Getaran, Gerak Harmonik Sederhana, Energi dalam gerak harmoni sederhana dan Aplikasi gerak harmonik sederhana

1.Pengertian Getaran

                Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada di sekitar titik keseimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang diberikan.

                

Frekuensi : banyaknya getaran yang terjadi dalam satu detik

2. Gerak Harmonik Sederhana

        Gerak Harmonik Sederhana adalah gerak bolak balik secara teratur melalui titik keseimbangannya dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu sama atau konstan. Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Karenanya kita menyebutnya gerak harmonis sederhana. 

Jenis Gerak Harmonik Sederhana

Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu :

• Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa / air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya.
• Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

3. Energi dalam gerak harmoni sederhana

            Energi dalam Gerak Harmonik Sederhana dalam bentuk energi mekanik (penjumlahan antara energi potensial dan energi kinetik). Energi potensial adalah energi yang di sebabkan karena simpangan benda pada sebuah getaran, sedangkan energi kinetik adalah energi karena kecepatan sebuah benda. Secara matematik besar energi mekanik akan dinyatakan dengan persamaan berikut :

E.mekanik = potensial + kinetik

Dengan catatan energi potensial dan kinetik pada GHS adalah :

Ep = 1/2ky²   E_k = 1/2 mv²

4.  Aplikasi gerak harmonik sederhana

            Dalam kehidupan sehari-hari, sebenarnya kita sering bertemu dengan aplikasi dari ayunan maupun pegas. Salah satu contoh yang palingsederhana dan paling dekat dengan kita adalah pegas pada springbed. Banyak orang yang menggunakan spring bed dengan tujuan memperoleh kenyamanan saat tidur. Kenyamanan ini diperoleh dari getaran atau gerakan periodik yang berasal dari pegas yang terdapat didalam spring bed yang dicampur dengan spons. Prinsip kerja dari springbed ini adalah apabila terdapat beban maka pegas akan bergerak naik-turun melewati titik setimbangnya dan dalam waktu tertentu pegas akan berhenti pada posisi atau keadaan semula. Getaran pada pegas spring bed ini hanya bergerak vertical (naik-turun), pegas yang digunakan pada spring bed ini berjenis pegas koil. Getaran yang terjadi pada spring bed ini adalah getaran teredam,dimana sponslah yang menjadi peredamnya. Hal inilah yang membuat pegas pada spring bed dalam waktu tertentu akan berhenti (tidak bergerak terus menerus).

            Selain diterapkan pada spring bed, aplikasi pegas juga sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari khususnya pada bidang pemesinan dan mekanik. Contoh lainnya adalah pegas sebagaiShockabsorber pada mobil. Jam Mekanik, dan Garpu tala

° Shockabsorber pada mobil

            Peredam kejut (shockabsorber) pada mobil memiliki komponen pada bagian atasnya terhubung dengan piston dan dipasangkan dengan rangka kendaraan. Bagian bawahnya, terpasang dengan silinder bagian bawah yang dipasangkan dengan as roda. Fluidakental menyebabkan gaya redaman yang bergantung pada kecepatan relatif dari kedua ujung unit tersebut. Hal ini membantu untuk mengendalikan guncangan pada roda.

° Jam mekanik

            Roda keseimbangan dari suatu jam mekanik memiliki komponen pegas. Pegas akan memberikan suatu torsi pemulih yang sebanding dengan perpindahan sudut dan posisi kesetimbangan. Gerak ini dinamakan Gerak Harmonik Sederhana sudut (angular).

° Garpu Tala

            Garpu tala dengan ukuran yang berbeda menghasilkan bunyi dengan pola titi nada yang berbeda. Makin kecil massa m pada gigi garpu tala, makin tinggi frekuensi osilasi dan makin tinggi pola titi nada dari bunyi yang dihasilkan garpu tala.