GERAK HARMONIK
Benda yang
melakukan gerak lurus berubah beraturan, mempunyai percepatan yang tetap, Ini
berarti pada benda senantiasa bekerja gaya yang tetap baik arahnya maupun
besarnya. Bila gayanya selalu berubah-ubah, percepatannyapun berubah-ubah pula.
Gerak yang
berulang dalam selang waktu yang sama disebut Gerak Periodik. Gerak
periodik ini selalu dapat dinyatakan dalam fungsi sinus atau cosinus, oleh
sebab itu gerak periodik disebut Gerak Harmonik. Jika gerak yang
periodik ini bergerak bolak-balik melalui lintasan yang sama disebut Getaran
atau Osilasi.
Waktu yang
dibutuhkan untuk menempuh satu lintasan bolak-balik disebut Periode,
sedangkan banyaknya getaran tiap satuan waktu disebut Frekwensi. Hubungan
antara periode (T) dan frekwensi (f) menurut pernyataan ini adalah :
Satuan frekwensi
dalam SI adalah putaran per detik atau Hertz (Hz). Posisi pada saat resultan
gaya bekerja pada partikel yang bergetar sama dengan nol disebut posisi
seimbang.
Perhatikan
sebuah benda massanya m digantungkan pada ujung pegas, pegas bertambah panjang.
Dalam keadaan seimbang, gaya berat w sama dengan gaya pegas F, resultan gaya
sama dengan nol, beban diam.
Dari
kesimbangannya beban diberi simpangan y, pada beban bekerja gaya F, gaya ini
cenderung menggerakkan beban keatas.
Gaya pegas merupakan gaya penggerak, padahal gaya pegas sebanding dengan
simpangan pegas.
F = - k y ; k
tetapan pegas.
Mudah dipahami
bahwa makin kecil simpangan makin kecil pula gaya penggerak. Gerakan yang gaya
penggeraknya sebanding dengan simpangan disebut Gerak Harmonis ( Selaras ).
Bila beban dilepas dari
kedudukan terbawah (A), beban akan bergerak bolak balik sepanjang garis A-O-B.
Gerak bolak-balik disebut getaran dan getaran yang gaya penggeraknya sebanding
dengan simpangannya disebut : Gerak Harmonis.
Simpangan yang
terbesar disebut Amplitudo getaran (A).
Saat simpangan
benda y, percepatannya :
A =
Besar energi
potensialnya : Ep = ½ ky2
Ketika
simpangannya terbesar energi kinetiknya Ek = 0, sedangkan energi potensialnya
Ep = ½ kA2 ….. Jadi energi getarannya E = Ep + Ek = ½ kA2 + 0
E = ½ kA2
Energi kinetik
saat simpangannya y dapat dicari dengan hukum kekekalan energi.
E = Ep + Ek
Ek = E – Ep = ½
kA2 – ½ ky2
Tidak ada komentar:
Posting Komentar