GERAK HARMONIK SEDERHANA

Presentasi berjudul: "GERAK HARMONIK SEDERHANA"— Transcript presentasi:

1 GERAK HARMONIK SEDERHANA
NURMELIA 15B08014 FISIKA

2 Apakah itu gerak? Apakah itu getaran?
Gerak adalah perubahan posisi suatu benda terhadap titik acuan Apakah itu getaran? Getaran adalah gerak bolak-balik di titik keseimbangan

3 Gerak getaran Coba perhatikan balok yang dikaitkan dengan pegas dan bidang tetap, apabila ditarik kemudian dilepas balok akan bergerak bolak-balik yang merupakan suatu gerak getaran. Perhatikan gambar di atas (a), balok diam netral tanpa ada gaya sehingga pada saat dilepas baok bekerja gaya pemulih F=-kx yang arahnya ke kiri (b). Karena adanya gaya F, balok akan bergerak dipercepat sampai melewati titik seimbang. Balok akan bergerak diperlambat dan berhenti sekejap di persimpangan x. Dengan demikian, balok akan bekerja gaya tolak pegas (c) yang menyebabkan balok akan bergerak balik, dan seterusnya balok akan bolak-balik membentuk suatu getaran.

4 Apakah itu gerak harmonik sederhana?
Contoh GHS pada bandul Apakah itu gerak harmonik sederhana? Ketika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan diam di titik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A[2]. Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana Gerak harmonik sederhana merupakan suatu gerak bolak-balik secara periodik disekitar titik keseimbangannya akibat adanya gaya yang mempengaruhi gerak, yaitu gaya pemulih. Karakteristik gerak harmonik sederhana adalah sebagai berikut: -Titik kesetimbangan tetap. -Amplitudo, periode, frekuensi konstan. -Bergerak dalam satu bidang datar Gerak harmonik sederhana adalah suatu gerak bolak-balik secara periodik disekitar titik keseimbangannya akibat adanya gaya yang mempengaruhi gerak (gaya pemulih)

5 Jenis Gerak Harmonik Sederhana
Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Linier, misalnya penghisap dalam silinder gas, gerak osilasi air raksa / air dalam pipa U, gerak horizontal / vertikal dari pegas, dan sebagainya. Gerak Harmonik Sederhana (GHS) Angular, misalnya gerak bandul/ bandul fisis, osilasi ayunan torsi, dan sebagainya.

6 Persamaan simpangan GHS
y  R x Keterangan: y = simpangan A = simpangan maks (amplitudo) = kecepatan sudut t = waktu Melalui pendekatan gerak melingkar beraturan dapat ditentukan persamaan simpangan gerak harmonik sederhana sebagai berikut. Gambar. Posisi benda yang bergerak melingkar beraturan

7 Persamaan Kecepatan GHS
Turunan pertama dari pers. simpangannya Atau,  y vy v x R Kecepatan merupakan perubahan perpindahan setiap selang waktu tertentu. Dan jika perubahannya terjadi secara sedikit-sedikit dan sulit untuk ditentukan selisihnya maka digunakanlah konsep turunan. Sehingga persamaan kecepatan gerak harmonik dapat ditentukan melalui turunan pertama dari persamaan simpangannya sebagai berikut. atau dapat pula diperoleh dengan pendekatan gerak melingkar beraturan. Kecepatan benda yang bergerak melingkar beraturan

8 Persamaan Percepatan GHS
Turunan kedua dari pers. simpangannya Percepatan merupakan perubahan kecepatan dalam selang waktu tertentu. Sama seperti kecepatan, jika perubahan itu terjadi sedikit demi sedikit maka percepatan dapat ditentukan melalui konsep turunan pertama dari kecepatan atau turunan kedua dari simpangannya sebagai berikut.

9 Persamaan Periode dan Frekuensi Gerak Harmonik Sederhana
Bandul sederhana Sistem Pegas Dapat dikatakan bandul sederhana jika memenuhi : Massa tali jauh lebih ringan dari pada benda yang digantungkan sehingga dapat diabaikan. Tali yang digunakan berbahan tidak elastis namun lentur (dapat ditekuk atau digulung). Benda dianggap sebagai titik.

10 Apakah itu superposisi?
Superposisi adalah interaksi dua gelombang dalam waktu tertentu, dan ketika interaksi tersebut tidak berlangsung kembali sifat gelombang tidak berubah dan kembali kesifat semula. Superposisi adalah interaksi dua gelombang dalam waktu tertentu, dan ketika interaksi tersebut tidak berlangsung kembali sifat gelombang tidak berubah dan kembali ke sifat semula. Persamaan superposisi dua gelombang dapat ditentukan dengan dua cara, yaitu secara matematis dan grafik. Persamaan superposisi dapat ditentukan dengan cara matematis dan grafik

11 Energi Gerak Harmonik Sederhana
Benda yang bergetar harmonik sederhana memiliki energi potensial dan energi kinetik Jumlah energi potensial dan energi kinetik disebut energi mekanik Benda yang bergetar harmonik memiliki energi potensial dan energi kinetik. Jumlah energi potensial dan energi kinetik ini disebut energi mekanik. Energi yang dimiliki benda yang bergetar harmonik karena simpangannya dari titik keseimbangan dinamakan energi potensial. Energi yang dimiliki benda yang bergetar harmonik karena simpangannya dari titik keseimbangan dinamakan energi potensial.

12 Ayunan bandul matematis
Pegas Hukum Hooke Gaya Pemulih Ayunan bandul matematis Gaya pemulih dimiliki oleh setiap benda elastis yang terkena gaya sehingga benda elastis tersebut berubah bentuk. Gaya yang timbul pada benda elastis untuk menarik kembali benda yang melekat padanya disebut gaya pemulih. Pegas adalah salah satu contoh benda elastis. Oleh sifat elastisnya ini, suatu pegas yang diberi gaya tekan atau gaya regang akan kembali pada keadaan setimbangnya mula – mula apabila gaya yang bekerja padanya dihilangkan. Pada pegas berlaku Hukum Hooke Jika gaya yang bekerja pada sebuah pegas dihilangkan, pegas tersebut akan kembali pada keadaan semula. Robert Hooke, ilmuwan berkebangsaan Inggris menyimpulkan bahwa sifat elastis pegas tersebut ada batasnya dan besar gaya pegas sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Dari penelitian yang dilakukan, didapatkan bahwa besar gaya pegas pemulih sebanding dengan pertambahan panjang pegas. Gaya pemulih bandul adalah Secara matematis dapat dituliskan:

13 Aplikasi GHS Shockabsorber pada mobil
Membantu mengendalikan guncangan pada roda Aplikasi GHS Jam Mekanik Shockabsorber pada mobil Peredam kejut (shockabsorber) pada mobil memiliki komponen pada bagian atasnya terhubung dengan piston dan dipasangkan dengan rangka kendaraan. Bagian bawahnya, terpasang dengan silinder bagian bawah yang dipasangkan dengan as roda. Fluida kental menyebabkan gaya redaman yang bergantung pada kecepatan relatif dari kedua ujung unit tersebut. Hal ini membantu untuk mengendalikan guncangan pada roda Jam Mekanik Roda keseimbangan dari suatu jam mekanik memiliki komponen pegas. Pegas akan memberikan suatu torsi pemulih yang sebanding dengan perpindahan sudut dan posisi kesetimbangan. Gerak ini dinamakan Gerak Harmonik Sederhana sudut (angular). Garpu tala Garpu tala dengan ukuran yang berbeda menghasilkan bunyi dengan pola titinada yang berbeda. Makin kecil massa m pada gigi garpu tala, makin tinggi frekuensi osilasi dan makin tinggi pola titinada dari bunyi yang dihasilkan garpu tala Garpu Tala Ukuran yang berbeda menghasilkan bunyi dengan pola titinada yang berbeda

14 Terima Kasih