Pertemuan 11-12 Gerak Harmonik Sederhana dan Gelombang Matakuliah : D0564/Fisika Dasar Tahun : September 2005 Versi : 1/1 Pertemuan 11-12 Gerak Harmonik Sederhana dan Gelombang
Learning Outcomes Pada akhir pertemuan ini, diharapkan mahasiswa akan mampu : Menjelaskan konsep dan aplikasi gerak harmonik sederhana, gelombang dan bunyi (C2)
Outline Materi Pertemuan 11 • Gerak harmonik sederhana, periode gerak, kecepatan, percepatan dan energi gerak harmonik
Outline Materi Pertemuan 12 Gelombang, jenis dan sifat gelombang, frekuensi, periode dan interferensi gelombang
GERAK HARMONIK SEDERHANA Definisi Gerak Harmonik adalah gerakan bolak-balik yang melewati lintasan yang sama (tetap).
Jika sistem atau benda yang melakukan gerak harmonik tersebut tidak mengalami gangguan dari luar, maka gerakan akan terjadi terus-menerus (tak henti).
Perhatikan suatu sistem yang terdiri atas satu benda yang bermasa m, digandeng dengan sebuah pegas dengan kanstanta pegas k, jika benda tersebut ditarik dengan gaya F kemudian dilepas, maka sistem akan melakukan gerak bolak-balik atau gerak harmonik.
k m x k x m
Benda m yang ditarik gaya F akan berlaku persamaan Sedangkan gaya perlawanan pegas adalah: Dalam keadaan setimbang:
Penyelesaian persamaan tersebut adalah berbentuk fungsi sinus atau cosinus, misalnya dalam bentuk: x = A cos(w t + f) dengan: ω = 2 π f = 2 π/ T,
dimana: T : Periode gerak, yaitu waktu untuk satu gerakan penuh F : Frekuensi, yaitu jumlah getaran atau gerakan per satuan waktu Kecepatan gerak benda: Kecepatan maksimum:
Percepatan: Percepatan maksimum:
ENERGI GERAK HARMONIK Energi gerak harmonik merupakan gabungan energi kinetik benda dan energi potensial pegas E = Ek + Ep = ½ m V2 + ½ k X2
dengan menggantikan persamaan V dan X, maka diperoleh: E = ½ k A2 Substitusi kedua persamaan terakhir menghasilkan: t y(t) (a) (b) (c) a < 0 v < 0 a > 0 v > 0 a < 0 v > 0
Bentuk gerak harmonik serta perubahan tanda nilai kecepatan dan percepatannya. Soal: 1. Tentukan Periode dan frekuensi gerak berikut: k1 x m k2 F
k1 x k2 m F