RumusHitung.Com

Sobat, setelah kemarin kita belajar mengenai apa itu getaran secara umumu, kali ini akan belajar mengenai getaran yang ada pada pegas. Loh memangnya di pegas ada getaran? Coba sobat ingat kembali bahwa yang dinamakan getaran adalah gerakan bolak balik melewati sebuaah titik keseimbangan. Gerakan bolak-balik juga ada pada pegas berarti ada getaran juga di situ. Coba sobat perhatikan gambar di bawah ini

Pada awalnya pegas digantung tanpa ada beban. Kemudian di ujung pegas kita beri beban sehingga pegas tersebut meregang sejauh y₀. Pada posisi tersebut pegas belum mengalami gerakan. Titik P masih merupakan titik kesetimbangan. Di titik tersebut, sudah bekerja gaya pegas yang melawan beban. Gaya (F) pegas mempunyai arah ke atas. Kita ingat bahwa rumus gaya pegas adalah

F = k. Δx = k. y₀

Di titik keseimbangan tersebut gaya pegas sama besarnya dengan gaya berat benda. (w = m.g)

F pegas = W k. y₀ = m.g Tetapan gaya pegas dapat dicari dengan: k = m.g/y0

dengan k = tetapan gaya pegas (N/m) y0 = perubahan panjang pegas ketika diberi beban m = massa benda g = percepatan gravitasi

Pada saat praktik fisika, sobat bisa menggunakan cara di atas untuk menetukan tetapan gaya dari sebuah pegas. Kemudian, ketika pegas yang telah diberi beban kita tarik dengan gaya sehingga pegas bergeser sejauh y dari titik kesimbangan. Lalu tarikan tersebut kita lepas maka terjadilah getaran harmonik. Gerakan bolak balik dimana resultan gaya selalu mengarah ke titik keseimbangan (titik P). Terjadi simpangan yang besarnya selalu sebanding dengan besarnya gaya yang bekerja. Gaya pegas yang bekerja di rumuskan

F = -k.y *tanda negatif karena gaya pemulih yang arahnya menuju titik keseimbangan selalu berlawanan dengan arah gaya penyebab gerak.

Rumus Periode dan Frekuensi pada Pegas

Setelah sobat bisa menentukan besarnya tetapan gaya pegas, maka besarnya periode dan frekuensi bisa kita cari.

Untuk mencar perccepatan pada pegas kita bisa menggunakan persamaan F = -k.y m.a = -k.y a = -k.y/m

m = massa benda (kg) y = simpangan yang dihitung dari titik keseimbangan (m) k = tetapan gaya (N/m) a = percepatan gravitasi (ms^-2)

Contoh Soal

berikut rumushitung.com ambilkan contah soal getaran harmonis pada pegas yang pernah keluar pada ujian nasional fisika SMA, check this out..

1. Sobat punya sebuah pegas dengan tetapan gaya 2000 N/m digantungkan di atas dengan beban massa 20 gram. Dari titik keseimbangan pegas ditarik ke bawah sejauh 2 cm. Berapa besar gaya pemulih dari pegas untuk mencapai titik keseimbangannya kembali?

Diketahui k = 2000 N/m m = 20 gram = 2×10^-2 Kg y = 2 cm = 2 x 10^-2 m Ditanya  gaya pemulih F = ….? Jawab : F = -k.y F = -2000 x 2 x 10^-2 F= -40 N (jawaban e)

2. Ada sebuah pegas digantung vertikal kemudian ujung bawahnya diberi beban seberat 10 kg sehingga panjang bertambah 20 cm. Beban ditarik ke bawah sejauh 5 cm kemudian dilepaskan. Coba sobat tentukan periode dan frekuensi getaran yang dihasilkan. Asumsi g = 10 ms^-2.

Diketahui m = 10 kg y₀ = 20 cm = 0,2 m y = 5 cm = 0,05 m Ditanya Periode (T) = … ? Frekuensi (f) = … ? Jawab kita tentukan terlebih dahulu nilai tetapan gaya pegas (k) k = m.g/y₀ k = 10.10/0,2 = 500 N/m T = 2π √(m/k) =  2π √(10/500) = 2π / √5 = 2π/5 √5 s f = 1/T = 5/2π√5 Hz