Osilasi
PengertianOsilasi – umumnya terhadap waktu – dari suatu hasil pengukuran, Osilasi adalah variasi periodik periodik – contohnya pada ayunan bandul. Istilah vibrasi sering digunakan sebagai sinonim osilasi, walaupun sebenarnya vibrasi merujuk pada jenis spesifik osilasi, yaitu osilasi mekanis. Osilasi tidak hanya terjadi pada suatu llsistem fisik, tapi bisa juga pada sistem biologi dan bahkan dalam masyarakat. Osilasi terbagi menjadi 2 yaitu osilasi harmonis sederhana dan osilasi harmonis kompleks. Dalam osilasi harmonis sederhana terdapat gerak harmonis sederhana.
Dalam peristiwa osilasi ada yang dimaksud dengan pergeseran,amplitudo,periode,dan frekuensi. pengertian, rumus dan satuan pergeseran, amplitude, periode, peri ode, dan frekuensi: -Pergeseran adalah proses perubahan posisi dari satu titik ke titik lain.
Dimensinya L(Meter) Rumusnya delta R=(R2-R1) -Amplitudo
adalah
pengukuran
skala
yang
non
negatif
dari
beda
osilasi
satu
gelombang,amplitudo juga di definisikan sebagai jarak terjauh dari titik keseimbangan. Dimensi(CM) Rumusnya adalah A=Y/Sin cot,dimana y=simpangan,co=kecepatan,t=waktu,A=amplitudo Gerak
osilasi
sama
seperti
pada
bandul
yaitu
gerak
harmonik
sederhana.
-Periode adalah proses keadaan waktu untuk satu ayunan dalam beberapa proses ayunan. Rumusnya adalah T=1/F Satuan(detik) dan dimensi t. -Frekuensi adalah ukuran jumlah putar per peristiwa dalam selang waktu yang telah diberikan antara frekuensi dengan sudut osilasi saling berhubungan. Rumusnya R-W/2 pi dari besar menjadi kecil.
contoh peristiwa resonansi dalam osilasi yang berbeda/bersifat menguntungkan dan merugikan dalam kehidupan sehari-hari.
-Getaran
paksa
adalah
besaran
yang
terjadi
karena
rangsangan
gaya
luas.
-Resonansi adalah frekuensi getaran alami yang sama dengan suatu benda dan menyebabkan benda bergetar,frekuensi regangan gaya luar sama dengan terjadinya peristiwa osilasi. -Contoh dalam kehidupan sehari-hari: Merugikan seperti kasus akibat bekerjanya gaya gelombang laut yang menyebabkan badan kapal sulit terkendali dalam proses pelayaran. proses terjadinya gelombang pada peristiwa osilasi.
Proses gelombang pada osilasi sama halnya dengan bandul.jika sebuah bandul diberi gaya simpangan,maka akan timbul gaya pemulih dan akan terjadi osilasi dimana gelombang osilasi tersebut akan kembali menjadi nol setelah memiliki gaya pemulih. Tipe gelombang osilasi adalah getaran harmonis sederhana dengan tipe gelombang longitudinal. AplikasiOsilasi
Dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak benda yang bergetar. Senar gitar yang sering anda main atau dimainkan oleh gitaris group band musik terkenal yang kadang membuat anda menjerit histeris bahkan sampai menangis tersedu-sedu, getaran garpu tala, getaran mobil ketika mesinnya dinyalakan atau ketika mobil mencium mobil lainnya hingga penumpangnya babak belur. Ingat juga ketika anda tertawa terpingkal-pingkal tubuh anda juga bergetar, demikian juga rumah anda yang bergetar dasyat hingga ambruk ketika terjadi gempa bumi. Sangat banyak contoh getaran dalam kehidupan kita, sehingga jika disebutkan satu persatu maka tentu sangat melelahkan. Silahkan dipikirkan sendiri contoh lainnya. Getaran dan gelombang merupakan dua hal yang saling berkaitan. Gelombang, baik itu gelombang air laut, gelombang gempa bumi, gelombang suara yang merambat di udara; semuanya bersumber pada getaran. Dengan kata lain, getaran adalah penyebab adanya gelombang. Setiap gerak yang terjadi secara berulang dalam selang waktu yang sama disebut gerak periodik. Karena gerak ini terjadi secara teratur maka disebut juga sebagai gerak harmonik/harmonis. Apabila suatu partikel melakukan gerak periodik pada lintasan yang sama maka geraknya disebut gerak osilasi/getaran. Bentuk yang sederhana dari gerak periodik adalah benda yang berosilasi pada ujung pegas. Karenanya kita menyebutnya gerak harmonis sederhana. Banyak jenis gerak lain (osilasi dawai, roda keseimbangan arloji, atom dalam molekul, dan sebagainya) yang mirip dengan jenis gerakan ini, sehingga pada kesempatan ini kita akan membahasnya secara mendetail. Dalam kehidupan sehari-hari, gerak bolak balik benda yang bergetar terjadi tidak tepat sama karena pengaruh gaya gesekan. Ketika kita memainkan gitar, senar gitar tersebut akan berhenti bergetar apabila kita menghentikan petikan. Demikian juga bandul yang berhenti berayun jika tidak digerakan secara berulang. Hal ini disebabkan karena adanya gaya gesekan. Gaya gesekan menyebabkan benda-benda tersebut berhenti berosilasi. Jenis getaran
seperti ini disebut getaran harmonik teredam. Walaupun kita tidak dapat menghindari gesekan, kita dapat meniadakan efek redaman dengan menambahkan energi ke dalam sistem yang berosilasi untuk mengisi kembali energi yang hilang akibat gesekan, salah satu contohnya adalah pegas dalam arloji yang sering kita pakai. Pada kesempatan ini kita hanya membahas gerak harmonik sederhana secara mendetail, karena dalam kehidupan sehari-hari terdapat banyak jenis gerak yang menyerupai sistem ini. Jenis Gerak Harmonik Sederhana
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.
Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.
Beberapa Contoh Gerak Harmonik Sederhana
Gerak harmonik pada bandul
Gerak harmonik pada bandul Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan dian di [2]
titik keseimbangan B . Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A
[2]
. Gerakan beban akan terjadi berulang secara [2]
periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhan a .
Gerak harmonik pada pegas
Gerak vertikal pada pegas Semua pegas memiliki panjang alami sebagaimana tampak pada gambar. 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) Persamaan, Kecepatan, dan Percepatan Gerak Harmonik Sederhana Persamaan Gerak Harmonik Sederhana
Persamaan Gerak Harmonik Sederhana adalah
[6]
:
Keterangan : Y = simpangan A = simpangan maksimum (amplitudo) F = frekuensi t = waktu Jika posisi sudut awal adalah θ 0, maka persamaan gerak harmonik sederhana menjadi
[6]
:
Kecepatan Gerak Harmonik Sederhana
Dari persamaan gerak harmonik sederhana [6]
Kecepatan gerak harmonik sederhan a
Kecepatan
maksimum diperoleh
vmaksimum
= Aω
:
jika nilai
Kecepatan untuk Berbagai Simpangan
Persamaan tersebut dikuadratkan [6]
, mak a
:
...(1)
atau
, sehingga :
Dari persamaan :
...(2) Persamaan (1) dan (2) dikalikan, sehingga didapatkan :
Keterangan : v =kecepatan benda pada simpangan tertentu ω = kecepatan sudut A = amplitudo Y = simpangan
Percepatan Gerak Harmonik Sederhana
Dari persamaan kecepatan :
Percepatan maksimum jika
, maka
atau
[6]
:
0
= 90 =
Keterangan : a maks = percepatan maksimum A = amplitudo ω = kecepatan sudut
Hubungan Gerak Harmonik Sederhana (GHS) dan Gerak Melingkar Beraturan (GMB)
Gerak Melingkar
Gerak Melingkar Beraturan dapat dipandang sebagai gabungan dua gerak harmonik sederhana yang saling tegak lurus, memiliki Amplitudo (A) dan frekuensi yang sama namun memiliki beda fase relatif
atau kita dapat memandang Gerak Harmonik Sederhana sebagai [7]
suatu komponen Gerak Melingkar Beraturan . Jadi dapat diimpulkan bahwa pada suatu garis lurus, proyeksi sebuah benda yang melakukan Gerak Melingkar Beraturan merupakan Gerak [7]
Harmonik Sederhana . Frekuensi dan periode Gerak Melingkar Beraturan sama dengan Frekuensi dan periode Gerak Harmonik Sederhana yang diproyeksikan
[7]
.
Misalnya sebuah benda bergerak dengan laju tetap (v) pada sebuah lingkaran yang memiliki [7]
jari-jari A sebagaimana tampak pada gambar di samping . Benda melakukan Gerak [7]
Melingkar Beraturan, sehingga kecepatan sudutnya bernilai konstan . Hubungan antara kecepatan linear dengan kecepatan sudut dalam Gerak Melingkar Beraturan dinyatakan dengan persamaan
[7]
:
Karena jari-jari (r) pada Gerak Melingkar Beraturan di atas adalah A, maka persamaan ini diubah menjadi :
,
... (1)
Simpangan sudut (teta) adalah perbandingan antara jarak linear x dengan jari-jari lingkaran (r), dan dinyatakan dengan persamaan :
... (2), x adalah jarak linear, v adalah kecepatan linear dan t adalah waktu tempuh (x = vt adalah persamaan Gerak Lurus alias Gerak Linear). Kemudian v pada persamaan 2 digantikan dengan v pada persamaan 1 dan jari-jari r digantikan dengan A :
Dengan demikian, simpangan sudut benda relatif terhadap sumbu x dinyatakan dengan persamaan : ... (3) (θ0 adalah simpangan waktu pada t = 0}) Pada gambar di atas, posisi benda pada sumbu x dinyatakan dengan persamaan : x
= Acosθ ...(4)
Persamaan posisi benda pada sumbu y :
Keterangan : A = amplitudo ω = kecepatan sudut θ0 = simpangan udut pada saat t = 0
daftar pustaka www.scribd.com/doc/.../GERAK-OSILASI-Adalah-Variasi-Periodik
mala.blog.uns.ac.id/files/2010/11/artikel_aplikasi_gelombang.pdf
http://id.wikipedia.org/wiki/Gerak_harmonik_sederhana
