Pengertian Getaran Harmonik beserta Contoh Soalnya

Pengertian Getaran Harmonik

Pengertian Getaran Harmonik beserta Contoh Soalnya – Gerak harmonik adalah gerak suatu benda, di mana grafik posisi suatu partikel sebagai fungsi waktu adalah sinus (dapat diekspresikan dalam bentuk sinus atau kosinus). Gerakan semacam ini disebut osilasi atau getaran harmonis.

Contoh Hetaran Harmonik

  • string pada alat musik
  • Gelombang radio
  • Bergantian saat ini
  • detak jantung
  • Diduga, Galileo menggunakan denyut nadinya untuk mengukur waktu dalam pengamatan gerak.

Persyaratan Getaran Harmonik

Kondisi gerak disebut osilasi harmonik, yang meliputi:

  • Gerakan berkala (bolak-balik).
  • Gerakan selalu merupakan posisi keseimbangan.
  • Akselerasi atau gaya yang bekerja pada benda sebanding dengan posisi / lendutan benda.
  • Arah akselerasi atau gaya yang bekerja pada objek, selalu mengarah ke posisi keseimbangan.

Periode dan Frekuensi Getaran Harmonik

Pengertian Getaran Harmonik

a Periode dan frekuensi sistem pegas

Intinya, gerak harmonik adalah gerakan melingkar tidak beraturan di sepanjang salah satu sumbu utama. Oleh karena itu, periode dan frekuensi pegas dapat dihitung dengan menyamakan gaya pemulihan (F = -kX) dan gaya sentripetal (F = -4π 2 mf2X).

Periode dan frekuensi sistem beban pegas hanya bergantung pada massa dan gaya pegas konstan.

b. Periode dan frekuensi pendulum sederhana

Sebuah pendulum sederhana terdiri dari beban massa m, yang ditangguhkan di ujung tali ringan (massanya dapat diabaikan) dengan panjang l. Ketika beban bergerak dalam satu arah dan dilepaskan, beban melewati titik keseimbangan di arah lain.

Ketika amplitudo ayunan kecil, pendulum melakukan osilasi harmonis. Periode dan frekuensi osilasi dalam pendulum sederhana sama dengan pegas. Artinya, periode dan frekuensi dapat dihitung dengan menyamakan gaya pemulih dan gaya sentripetal.

c. Gaya yang bekerja pada bandul sederhana

Persamaan gaya pemulih dalam pendulum sederhana F = -mg sin θ. Untuk sudut kecil θ (θ dalam radian), maka sin θ = θ. Oleh karena itu, persamaan dapat ditulis sebagai F = -mg (X / l). Karena persamaan gaya sentripetal adalah F = -4π 2 mf2X, kita mendapatkan persamaan berikut.

Periode sederhana dan frekuensi pendulum tidak tergantung pada massa dan defleksi pendulum, tetapi hanya bergantung pada panjang tali dan percepatan gravitasi lokal.

Contoh masalah getaran harmonik

Objek bergetar untuk membentuk gerakan yang harmonis dengan persamaan

y = 0,04 sin 20π t

сy – deviasi dalam meter, t – waktu dalam detik. Tentukan beberapa nilai persamaan getaran harmonik:

a) amplitudo
b) frekuensi
c) periode
d) deviasi maksimum
e) penyimpangan pada t = 1/60 detik
e) deviasi pada sudut fase 45 °
d) sudut fase dengan deviasi 0,02 meter

diskusi
Gambar deviasi harmonik di atas

y = sin ωt
ω = 2π f

atau

ω = 2π / T

a) amplitudo atau A
y = 0,04 sin 20π t

A = 0,04 meter

b) frekuensi atau f
y = 0,04 sin 20π t

ω = 20π

2πf = 20π
f = 10 Hz

c) periode atau T
T = 1 / f
T = 1/10 = 0,1 dtk

d) penyimpangan maksimum atau maksimum

y = sin ωt
y = ymaks sin ωt

y = 0,04 sin 20π t

y = ymaks sin ωt

ymaks = 0,04 m

(Penyimpangan maksimum hanya amplitudo)

e) penyimpangan pada t = 1/60 detik

y = 0,04 sin 20π t
y = 0,04 sin 20π (1/60)
y = 0,04 sin 1/3
y = 0,04 sin 60 ° = 0,04 × 1 / 2√3 = 0,02 √3 m

Ini adalah ulasan tentang definisi getaran harmonik dengan contoh lengkap masalah. Semoga apa yang dibahas di atas bermanfaat.

Baca Juga :