OSILASI

osilasi

Bab 7

KELOMPOK 2

Nadia Br G.

Adira S. H

Kartika I. H

Hazael I. R

Zulfa N. P. N

Hanifah N.

PERAN ANGGOTA

osilasi

Osilasi atau getaran adalah gerak bolak-balik di sekitar posisi setimbang. Banyak peristiwa osilasi yang dapat kita amati dalam kehidupan sehari-hari. Contohnya :

• Getaran daun atau cabang pohon yang ditiup angin
• Gerak dawai gitar
• Gerak pegas yang digantungi beban
• Gerak penggaris yang ditempel salah satu ujungnya di meja dan ujung lain disimpangkan lalu dilepas
• Gerak dawai piano

Salah satu ciri yang jelas terlihat dari peristiwa osilasi adalah meskipun bergerak, namun benda yang berosilasi tidak bepindah tempat.

DAFTAR ISI

4. Osilasi Pegas

1. Pengertian Osilasi

2. Frekuensi Osilasi

5. Contoh Soal

3. Bandul Matematis Sederhana

6. Latihan Soal

FREKUENSI OSILASI

F = -Cy dengan :

• y adalah simpangan benda dari posisi setimbang;
• F adalah gaya yang menarik kembali benda ke posisi setimbang;
• C adalah sebuah konstanta

Mengapa (-) karena gayanya terbalik, menarik balik. Agar ini dapat terwujud maka saat benda menyimpang dari posisi setimbang harus ada gaya yang menarik kembali benda ke arah posisi setimbang. Ini berarti pada peristiwa osilasi arah gaya selalu berlawanan dengan arah simpangan. Jika waktu bagi benda melakukan satu osilasi penuh(satu getaran ) adalah T (dalam satuan detik). Periode osilasi adalah waktu yang diperlukan untuk melakukan satu kali osilasi penuh. Maka, jumlah osilasi per-detik adalah frekuensi dikenal dengan periode osilasi, maka jumlah osilasi per detik memenuhi.

BANDUL MATEMATIS SEDERHANA

Salah satu bentuk gerak osilasi adalah gerak bandul matematis sederhana. Bandul ini terdiri dari seutas tali yang dianggap tidak memiliki massa dan sebuah beban diikat di ujung bawah tali. Ujung atas tali diikatkan pada posisi tetap (seperti paku). Beban bergantung bebas dan bergerak bolak-balik akibat pengaruh gaya gravitasi bumi. Sifat bandul matematis sederhana adalah simpangan tidak boleh terlalu besar. Jika simpangan terlalu besar maka gaya yang bekerja pada benda tidak lagi berbanding lurus dengan simpangan. Gaya berbanding lurus simpangan hanya untuk simpangan kecil.

Rumus Frekuensi Osilasi Bandul Matematis Sederhana :f = 1/2π√g/ldengan :g = percepatan gravitasil = panjang tali bandul

FREKUENSI OSILASI

OSILASI PEGAS

DAN

Massa beban adalah m dan pegas yang dianggap tidak memiliki massa. Ketika beban ditarik sejauh y yang tidak terlalu besar maka pegas menarik benda tersebut dengan gaya F = -ky. Inilah ungkapan Hooke yang awal dan k dikenal dengan konstanta pegas.

f=1/2π √(k/m)

dengan :k = konstanta pegasm = massa beban (dalam kg)

Tampak dari persamaan bahwa periode osilasi pegas bergantung pada konstanta pegas dan massa beban yang digantung pada pegas. Konstanta pegas yang besar menunjukkan bahwa pegas sulit ditekan atau diregangkan. Pegas jenis ini menghasilkan frekuensi osilasi yang besar. Sebaliknya, semakin besar massa beban yang digantung pada pegas maka osilasi pegas semakin kecil. Penyebabnya adalah semakin besar massa maka akan semakin sulit diubah-ubah gerakannya (semakin sulit diosilasikan).

CONTOH SOAL

1. Sebuah pegas memiliki konstanta 15 N/m, pada pegas digantung beban 250 g. Beban disimpangan kemudia dilepas hingga berosilasi. Berapa frekuensi osilasi beban ?
2. Pegas dengan beban 800 g sedang berosilasi, osilasi pegas tersebut diukur dengan mistar. Didapat hasil pengamatan menunjukkan frekuensi osilasi adalah 5 Hz. Dari pengukuran didapat jarak antara posisi terendah dan tertinggi beban adalah 10 cm. Dari hasi tersebut berapa energi total osilasi pegas ?

JAWABAN

1. Dik : K = 15 N/m

m = 250 g = 0,25 kgDit : f ?Jawab :f = 1/2π √(k/m) = 1/2π √(15/0,25) = 1,23 Hz

JAWABAN

Ep = 1/2 . F . Δ xF = w = m.g g = 10 m/s2 f = 8 N Ep = 1/2 . 8 N . 5 x 10-2 = 0,2 J

2. Dik : m= 800 g = 0,8 kgf = 5 HzΔ x = 10/2 = 5 cm = 5 x 10-2 mDit : E ?Jawab :E = Ep + Ek = Ep + 0 = Ep

CATATANΔ x : Dikukur dari posisi mula-mula pada pegas bukan dari posisi terendah ke tinggiEk : simpangan maksimum pegas = 0 sehingga Ek = 0

LATIHAN SOAL

Pegas dari sebuah neraca memiliki Panjang 20,0 cm. Ketika digunakan untuk menimbang sayuran 100 gr, pegas mengalami pertambahan Panjang 2,00 cm. Jika gantungan sayuran tersebut sedikit ditarik sehingga berisolasi, berapakah frekuensi osilasi tersebut? (gunakan g = 10,0 m/s2)

Sebuah bandul sederhana memiliki massa 100 gram dengan panjang tali 40 cm. Jika percepatan gravitasi bumi 10 m/s2 dan bandul tersebut diberi simpangan sudut sebesar 5°, tentukan gaya yang menarik bandul saat simpangan maksimum, periode, serta frekuensi getarannya! (sin 5° = 0,087)

Sebuah benda bermassa m = 0,25 kg melakukan osilasi dengan periode 0,2 sekon dan amplitudo A = 5 x 10-² dan memiliki percepatan yaitu 2π2. Pada saat simpangannnya y = 2 x 10-2 m, hitunglah energi potensial benda tersebut !

pr

1. Jika motor dengan massa 1800 kg ditopang oleh 4 buah pegas, yang memiliki tetapan gaya yaitu 18.000 N/m. Apabila motor tersebut dinaiki oleh 3 orang dengan jumlah massa 200 kg, dan melewati sebuah lubang yang berada ditengah jalan. Maka tentukanlah :

• Frekuensi getaran pegas mobil?
• Waktu yang diperlukan untuk menempuh dua getaran?

3. Dua buah pegas bergetar dengan frekuensi berbeda. Frekuensi getar pegas A adalah 10Hz dan frekuensi getar pegas B adalah 8 Hz. Pada saat t = 0, pegas A berada pada fase getar 0, sementara pegas B pada fase getar 90 derajat. Kedua pegas akan berada pada fase getar yang sama setelah bergetar selama?

4. Mobil bergoyang naik turun saat melewati jalan yang berlubang, berosilasi dengan periode T1. Mobil ini ditopang oleh empat pegas. Kebetulan setelah kejadian ini, dua pegas dari empat pegas yang menopang mobil putus. Mobil ini melewati jalan berlubang lagi sehingga bergoyang naik turun, berosilasi dengan periode T2. Perbandingan periode osilasi T1 terhadap T2 adalah ….

2. Suatu pegas melakukan 100 getaran dalam waktu 0,25 menit. Frekuensi getaran pegas adalah?

Terima Kasih