LANDASAN TEORI
- Benda dikatakan bergerak atau bergetar harmonis jika benda tersebut berayun melalui titik kesetimbangan dan kembali lagi keposisi awal.Gerak Harmonik Sederhana adalah gerak bolak balik benda melalui titik keseimbangan tertentu dengan beberapa getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan.
Lintasan:
1-2-3-2-1
- Gerak harmonis sederhana yang banyak dijumpai dalam kehidupan sehari-hari adalah getaran benda pada pegas dan getaran pada ayunan sederhana. Besaran fisika yang terdapat pada gerak harmonis sederhana adalah:
- Periode ( T ), Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode atau waktu yang dibutuhkan benda untuk melakukan satu getaran secara lengkap. Benda melakukan getaran secara lengkap apabila benda mulai bergerak dari titik di mana benda tersebut dilepaskan dan kembali lagi ke titik tersebut.
- Frekuensi getaran adalah jumlah getaran yang dilakukan oleh sistem dalam satu detik, diberi simbol f. Satuan frekuensi adalah 1/sekon atau s-1 atau disebut juga Hertz, Hertz adalah nama seorang fisikawan.
- Amplitudo, Pada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitudo. Amplitudo adalah perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan.
- Hubungan antara Periode dan
Frekuensi Getaran, Dari definisi periode dan frekuensi getaran di atas,
diperoleh hubungan :
T = periode, satuannya detik atau sekon
f = frekuensi getaran, satuannya 1/detik atau s-1 atau Hz
- Gravitasi adalah gaya tarik-menarik yang terjadi antara semua partikel yang mempunyai massa di alam semesta. Fisika modern mendeskripsikan gravitasi menggunakan Teori Relativitas Umum dari Einstein, namun hukum gravitasi universal Newton yang lebih sederhana merupakan hampiran yang cukup akurat dalam kebanyakan kasus. Sebagai contoh, bumi yang memiliki massa yang sangat besar menghasilkan gaya gravitasi yang sangat besar untuk menarik benda-benda di sekitarnya, termasuk makhluk hidup, dan benda-benda yang ada di bumi. Gaya gravitasi ini juga menarik benda-benda yang ada di luar angkasa, seperti bulan, meteor, dan benda angkasa lainnya, termasuk satelit buatan manusia.
- Beberapa teori yang belum dapat dibuktikan menyebutkan bahwa gaya gravitasi timbul karena adanya partikel gravitron dalam setiap atom. Hukum gravitasi universal Newton dirumuskan sebagai berikut:
- Setiap massa menarik massa titik lainnya dengan gaya segaris dengan garis yang menghubungkan kedua titik. Besar gaya tersebut berbanding lurus dengan perkalian kedua massa tersebut dan berbanding terbalik dengan kuadrat jarak antara kedua massa titik tersebut.
- Dalam sistem Internasional, F diukur dalam newton (N), m1 dan m2 dalam kilograms (kg), r dalam meter (m), dsn konstanta G kira-kira sama dengan 6,67 × 10−11 N m2 kg−2. Dari persamaan ini dapat diturunkan persamaan untuk menghitung Berat. Berat suatu benda adalah hasil kali massa benda tersebut denganpercepatan gravitasi bumi. Persamaan tersebut dapat dituliskan sebagai berikut: W = mg. W adalah gaya berat benda tersebut, m adalah massa dan g adalah percepatan gravitasi. Percepatan gravitasi ini berbeda-beda dari satu tempat ke tempat lain
__________________________________________________
BAB
V
KESIMPULAN
DAN SARAN
- Kesimpulan
Dari
percobaan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa:
·
Semakin
panjang tali semakin besar pula nilai periode
·
Massa
beban tidak mempengaruhi nilai periode
·
Nilai
gravitasi bumi yaitu antara 9 s/d 10, ini dapat di buktikan dengan menggunakan
rumus (4π^2 l)/T^2 yang mana telah dilakukan percobaan di atas
yang menghasilkan nilai gravitasi antara 9 s/d10.
- B. PRINSIP TEORI
Gerak
Harmonik Sederhana
Gerak
harmonik sederhana adalah gerak bolak – balik benda melalui suatu titik
keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu
konstan. Gerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu (1)
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; (2) Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya
gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.
Telaah
terhadap bunyi dan getaran sangat berkait bahkan tidak dapat dipisahkan dengan
kajian tentang ayunan atau yang disebut juga dengan istilah osilasi. Gejala ini
dalam kehidupan kita sehari-hari contohnya adalah gerakan bandul jam, gerakan
massa yang digantung pada pegas, dan bahkan gerakan dawai gitar saat dipetik.
Ketiganya merupakan contoh-contoh dari apa yang disebut sebagai ayunan.
Beberapa
Contoh Gerak Harmonik Sederhana
1.
Gerak harmonik pada bandulKetika beban digantungkan pada ayunan dan tidak
diberikan gaya, maka benda akan dian di titik keseimbangan B. Jika beban
ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu
kembali lagi ke A. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan
kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.
2.
Gerak harmonik pada pegas Semua pegas memiliki panjang alami sebagaimana tampak
pada gambar 2. Ketika sebuah benda dihubungkan ke ujung sebuah pegas, maka
pegas akan meregang (bertambah panjang) sejauh y. Pegas akan mencapai titik
kesetimbangan jika tidak diberikan gaya luar (ditarik atau digoyang).
Syarat
sebuah benda melakukan Gerak Harmonik Sederhana adalah apabila gaya pemulih
sebanding dengan simpangannya. Apabila gaya pemulih sebanding dengan simpangan
x atau sudut 0 maka pendulum melakukan Gerak Harmonik Sederhana.
Gaya
pemulih pada sebuah ayunan menyebabkannya selalu bergerak menuju titik
setimbangnya. Periode ayunan tidak berhubungan dengan dengan amplitudo, akan
tetapi ditentukan oleh parameter internal yang berkait dengan gaya pemulih pada
ayunan tersebut.
Periode
adalah selang waktu yang diperlukan oleh suatu benda untuk melakukan satu
getaran lengkap. Getaran adalah gerakan bolak-balik yang ada di sekitar titik
keseimbangan di mana kuat lemahnya dipengaruhi besar kecilnya energi yang
diberikan. Satu getaran frekuensi adalah satu kali gerak bolak-balik penuh. Satu
getaran lengkap adalah gerakan dari a-b-c-b-a.
Periode
ayunan Bandul adalah:
L
= Panjang Tali
g
= Percepatan Gravitasi
Untuk
menentukan g kita turunkan dari rumus di atas:
T²
= 4π² (L/g)
g
= 4π² (L/T²)
g
= 4π² tan α ; tan α = Δ L / T²
Periode
juga dapat dicari dengan 1 dibagi dengan frekuensi. Frekuensi adalah benyaknya
getaran yang terjadi dalam kurun waktu satu detik. Rumus frekuensi adalah
jumlah getaran dibagi jumlah detik waktu. Frekuensi memiliki satuan hertz / Hz.
III.
Landasan Teori
Bandul sederhana adalah salah satu bentuk gerka harmonik
sederhana. Gerak harmonik sederhana adalah benda bergerak bolak-balik disekitar
titik keseimbangannya. Titik terjauh dari kesetimbangan yang disebut amplitudo
(A). Sedangkan jarak benda yang bergetar dari titik kesetimbangan disebut
simpangan (x), yang berubah secara periodik dalam besar dan arahnya. Kecepatan
(V) dan percepatan (a) benda juga berubah dalam besar dan arah. Selama benda
bergetar, ada kecenderungan untuk kembali ke posisi setimbang. Untuk itu ada
gaya yang bekerja pada benda untuk mengembalikan benda ke posisi setimbang.
Periode adalah selang waktu yang diperlukan untuk melakukan satu getaran
lengkap. Sedangkan kebalikan dari periode (seper periode) disebut frekuensi.
Gaya (F) ini disebut gaya pemulih (restoring force) dan arahnya menuju posisi
setimbang.
Gerak bolak-balik benda m disebabkan pada benda m bekerja
gaya pegas . Gaya pegas selalu sebanding dengan simpangan dan berlawanan
arah dengan arah simpangan . Gaya yang besarnya sebanding dengan simpangan dan
selalu berlawanan arah dengan arah simpangan (posisi) disebut sebagai gaya
pemulihan. Gaya pemulihan menyebabkan benda bergerak bolak-balik
disekitar titik keseimbangannya (gerak harmonik sederhana). Gaya pemulihan
selalu berlawanan arah dengan arah posisi (arah gerak) benda.
Bandul sederhana berupa benda dan tali sepanjang .
Bila diberi simpangan kecil kemudian dilepaskan, akan bergerak bolak-balik
disekitar titik keseimbangan. Untuk bandul sederhana dengan panjang , diperoleh
Periode sehingga,
Grafitasi dapat dihitung dengan persamaan
Keterangan:
T : periode (detik)
g : percepatan gravitasi bumi (ms-2)
l : panjang tali bandul (m)
Bandul matematis merupakan suatu sistem yang ideal, yang
terdiri dari sebuah titik massa yang digantungkan pada tali ringan yang tidak
kendur mgq mg cos q Bandul Matematis mg sin q x = l q(mulur).
T Ketika bandul matematis dengan panjang tali (l) , massa (m) digerakkan
ke samping dari posisi kesetimbangannya dan dilepaskan maka bandul akan berayun
dalam bidang vertikal karena pengaruh gaya gravitasi. Pada saat , maka
gaya pemulih yang besarnya qbandul disimpangkan sejauh sudut ,
terlihat bahwa gaya pemulih tidak qdirumuskan sebagai F = -m g sin
, sehingga gerakan yang q tetapi dengan sin qs ebanding dengan dihasilkan
bukan getaran harmonis sederhana. Supaya
memenuhi gerakan q (q » qharmonis sederhana maka sin < ), sehingga untuk sudut°15 yang kecil berlaku
Selama m, g dan l besarnya tetap, maka
hasil juga tetap.
http://moesaimoet.blogspot.com
http://komun1tas.wordpress.com
Tidak ada komentar:
Posting Komentar