Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan. Getaran adalah suatu peristiwa gerak bolak balik secara teratur suatu benda melalui satu titik seimbang. Karena terjadi dengan teratur, getaran sering juga disebut dengan gerak periodik. Kuat atau lemahnya pergerakan benda tersebut dipengaruhi oleh jumlah energi yang diberikan. Semakin besar energi yang diberikan maka semakin kuat pula getaran yang terjadi. Satu Getaran sama dengan satu kali gerakan bolak balik penuh dari benda tersebut. Contoh sederhana getaran yaitu gerakan pegas yang diberikan beban, misalnya pemanfaatan pegas untuk menjadi ayunan anak. Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain : Gambar dibawah ini ialah contoh getaran pada bandul sederhana, berdasarkan pada bandul tersebut, Satu Kali Getaran ialah satu kali pergerakan bandul dari titik A – B – C – B – A. Satu Kali getaran juga bisa dihitung titik mulainya dengan titik B atau Titik C. Kemudian Pada Gambar kedua adalah contoh Getaran pada pegas yang diberikan beban. Satu Kali Getaran pada Pegas Tersebut misalnya B – A – C – A – B. Satu Kali Getaran juga bisa dihitung dari titik mulainya dengan titik A atau Titik C. Amlitudo Amplitudo yakni simpangan terjauh dari titik keseimbangan. Amplitudo bisa diartikan ialah jarak paling jauh dari titik keseimbangan saat terjadi getaran. Perhatikan kembali Gambar pada bandul dan pegas sederhana diatas. Frekuensi Getaran yaitu banyaknya jumlah getaran yang terjadi dalam satu detik. Satuan Frekuensi dalam Sistem Internasional yaitu Hertz [Hz]. Dalam Fisika, Frekuensi disimbolkan dengan huruf “f” dan Rumusnya adalah Rumus Frekuensi Getaran Keterangan : f = Frekuensi [Satuannya Hertz disingkat Hz]
n = Jumlah Getaran
t = Waktu [Satuannya Sekon disingkat s] Periode Periode yaitu waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali getaran. Satuan Periode dalam Sistem Internasional adalah Sekon [s]. Dalam Fisika, Periode disimbolkan dengan huruf “T” dan Rumusnya : T = t / n Keterangan : T = Periode [Satuannya Sekon disingkat s] t = Waktu [Satuannya Sekon disingkat s] n = Jumlah Getaran Periode dan Frekuensi saling berhubungan dan bisa dihubungkan satu dengan lainnya. Periode adalah kebalikan dari frekuensi demikian pula sebaliknya. Oleh karena itu didapatkan persamaan : Keterangan : T = Periode [Satuannya Sekon disingkat s] f = Frekuensi [Satuannya Hertz disingkat Hz] Jenis Jenis GetaranSecara umum dikenal dua macam jenis getaran berdasarkan proses terjadinya getaran, yakni : Getaran Bebas, adalah getaran yang terjadi ketika sistem mekanis dimulai dengan adanya gaya awal yang bekerja pada sistem itu sendiri, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Getaran bebas akan menghasilkan frekuensi yang natural karena sifat dinamika dari distribusi massa dan kekuatan yang membuat getaran. Contohnya : Bandul yang ditarik kemudian dilepaskan dan dibiarkan menghasilkan getaran sampai pergerakan bandul tersebut berhenti. Getaran Paksa, ialah suatu getaran yang terjadi ketika gerakan bolak-balik karena adanya gaya luar yang secara paksa menciptakan getaran pada sistem. Contohnya : yaitu getaran rumah yang roboh ketika gempa. Contoh Soal Getaran1. Sebuah bandul digetarkan sehingga selama 1 menit menghasilkan 40 getaran. Tentukan periodenya? Penyelesaian : Diketahui : t = 1 menit = 60 s n = 40 getaran Ditanya : T = ? Jawab : T= t/n T=60/40= 1,5 s Jadi, sebuah bandul mempunyai nilai periode nya 1,5 s 2. Dalam 1 sekon, lintasan yang ditempuh beban pada Gambar 1 adalah 2-1-3-1-21-3. Berapakah frekuensi dan periode getaran tersebut? Penyelesaian : Jumlah getaran yang terjadi adalah 1,5 getaran. Waktu untuk menempuh 1,5 getaran adalah 1 sekon. Jadi frekuensi f = 1,5 getaran / sekon = 1,5 Hz. Dan periode T : Jadi waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran penuh adalah 0,67 sekon. 3. Pada selang waktu 2 sekon terjadi gerakan bolak – balik sebanyak 10 kali. Tentukanlah frekuensi dan periodenya. Penyelesaian : Dalam 2 sekon terjadi 10 getaran. Berarti dalam 1 sekon terjadi 5 getaran, sehinga frekuensi f = 5 Hz, dan periode T : Itulah ulasan tentang Getaran : Pengertian, Jenis, dan Rumus Beserta Contoh Soalnya Lengkap Semoga apa yang diulas diatas bermanfaat bagi pembaca. Sekian dan terimakasih. Baca juga refrensi artikel terkait lainnya disini :
Mungkin Dibawah Ini yang Kamu Cari
Video yang berhubungan
Pengertian Getaran a. Definisi Getaran Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan. Getaran adalah gerak bolak – balik di sekitar titik setimbang; 2 = titik setimbang ; 1 dan 3 = titik terjauh [Amplitudo]; b. Beberapa Contoh Getaran Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain : - sinar gitar yang dipetik - bandul jam dinding yang sedang bergoyang - ayunan anak-anak yang sedang dimainkan - mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya. - Pegas yang diberi beban. Ciri-ciri Getaran Jenis-jenis Getaran Terdapat dua jenis getaran, yaitu: 1. Getaran bebas terjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan. 2. Getaran paksa terjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi. Gerak Harmonik
a. Amplitudo Dalam gambar 2 telah disebutkan bahwa amplitudo adalah simpangan terbesar dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter. b. Periode Getaran Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu getaran dan diberi simbolT. Untuk gambar ayunan di atas, jika waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, ke C, ke A, dan kembali ke B adalah 0,2 detik, maka periode getaran bandul tersebut 0,2 detik atau T = 0,2 detik = 0,2 s Periode suatu getaran tidak tergantung pada amplitudo getaran. c. Frekuensi Getaran Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f. Untuk sistem ayunan bandul di atas, jika dalam waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, A ke C, C ke A, dan kembali ke B sama dengan 0,2 detik, maka : - dalam waktu 0,2 detik bandul menjalani satu getaran penuh - dalam waktu 1 detik bandul menjalani 5 kali getaran penuh Dikatakan bahwa frekuensi getaran sistem bandul tersebut adalah 5 getaran/detik atau f = 5 Hz. d. Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas, diperoleh hubungan : Keterangan : T = periode, satuannya detik atau sekon f = frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s-1 atau Hz Page 2Getaran 1. Pengertian Getaran a. Definisi Getaran Getaran adalah gerak bolak – bolik secara berkala melalui suatu titik keseimbangan. Pada umumnya setiap benda dapat melakukan getaran. Suatu benda dikatakan bergetar bila benda itu bergerak bolak bolik secara berkala melalui titik keseimbangan. Getaran merupakan 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. Getaran adalah gerak bolak – balik di sekitar titik setimbang; 2 = titik setimbang ; 1 dan 3 = titik terjauh [Amplitudo]; b. Jenis getaran Getaran bebasterjadi bila sistem mekanis dimulai dengan gaya awal, lalu dibiarkan bergetar secara bebas. Contoh getaran seperti ini adalah memukul garpu tala dan membiarkannya bergetar, atau bandul yang ditarik dari keadaan setimbang lalu dilepaskan. Getaran paksaterjadi bila gaya bolak-balik atau gerakan diterapkan pada sistem mekanis. Contohnya adalah getaran gedung pada saat gempa bumi. c. Analisis getaran Dasar analisis getaran dapat dipahami dengan mempelajari model sederhana massa-pegas-peredam kejut. Struktur rumit seperti badan mobil dapat dimodelkan sebagai "jumlahan" model massa-pegas-peredam kejut tersebut. Model ini adalah contoh osilator harmonik sederhana. Getaran bebas tanpa peredam Model massa-pegas sederhana Pada model yang paling sederhana redaman dianggap dapat diabaikan, dan tidak ada gaya luar yang memengaruhi massa [getaran bebas]. Dalam keadaan ini gaya yang berlaku pada pegas Fs sebanding dengan panjang peregangan x, sesuai dengan hukum Hooke, atau bila dirumuskan secara matematis: dengan k adalah tetapan pegas. Sesuai Hukum kedua Newton gaya yang ditimbulkan sebanding dengan percepatan massa: Karena F = Fs, kita mendapatkan persamaan diferensial biasa berikut: Gerakan harmonik sederhana sistem benda-pegas Bila kita menganggap bahwa kita memulai getaran sistem dengan meregangkan pegas sejauh A kemudian melepaskannya, solusi persamaan di atas yang memerikan gerakan massa adalah: Solusi ini menyatakan bahwa massa akan berosilasi dalam gerak harmonis sederhana yang memiliki amplitudo A dan frekuensi fn. Bilangan fn adalah salah satu besaran yang terpenting dalam analisis getaran, dan dinamakan frekuensi alami takredam. Untuk sistem massa-pegas sederhana, fn didefinisikan sebagai: Catatan: frekuensi sudut [] dengan satuan radian per detik kerap kali digunakan dalam persamaan karena menyederhanakan persamaan, namun besaran ini biasanya diubah ke dalam frekuensi "standar" [satuan Hz] ketika menyatakan frekuensi sistem. Bila massa dan kekakuan [tetapan k] diketahui frekuensi getaran sistem akan dapat ditentukan menggunakan rumus di atas. Getaran bebas dengan redaman Bila peredaman diperhitungkan, berarti gaya peredam juga berlaku pada massa selain gaya yang disebabkan oleh peregangan pegas. Bila bergerak dalam fluida benda akan mendapatkan peredaman karena kekentalan fluida. Gaya akibat kekentalan ini sebanding dengan kecepatan benda. Konstanta akibat kekentalan [viskositas] c ini dinamakan koefisien peredam, dengan satuan N s/m [SI] Dengan menjumlahkan semua gaya yang berlaku pada benda kita mendapatkan persamaan Solusi persamaan ini tergantung pada besarnya redaman. Bila redaman cukup kecil, sistem masih akan bergetar, namun pada akhirnya akan berhenti. Keadaan ini disebut kurang redam, dan merupakan kasus yang paling mendapatkan perhatian dalam analisis vibrasi. Bila peredaman diperbesar sehingga mencapai titik saat sistem tidak lagi berosilasi, kita mencapai titik redaman kritis. Bila peredaman ditambahkan melewati titik kritis ini sistem disebut dalam keadaan lewat redam. Nilai koefisien redaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis pada model massa-pegas-peredam adalah: Untuk mengkarakterisasi jumlah peredaman dalam sistem digunakan nisbah yang dinamakan nisbah redaman. Nisbah ini adalah perbandingan antara peredaman sebenarnya terhadap jumlah peredaman yang diperlukan untuk mencapai titik redaman kritis. Rumus untuk nisbah redaman [] adalah Sebagai contoh struktur logam akan memiliki nisbah redaman lebih kecil dari 0,05, sedangkan suspensi otomotif akan berada pada selang 0,2-0,3. Solusi sistem kurang redam pada model massa-pegas-peredam adalah Dari solusi tersebut perlu diperhatikan dua hal: faktor eksponensial dan fungsi cosinus. Faktor eksponensial menentukan seberapa cepat sistem teredam: semakin besar nisbah redaman, semakin cepat sistem teredam ke titik nol. Fungsi kosinus melambangkan osilasi sistem, namun frekuensi osilasi berbeda daripada kasus tidak teredam. Frekuensi dalam hal ini disebut "frekuensi alamiah teredam", fd, dan terhubung dengan frekuensi alamiah takredam lewat rumus berikut. Frekuensi alamiah teredam lebih kecil daripada frekuensi alamiah takredam, namun untuk banyak kasus praktis nisbah redaman relatif kecil, dan karenanya perbedaan tersebut dapat diabaikan. Karena itu deskripsi teredam dan takredam kerap kali tidak disebutkan ketika menyatakan frekuensi alamiah. d. Beberapa Contoh Getaran Beberapa contoh getaran yang dapat kita jumpai dalam kehidupan sehari – hari antara lain : - sinar gitar yang dipetik - bandul jam dinding yang sedang bergoyang - ayunan anak-anak yang sedang dimainkan - mistar plastik yang dijepit pada salah satu ujungnya, lalu ujung lain diberi simpangan dengan cara menariknya, kemudian dilepaskan tarikannya. - Pegas yang diberi beban. 2. Periode dan Frekuensi Getaran Perhatikan gambar berikut ini!
a. Amplitudo Dalam gambar 2 telah disebutkan bahwa amplitudo adalah simpangan terbesar dihitung dari kedudukan seimbang. Amplitudo diberi simbol A, dengan satuan meter. b. Periode Getaran Periode getaran adalah waktu yang digunakan dalam satu getaran dan diberi simbol T. Untuk gambar ayunan di atas, jika waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, ke C, ke A, dan kembali ke B adalah 0,2 detik, maka periode getaran bandul tersebut 0,2 detik atau T = 0,2 detik = 0,2 s Periode suatu getaran tidak tergantung pada amplitudo getaran. c. Frekuensi Getaran Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f. Untuk sistem ayunan bandul di atas, jika dalam waktu yang diperlukan oleh bandul untuk bergerak dari B ke A, A ke C, C ke A, dan kembali ke B sama dengan 0,2 detik, maka : - dalam waktu 0,2 detik bandul menjalani satu getaran penuh - dalam waktu 1 detik bandul menjalani 5 kali getaran penuh Dikatakan bahwa frekuensi getaran sistem bandul tersebut adalah 5 getaran/detik atau f = 5 Hz. d. Hubungan antara Periode dan Frekuensi Getaran Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas, diperoleh hubungan : Keterangan : T = periode, satuannya detik atau sekon f= frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s-1 atau Hz Contoh Soal : 1. Dalam 1 sekon, lintasan yang ditempuh beban pada Gambar 1 adalah 2-1-3-1-2-1-3. Berapakah frekuensi dan periode getaran tersebut? Penyelesaian : Jumlah getaran yang terjadi adalah 1,5 getaran. Waktu untuk menempuh 1,5 getaran adalah 1 sekon. Jadi frekuensi f = 1,5 getaran / sekon = 1,5 Hz. Dan periode T : Jadi waktu yang diperlukan untuk menempuh satu getaran penuh adalah 0,67 sekon. 2. Pada selang waktu 2 sekon terjadi gerakan bolak – balik sebanyak 10 kali. Tentukanlah frekuensi dan periodenya. Penyelesaian : Dalam 2 sekon terjadi 10 getaran. Berarti dalam 1 sekon terjadi 5 getaran, sehinga frekuensi f = 5 Hz, dan Page 2Video yang berhubungan |
Disebut apakah gerak bolak balik secara berkala melalui titik keseimbangan?
Pos Terkait
Copyright © 2024 adaberapa Inc.
