P – O – Q – O – P, seperti  terlihat pada Gambar berikut ini:

Penurunan rumus Periode dan Frekuensi pada ayunan sederhana

Sama halnya pada pegas, penurunan rumus frekuensi dan getaran gerak harmonik pada ayunan di turunkan dari hukum 2 newton. Berikut ini penurunan rumus periode dan frekuensi pada ayunan sederhana:

Penurunan rumus Periode dan Frekuensi pada ayunan sederhana 2

Contoh Soal dan Pembahasan Gerak Harmonik Sederhana Pada Pegas dan Ayunan Sederhana

Contoh Soal dan Pembahasan Getaran Pegas

Sebuah pegas yang panjangnya 16 cm digantungkan vertikal. Kemudian, ujung bawahnya diberi beban 100 gram sehingga panjangnya bertambah 4 cm. Beban ditarik 3 cm ke bawah, kemudian dilepas hingga beban bergetar harmonik. Jika g = 10 m/s2,. tentukan:
a. tetapan pegas, dan
b. periode dan frekuensi getarannya

Contoh Soal dan Pembahasan Getaran pada Pegas

Contoh Soal dan Pembahasan getaran pada ayunan Sederhana

Sebuah ayunan sederhana melakukan gerak harmonik sederhana dengan panjang tali 40 cm. Jika g = 10 m/s2, tentukanlah periode dan frekuensi ayunan tersebut.

Contoh Soal dan Pembahasan Getaran pada Ayunan

Demikianlah pembahasan singkat mengenai gerak harmonik sederhana khususnya gerak harmonik pada pegas dan ayunan sederhana serta penurunan rumus frekuensi dan periode pada getaran pegas dan ayunan sederhana. Silahkan bagikan kepada yang lainnya ya.

No Responses

Leave a Reply