FISIKA: GETARAN

Oleh: Adhi Setiawan

Getaran

Gerak bolak balik di sekitar titik setimbang

yang periodik disebabkan adanya gaya

pemulih

Gelombang

Mekanik Elektromagnetik

Gelombang Suara Gempa Bumi Gelombang pada dawai dll

Cahaya Sinar X Gelombang Radio dll.

Gelombang Mekanik

Gelombang Mekanik Timbul : Perlu usikan sebagai sumber

Perlu medium yang dapat diusik

Perlu adanya mekanisme penjalaran usikan

Karakter Fisik yang menjadi ciri gelombang :

Panjang Gelombang (l) Frekwensi (f )

Cepatrambat Gelombang (v)

Panjang Gelombang : Jarak minimum antara dua titik pada gelombang yang berperilaku identik.

Frekwensi Gelombang : Jumlah pengulangan usikan persatuan waktu.

Cepatrambat Gelombang : Jarak penjalaran usikan yang ditempuh dalam satu satuan waktu.

Tipe Gelombang

Transversal Longitudinal

Gerak partikel yang terusik

tegak lurus arah penjalaran

Gerak partikel yang terusik

sejajar arah penjalaran

GERAK SELARAS SEDERHANA

)cos( tAx

fasa Amplitudo Sudut fasa

Frekwensi sudut

Simpangan maksimum

Pergeseran partikel dari titik setimbangnya

Waktu yang diperlukan untuk bergetar satu siklus penuh

2T

frekwensi Jumlah getaran yang dilakukan selama satu periode

2

1

Tf

Tf

22

Perioda

Kecepatan dan Percepatan

Kecepatan : dt

dxv tAsin

Percepatan : dt

dva tAcos2

)cos( tAx

xa 2

Avm

Aam2

Misal : Pada t = 0, x = xo dan v = vo

cosAxo

sinAvo tan

o

o

x

v

22222

2 sincos AAv

x oo

222 sincos A2

2

o

o

vxA

Getaran Massa pada Pegas

Hukum Hooks : xF k

maF x

m

ka

2

2

dt

xd

dt

dva

xm

k

dt

xd

2

2

2

xdt

xd 22

2

Persamaan difrensial order dua

Penyelesaian : )cos()( tAtx

)cos( tdt

dA

dt

dx)sin( tA

)sin(2

2

tdt

dA

dt

xd)cos(2 tA

Jika gaya sebanding dengan pergeseran dan

arahnya berlawanan, akan menyebabkan gerak

selaras sederhana

m

k

2T

k

m2

Tf

1

m

k

2

1

Energi Getaran Selaras Sederhana Energi Kinetik : 2

21 mvK

tAv sin

)(sin22221 tAmK

Energi Potensial : 221 kxU

)cos( tAx

)(cos2221 tkAU

UKE Energi Total : ttkA 22221 cossin

k)(sin22

21 tkA

= 1

2

21 kAE

Bandul Sederhana

mg

T

cosmg

sinmg

s

L

m

sinmgFt 2

2

dt

sdm

Ls konstan

sin2

2

L

g

dt

d

Untuk kecil, sin

dalam radian

L

g

dt

d

2

2 2

L

g

2T

g

L2

p.m

O

mg

d

I

sind

2

2

sindt

dImgd

Apa artinya ?

Untuk kecil, sin

I

mgd

dt

d2

2

2

I

mgd

2T

mgd

I2

Bandul Fisis

Getaran Teredam

Mengalami gesekan

RkxF

bvR

xmaxmabvkx

2

2

dt

xdm

dt

dxbkx

Untuk b kecil R