Materi fisika kelas XI semester II salah satu nya adalah getaran, berikut uraian materi & soal getaran. Semoga bermanfaat ...
GETARAN
A. Pengertian Getaran
Getaran adalah: gerak bolak-balik suatu objek di sekitar titik
setimbang.
Contoh
getaran yang paling sederhana diantaranya adalah: getaran pada sinar gitar saat
dipetik, getaran pada pita suara, getaran pada bandul yang diayun, getaran pada
mistar yang ditarik, getaran beban yang digantung pada ujung pegas, dan yang
lainnya.
Gambar bandul yang digetarkan
1. Besaran Fisika yang berhubungan
dengan Getaran
a.
Amplitudo Getaran
Amplitudo getaran adalah: simpangan maksimum dari benda yang
bergetar.
Contoh pada gambar di atas, kedudukan setimbang adalah
di titik B. Bandul tersebut disimpangkan ketitik A kemudian dilepaskan.
Jadi amplitudo getaran untuk gambar bandul diatas
adalah jarak dari
titik A ke B atau jarak dari titik C ke B.
Penting: Pada peristiwa di atas satu getarannya adalah: jarak
dari titik A – B – C – B – A.
b.
Frekuensi Getaran
Frekuensi getaran adalah: banyaknya getaran yang terjadi tiap
detik.
Persamaan rumusnya adalah:
Keterangan:
f =
frekuensi getaran (Hz) n =
banyaknya getaran t =
waktu getaran (s)
c.
Periode Getaran
Periode
getaran adalah: waktu yang
diperlukan untuk melakukan satu getaran penuh.
Persamaan
rumusnya adalah:
Keterangan:
- T = periode (s)
- n = banyaknya getaran
- t = waktu getar (s)
B. Getaran Harmonik Sederhana
Getaran harmonik sederhana adalah: suatu getaran yang arah resultan
gayanya selalu mengarah ke titik keseimbangan.
Contohnya: getaran pada bandul dan getaran beban pada
pegas.
Ada 3 rumus penting yang digunakan untuk menyelesaikan persoalan berupa
sebuah persamaan, 3 rumus itu adalah
1. Simpangan Getaran (y)
Simpangan getaran adalah: jarak antara kedudukan setimbang
dengan kedudukan titik yang bergetar.
2. Kecepatan Getaran (v)
3. Percepatan Getaran (a)
Keterangan:
y = simpangan getaran (m)
t = waktu bergetar (s)
A = amplitudo getaran (m)
ω = kecepatan anguler atau kecepatan sudut (rad/s2)
ω = 2πf =2π/T
θ₀ = sudut fase awal (rad)
v = kecepatan linier (m/s)
a = percepatan getaran (m/s2)
1.
Getaran Harmonik pada Bandul Sederhana
a.
Gaya Pemulih pada Bandul Sederhana
Ketika bandul dismpangkan, maka bandul memliki gaya
pemulih (F) yang arahnya selalu menuju ke titik keseimbangan.
Keterangan:
F = gaya pemulih (N)
m = massa beban (kg)
g = percepatan gravtasi (m/s2)
θ = simpangan sudut (o)
Penting: tanda minus (—) menunjukan bahwa arah
gayapemulih selalu berlawanan dengan arah gaya penyebab gerak.
b. Frekuensi dan periode pada bandul sederhana
Keterangan:
T = periode getaran (s)
f = frekuensi getaran (Hz)
l = panjang tali (m)
g = percepatan gravtasi (m/s2)
2.
Getaran Harmonik pada Pegas
a.
Gaya Pemulih pada Pegas
Keterangan:
F = gaya
pemulih (N)
m = massa
beban (kg)
g =
percepatan gravtasi (m/s2)
y =
simpangan pegas (jarak beban terhadap titik keseimbangan pegas) (m)
b.
Frekuensi dan Periode pada Pegas
Keterangan
T = periode getaran (s)
f = frekuensi getaran (Hz)
m = massa beban (kg)
k = konstanta pegas (N/m)
C. Energi Getaran
1. Energi Potensial
2. Energi Kinetik
3. Energi Mekanik
Keterangan:
A = amplitudo atau smpangan maksimum (m)
m = massa beban (kg)
k = konstanta (N/m)
Cobalah Menyelesaikan Contoh Soal
Berikut Ini:
- Sebuah Bandul yang sedang bergetar memiliki frekuensi 2 Hz. Jikapercepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, maka berapakah panjang tali bandul tersebut?
- Sebuah pegas memiliki konstanta sebesar 100 N/m. Pegas tersebut digantung secara vertical dan di beri beban yang massanya 160 kg. Beban tersebut ditarik ke bawah dan dilepaskan sehingga beban bergerak naik turun secara berulang – ulang. Tentukanlah periode dan frekuensi getar beban pada pegas tersebut!
- Sebuah pegas digantung secara vertical dan diberi beban bermasa 300 gram, ternyata setelah diberi beban, pegas tersebut bertambah panjang 5 cm. jika percepatan gravitasi bumi adalah 10 m/s2, maka berapakah besar gaya pemulih ketika beban disimpangkan sejauh 2 cm?
- Sebuah penggaris digetarkan selama 1 menit, jika diketahui selama satu menit tersebut pengaris tersebut telah bergetar sebanyak 120 kali, maka besar frekuensi dan periode dari penggaris tersebut adalah….
- Diketahui terdapat sebuah benda yang bergetar sebanyak 3 kali dalam waktu 6 sekon, maka hitunglah frekuensi dan periode benda tersebut!
Tidak ada komentar:
Posting Komentar