SEDANG DALAM PENGEMBANGAN
Pernahkah kalian duduk di ayunan dan merasakan gerak bolak-balik yang teratur? Atau melihat sebuah bandul jam yang terus bergerak tanpa henti? Gerakan sederhana ini ternyata menyimpan rahasia besar dalam dunia fisika yang dikenal sebagai getaran harmonik. Di balik ayunan anak-anak, pegas, hingga senar gitar yang menghasilkan melodi, tersembunyi konsep fisika yang menjelaskan keteraturan, energi, dan keseimbangan.
Getaran harmonik adalah suatu getaran di mana resultan gaya yang bekerja pada titik sembarang selalu mengarah ke titik keseimbangan dan resultan gaya sebanding dengan jarak titik sembarang ke titik keseimbangan tersebut.
Getaran harmonik adalah getaran yang memiliki lintasan teratur dan berulang dalam selang waktu yang tetap, dimana gerak selalu dipengaruhi oleh gaya yang besarnya berbanding lurus dengan jarak dari suatu titik dan arahnya selalu menuju ke titik tersebut. Getaran harmonik terjadi bila terdapat gaya pemulih yang arahnya selalu menuju posisi setimbang dan besarnya sebanding dengan simpangan.
Contoh: Getaran bandul kecil dan pegas ideal dalam sistem tertutup.
Gerak benda dari P0–P1–P2–P3–P0 dan seterusnya dinamakan gerak melingkar beraturan. Proyeksi gerak benda dari P0–0–P2–0–P0 dan seterusnya dinamakan gerak harmonik pada sumbu-y. Sementara proyeksi gerak benda dari P1–0–P3–0–P1 dan seterusnya berupa gerak harmonik pada sumbu-x.
Gaya pemulih adalah gaya yang selalu bekerja untuk mengembalikan suatu benda ke posisi setimbangnya saat benda tersebut menyimpang dari posisi tersebut. Gaya ini berlawanan arah dengan arah simpangan dan sebanding dengan besar simpangannya. mathematically, it can be written as follows.
F = -kx
Tanda negatif pada persamaan tersebut menunjukkan bawa arah F selalu berlawanan dengan arah x.
Selain pada pegas, gaya pemulih juga bekerja pada getaran harmonik bandul sederhana. Study the following figure
Gaya pemulih yang bekerja pada getaran harmonik bandul sederhana adalah komponen gaya berat tegak lurus dengan tali. Jadi besar gaya pemulih pada bandul sederhana dapat ditentukan sebagai berikut.
F = mg sin θ
Waktu yang diperlukan oleh sebuah titik untuk berputar satu kali lingkaran penuh (satu kali bolak-balik) disebut periode (T). Banyaknya putaran (getaran) yang dilakukan setiap detik disebut frekuensi (f).
Dari gambar, diperoleh bahwa jika kecepatan sudutnya 𝜔 maka waktu yang diperlukan oleh sebuah titik untuk bergerak dari P0 → P adalah
Secara matematis, besarnya simpangan pada sumbu-y atau sumbu-x dapat
dituliskan sebagai berikut.