Materi dan Tugas Fisika untuk kelas XI TKJ SMK Cokroaminoto 1 Banjarnegara 19 Januari 2012

GETARAN 

A. Pengertian Getaran

Getaran adalah suatu gerak bolak-balik di sekitar kesetimbangan. Kesetimbangan di sini maksudnya adalah keadaan dimana suatu benda berada pada posisi diam jika tidak ada gaya yang bekerja pada benda tersebut. Getaran mempunyai amplitudo (jarak simpangan terjauh dengan titik tengah) yang sama. Lihat gambar di bawah ini!

o

Gambar 1.1. Model Ayunan Sederhana

Perhatikan gambar ayunan sederhana di atas! Yang dimaksud sebagai getaran adalah gerak beban pada ayunan dengan posisi tertentu. Satu gelombang adalah gerakan dari :
a. B - O - A - O - B
b. O - B - O - A - O atau
c. A - O - B - O _ A

B, Periode, Frekuensi dan Amplitudo
Periode adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu kali getaran. Secara matematis hubungan antara periode, frekuensi dan Amplitudo dirumuskan sebagai berikut :

dan

dimana : T = periode dan f = frekuensi getaran

Amplitudo adalah pengukuran skalar yang nonnegatif dari besar osilasi suatu gelombang. Amplitudo juga dapat didefinisikan sebagai jarak terjauh dari garis kesetimbangan dalam gelombang sinusoide yang kita pelajari pada mata pelajaran fisika dan matematika - geometrika.

Amplitudo dinyatakan oleh jarak naik dan turunnya suatu getaran (osilasi) seperti terlihat pada gambar di bawah ini.

  gambar 1.2. Contoh amplitudo pada gerak harmonik sederhana

C. Periode dan Frekuensi Getaran Harmonis

1. Periode dan frekuensi getaran pegas

Jika sebuah beban m digantung vertikal pada pegas seperti gambar di bawah ini maka pegas akan bertambah panjang sebesar x kali. Jika beban ditarik sejauh x2, lalu dilepaskan sehingga beban akan bergerak naik turun melalui titik setimbang.

Periode getaran dirumuskan dengan :

 

dimana : T = periode (detik), m = massa beban yang digantung (kg), k = Konstanta pegas (N/m)

sedang frekuensi getaran dirumuskan dengan :

dimana f = frekuensi getaran (Hz).

Kecepatan di titik setimbang

Saat beban m bergetar harmonis maka berlaku hukum kekekalan energi sehingga pada titik terjauh saat beban ditarik sejauh x2, Ek = 0, Ep = maksimum; saat Ek = maksimum, Ep = 0; 

Ek = Ep

  dimana : v = kecepatan di titik setimbang (m/detik), x1 = pertambahan panjang pegas awal (m)

x2 = pertambahan panjang pegas setelah ditarik (m)

dimana : f = frekuensi (Hz), g = percepatan gravitasi (m/s2), x1 = pertambahan panjang awal (m)

2.  Periode dan Frekuensi Ayunan Sederhana

Pada ayunan sederhana periodenya dirumuskan dengan :

 

dan frekuensinya :

dimana: T = periode getaran (detik), l = panjang tali penggantung (m), g = percepatan gravitasi (m/s2) dan f = frekuensi getaran (Hz)

 =