RumusHitung.Com

Getaran (Fisika SMA) – Dear All, kali ini kita belajar sedikit mengenati materi getaran di SMA. Masih ingatkah sobat apa itu getaran, fekuensi, dan periode? ngga pakai lama temukan jawabannya di uraian berikut

Apa itu Getaran?

 Definisi dari getaran adalah gerak bolak balik (back and forth motion) yang terjadi secara periodik melalui suatu titik kesetimbangan. Getaran terjadi ketika ada gaya yang bekerja pada sebuah sistem benda elastis. Benda tersebut akan kembali ke titik kesetimbangannya setelah menerima gaya, begitu seterusnya. Yang dimaksud dengan titik kesetimbangan adalah titik saat resultan gaya yang bekerja pada benda sama dengan nol. Terjadinya sebuah getaran adalah peristiwa yang unik. Dari sebuah getaran bisa muncul berbagai besaran pokok dan turunan.

Periode (T) adalah waktu yang diperlukan untuk sebuah getaran terjadi dengan atuan second. Frekuensi Getaran (f) adalah banyaknya getaran yang bisa terjadi dalam satu satuan waktu (biasanya detik) satuan Hertz (Hz). Hubungan keduanya adalah berbanding terbalik. Periode adalah kebalikan dari frekuensi, dirumuskan

Selain frekuensi dan periode ada juga namanya simpangan, kedudukan sutu titik terhadap titik kesetimbangan pada waktu tertentu. Simpangan terbesar dari sebuah getaran kemudian sobat kenal dengan nama amplitudo.

Getaran Harmonik Sederhana

Yang dimaksud getaran harmonik sederhana adalah sebuah getaran yang resultan
gaya yang bekerja pada titik sembarang selalu mengarah pada titik keseimbangan.  Besarnya gaya yang bekerja sebanding dengan jarak titik sembarang ke titik keseimbangan. Contoh getaran harmonik sederhana bisa sobat jumpai pada pegas dan pada ayunan.

Perasamaan Simpangan, Kecepatan, dan Percepatan pada Getaran

Dalam getaran harmonik ada besaran yang disebut simapangan, kecepatan harmonik, dan juga percepatan getarn harmonik. Simpangan paling besar dari sebuah getaran dapat dicapai benda Amplitudo atau simpangan maksimal Y_m.
Besarnya simpangan dirumuskan:

Persamaan kecepatan pada getaran harmonik dapat sobat peroleh dari turunan persamaan simpanga baku terhadap waktu

V_y = ωA cos (ωt + θ₀)
(ingat sobat turunan dari Sin f (x) adalah cos (fx) . f'(x)
Sedangkan persamaan percepatan pada getaran harmonik adalah turunan pertama dari kecepatan atau turunan kedua dari sipangan

ay = – ω²A sin (ωt + θ₀)
(ingat sobat turunan dari Cos f(x) adalah -sin f(x). f'(x)

Sudut Fase, Fase, dan Besa Fase pada Getaran harmonik

Apa itu fase, sudut fase, dan beda fase dalam getaran harmonik? Jika kita lihat dari persamaan sinpangan
y = A sin (ωt + θ₀) atau bisa ditulis
y = A sin (2 π t/T + θ₀)

yang dinamakan sudut fase adalah sudut (2 π t/T + θ₀), ia dinotasikan
dengan theta θ
jadi rumus dari sudut fase adalah

rumus di atas dapat ditulis juga

nah yang kami kasih warna kuning adalah dinamakan fase getaran. Jika ketika t = t1 fase getaran adalah φ1 dan pada saat t = t2 fase getaran adalah φ2. Maka selisih fase tersebut dinamakan beda fase Δφ dirumuskan

Contoh Soal

Jika ada sebuat titik materi melakukan getaran harmonik sederhana dengan simpangan terbesar adalah A. Pada saat simpangannya 1/2 A √2, maka fase getaran titik tersebut terhadap garis keseimbangan adalah

Pembahasan
Diketahui besarnya simpangan
y = 1/2 A √2
A sin (ωt + θ₀) = 1/2 A √2
sin (ωt + θ₀) = 1/2 √2
sin θ = 1/2 √2
θ (sudut fase) = 45^o = π/4 (ingat sobat π = 180^o)
hubungan sudut fase dengan fase adalah
θ = 2π φ (lihat rumus di atas)
π/4 = 2π φ
1/8 = φ
Jadi fase getaran pada saat simpangan getaran 1/2 A √2 adalah 1/8 dari garis keseimbangan.

Contoh soal dari Ujian Nasional 2002

Jawab :
diketahui A = 13 cm, T = 0,1π s, y = 5 cm
untuk menjawab soal getaran di atas ada rumus cepat dari rumushitung.com
Vy = ωA cos (ωt + θ₀) (ada aturan trigonometri cos² x = 1-sin²x)