contoh soal gerak harmonik sederhana

Semangat pagi sobat fisika

Kabar baik kan untuk kalian. Kalian tahu?

Pembahasan kita hari ini yaitu tentang gerak harmonik sederhana. Pembahasan kali ini akan dibagi menjadi bebapa poin.

Ikuti terus pembahasannya yaah.

Pengertian Gerak Harmonik Sederhana

Dari berbagai macam materi fisika, kita juga akan belajar tentang gerak harmonik sederhana.

Banyak fenomena yang dapat dijelaskan melalui GHS ini, misalnya tegangan dan arus liistrik, gelombang seismic, dan getaran pada mesin.

Pengertian dari gerak harmonik sederhana adalah gerak bolak-balik pada suatu benda secara teratur melalui titik kesetimbangannya, banyaknya getaran setiap sekonnya selalu sama/konstan.

Gerak harmonik sederhana disebabkan karena suatu benda mendapat suatu gaya (bisa doronngan atau tarikan) dan mengalami gaya pemulih (restoring force), misalnya seperti pemanjangan dan pemendekan sebuah pegas dari titik setimbang karena diberi gaya.

Pada konsep gerak harmonic terdapat beberpa besaran fisika yang dimiliki oleh bbenda yang berosilasi, yaitu :

Simpangan (y) = jarak benda dari titik kesetimbangan
Frekuensi (f) = banyaknya getaran setiap waktu
Periode (T) = banyaknya waktu dalam satu getaran
Amplitude (A) = simpangan maksimum

Dalam materi ini ada beberapa syarat untuk sebuah fenomena dikatakan gerak harmonik sederhana, yaitu :

Osilasinya periodic.
Terdapat gaya pemulih pada osilasi tersebut.
Arah percepatan atau gaya yang bekerja mengarah ke titik kesetimbangan.
Terdapat inersia (kelembaman) yang menyebabkan overshoot (melewati posisi keseimbangan)

Untuk lebih jelasnya, silahkan simak contoh fenomena dari gerak harmonic sederhana yaa.

Contoh Gerak Harmonik Sederhana

Gerak harmonic dapat terjadi pada beberapa fenomena sebagai berikut :

Arus listrik AC
Gelombang radio
Dawai pada alat music
Denyut jantung

Fenomena gerak harmonic dapat dituliskan secara matematis, simak di poin berikut ini teman-teman.

Rumus Gerak Harmonik Sederhana

Fenomena gerak harmonic bila dituliskan secara sistematis maka mengahsilkan rumus sebagai berikut :

1. Periode dan Frekuensi Sistem Pegas

Periode dan frekuensi pada pegas bisa dihitung dengan menyamakan gaya pemulih dengan gaya sentripetalnya

F =-kx (gaya pemullih)

F_s = -4π²mf²x (gaya sentripetal)

F = F_S

-kx = -4π²mf²x

Dimana

k = konstanta pegas (N/m)
m = massa benda (Kg)

2. Periode dan Frekuensi pada Bandul Sederhana

Getaran harmonik pada bbandul hanya bisa terjadi ketika simpangannya (amplitude) kecil.

Periode dan frekuensi pada bandul sederhana dapat dihitung dengan menyamakan gaya pemulih dan gaya sentripetal bandul.

F = -mg sinθ (gaya pemulih)

Karena sinθ harus kecil, maka sinθ = θ

Maka dapat ditulis F = -mg(x/l)

F_s = -4π²mf²x (gaya sentripetal)

Sehingga :

F_s = F

-4π²mf²x = -mg(x/l)

– 4π² f²= g/l

Dimana

f = frekuensi (Hz)
T = waktu dalam satu getaran (s)
l = panjang tali bandul (m)
g = percepatan gravitasi (m/s²)

okey, di poin selanjutnya kan dibahas tentang contoh soal dari gerak harmonik sederhana. Simak penjelasannya yaa.