3.1     Karakteristik Gerak Harmonik

 

Pengertian getaran atau osilasi mencakup pengertian gerak bolak-balik suatu benda di sekitar titik keseimbangan. Untuk memahami pengertian getaran itu, amati percobaan sederhana sebagai berikut. Sebuah kelereng yang diletakkan di dalam sebuah mangkok kemudian diberikan sedikit simpangan dari posisi setimbangnya di dasar mangkok, hal tersebut akan menyebabkan kelereng bergerak bolak-balik di sekitar posisi kesetimbangannya dan akhirnya berhenti di posisi kesetimbangannya. Gerak harmonis sederhana adalah gerak gerak bolak-balik yang melalui lintasan yang sama secra periodic. Secara periodic bererti memiliki selang waktu bolak-balik yang tetap. Contoh lain dari gerak harmonis adalah ayunan anak-anak, gerak bandul jam dan getaran pegas. Benda yang melakukan gerak bolak-balik terhadap titik setimbangnya disebabkan oleh adanya gaya pemulih. Gambar 3.1. menunjukkan kelereng yang bergerak kembali kearah bawah menuju titik kesetimbangan karena adanya gaya pemulih. Gaya pemulih berupa komponen gaya berat kelereng yang searah dengan lintasan kelereng. Gaya pemulih ini merupakan gaya yang berlawanan arah dengan posisi (arah gerak) atau arah simpangan benda dan besarnya sebanding dengan simpangan benda terhadap keseimbangannya.

 

 

 

 

 

Gambar 3.1. Gerak bolak-balik kelereng di dalam mangkok

 

Syarat suatu gerak dikatakan getaran harmonik, antara lain:

 

1.       Gerakannya periodik (bolak-balik).

 

2.       Gerakannya selalu melewati posisi keseimbangan.

 

3.       Percepatan atau gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan posisi/ simpangan benda.

 

4.       Arah percepatan atau gaya yang bekerja pada benda selalu mengarah ke posisi keseimbangan.

 

Dalam membahas gerak harmonis sederhana, kita perlu mendefinisikan beberapa besaran. Besaran-besaran yang mendasari gerak harmonis sederhana adalah sebagaiberikut.

 

a.              Simpangan merupakan jarak pusat massa beban dari titik keseimbanagn. Simpangan biasanya dilambangkan dengan y. besar simpangan setiap saat selalu berubah karena beban terus bergerak disekitar titik keseimbangan.

 

b.             Amplitude menyatakan simpangan maksimum atau simpangan terbesar titik pusat massa beban. Amplitude disimbolkan dengan huruf A.

 

c.              Periode diartikan sebagai waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran. Periode disimbolkan dengan huruf T dan mempunyai satuan detik/ sekon (s).

 

 

 

 

 

 

 

d.             Frekuensi diartikan sebagai banyaknya getaran yang dilakukan tiap satu satuan waktu. Frekuensi disimbolkan dengan huruf f  dan mempunyai satuan Hertz atau Hz.

 

 

 

Frekuensi dapat pula diartikan sebagai kebalikan periode atau dapat dituliskan sebagai berikut.

atau                                           3.1

 

Keterangan:

f = frekuensi (Hz)

T=periode (s)

n= jumlah getaran

t = waktu yang dibutuhkan suatu benda bergetar