gerak harmonik dan super posisi

of 36 /36

Author: alenne-thresia

Post on 21-Jul-2015

148 views

Category:

Education


13 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

Gerak Harmonik dan Super Posisi

Gerak Harmonik dan Super PosisiKelompok 5:Alenne TLFanny MLaura CParamita SGerak Harmonik SederhanaDefinisiGerak harmonik sederhana adalah gerak bolak - balik benda melalui suatu titik keseimbangan tertentu dengan banyaknya getaran benda dalam setiap sekon selalu konstan.Getaran Harmonik Sederhana adalah gerak bolak-balik yang selalu melewati titik keseimbangan tanpa mengalami redaman. Getaran harmonik dipengaruhi oleh gaya yang arahnya selalu menuju titik keseimbangan dan besarnya sebanding dengan simpangannya.

Jenis-jenisGerak Harmonik Sederhana dapat dibedakan menjadi 2 bagian, yaitu: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.

ContohGerak harmonik pada bandulKetika beban digantungkan pada ayunan dan tidak diberikan gaya, maka benda akan dian di titik keseimbangan B. Jika beban ditarik ke titik A dan dilepaskan, maka beban akan bergerak ke B, C, lalu kembali lagi ke A.

Gerakan beban akan terjadi berulang secara periodik, dengan kata lain beban pada ayunan di atas melakukan gerak harmonik sederhana.Besaran Fisika pada Ayunan BandulPeriode (T)Benda yang bergerak harmonis sederhana pada ayunan sederhana memiliki periode. Periode ayunan (T) adalah waktu yang diperlukan benda untuk melakukan satu getaran. Benda dikatakan melakukan satu getaran jika benda bergerak dari titik di mana benda tersebut mulai bergerak dan kembali lagi ke titik tersebut. Satuan periode adalah sekon atau detik.

Frekuensi (f)Frekuensi adalah banyaknya getaran yang dilakukan oleh benda selama satu detik, yang dimaksudkan dengan getaran di sini adalah getaran lengkap. Satuan frekuensi adalah hertz.Hubungan antara T dan fFrekuensi adalah banyaknya getaran yang terjadi selama satu detik. Periode adalah selang waktu yang dibutuhkan untuk melakukan satu getaran.

f = 1/TT = 1/f

AmplitudoPada ayunan sederhana, selain periode dan frekuensi, terdapat juga amplitudo. Amplitudo adalah perpindahan maksimum dari titik kesetimbangan

Gaya PemulihGaya 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 di sebut gaya pemulih.Gaya Pemulih pada PegasPegas 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. Gaya pemulih pada pegas banyak dimanfaatkan dalam bidang teknik dan kehidupan sehari- hari. Misalnya di dalam shockbreaker dan springbed. Sebuah pegas berfungsi meredam getaran saat roda kendaraan melewati jalan yang tidak rata. Pegas - pegas yang tersusun di dalam springbed akan memberikan kenyamanan saat orang tidur.

Hukum HookeJika 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. Secara matematis, dapat dituliskan sebagai:

F= -k x

Tanda (-) diberikan karena arah gaya pemulih pada pegas berlawanan dengan arah gerak pegas tersebut.

Susunan PegasKonstanta pegas dapat berubah nilainya, apabila pegas - pegas tersebut disusun menjadi rangkaian. Besar konstanta total rangkaian pegas bergantung pada jenis rangkaian pegas, yaitu rangkaian pegas seri atau paralel.

Seri / DeretGaya yang bekerja pada setiap pegas adalah sebesar F, sehingga pegas akan mengalami pertambahan panjang sebesar dan . Secara umum, konstanta total pegas yang disusun seri dinyatakan dengan persamaan:

dengan kn = konstanta pegas ke - n.1/k total = 1/k1 + 1/k2 + .. + 1/knParalelJika rangkaian pegas ditarik dengan gaya sebesar F, setiap pegas akan mengalami gaya tarik dan, pertambahan panjang. Secara umum, konstanta total pegas yang dirangkai paralel dinyatakan dengan persamaan:ktotal = k1 + k2 + k3 +....+ kn, dengan kn = konstanta pegas ke - n.

Gaya Pemulih pada Ayunan Bandul MatematisAyunan matematis merupakan suatu partikel massa yang tergantung pada suatu titik tetap pada seutas tali, di mana massa tali dapat diabaikan dan tali tidak dapat bertambah panjang. Dari gambar tersebut, terdapat sebuah beban bermassa tergantung pada seutas kawat halus sepanjang dan massanya dapat diabaikan. Apabila bandul itu bergerak vertikal dengan membentuk sudut , gaya pemulih bandul tersebut adalah :mg sin

Secara matematis dapat dituliskanF = mg sinDan oleh karena Sin = y/lmakaF = -mg y/lPersamaan, Kecepatan, dan Percepatan Gerak Harmonik SederhanaPersamaan Gerak Harmonik Sederhana adalahKeterangan:Y = simpanganA = simpangan maksimum (amplitudo)w = kecepatan sudutt = waktuY = A sin wtKecepatan gerak harmonik sederhana:

v= dy/dt (sin A sin wt) atauv= Aw cosw tKecepatan maksimum diperoleh jika nilai: cos w t = 1 atau wt=0 sehingga:

V maksimum = A wKecepatan untuk Berbagai Simpangan

Apabila persamaan tersebut dikuadratkanmaka..(1)Y = A sin wtY = A sin wtY = A (1-cos wt)Y = A - Acos wtDari persamaan: Keterangan:

v =kecepatan benda pada simpangan tertentuw= kecepatan sudutA = amplitudoY = simpangan

Persamaan (1) dan (2) dikalikan, sehingga didapatkanv = Aw cos wtv/w = A cos wtv = w(A - Y)Percepatan Gerak Harmonik SederhanaDari persamaan kecepatan:

makaPercepatan maksimum jika wt=1 atau wt= 90 = /2v = Aw cos wta = dv/dt = d/dta = -Aw sin wtamaks = -Aw sin /2amaks = -AwKeterangan:a maks = percepatan maksimumA = amplitudow= kecepatan sudut Super posisi Gerak Harmonik SederhanaSuperposisi Getaran Harmonik adalah penjumlahan dua getaran atau lebih yang dapat melintasi ruang sama tanpa ada ketergantungan satu gelombang dengan yang lain.

Faktor yang mempengaruhi SGH adalah :Amplitudo masing-masing gelombangBeda fase antara gelombang yang disuperposisikan

OSILOSKOPSuatu alat yang digunakan untuk mengamati bentuk gelombang dan pengukurannya. Komponen utama osiloskop adalah tabung sinar katoda.

Komponen utama dari sinar katoda adalah :1. Perlengkapan senapan elektron.2. Perlengkapan pelat defleksi.3. layar fluorosensi4. Tabung gelas dan dasar tabung.

Tombol-tombol yang terdapat di panel osiloskop antara lain :* Focus : Digunakan untuk mengatur focus* Intensity : Untuk mengatur kecerahan garis yang ditampilkan dilayar* Trace rotation : Mengatur kemiringan garis sumbu Y=0 di layar* Volt/div : Mengatur berapa nilai tegangan yang diwakili oleh satudiv di layar* Time/div : Mengatur berapa nilai waktu yang diwakili oleh satu divdi layar* Position : Untuk mengatur posisi normal sumbu X (ketika sinyalmasukannya nol)* AC/DC : Mengatur fungsi kapasitor kopling di terminal masukanosiloskop.* Ground : Digunakan untuk melihat letak posisi ground di layar.* Channel 1/ 2 : Memilih saluran / kanal yang digunakan.Besaran-besaran yang dapat diukur dengan menggunakan osiloskop adalah:

Amplitudo : menyatakan besarnya tegangan maksimum sinyal listrik yang terukur.Tegangan maksimum (Vm) =Amplitudo sinyal terbaca.Tegangan puncak ke puncak (Vpp) = 2x Amplitudo sinyal terbaca.- Tegangan effektif (Veff)= 1/2 dari ampiltudo sinyal terbaca.

Frekuensi : menyatakan jumlah gelombang sinyal listrik tiap detik dari skalatime/div yang digunakan.

Periode : Menyatakan waktu untuk mencapai panjang lintasan satugelombang sinyal yang terbaca pada layar osiloskop.Dari layar osiloskop, kita dapat melihat atau mengamati beberapa gelombangyaitu :1. Gelombang Sinus2. Gelombang Kotak3. Gelombang Segitiga

Fungsi Osiloskop :1.Bidang Elektronika :a.Dapat menunjukkan terjadinya kerusakan pada computerb.Dapat menunjukkan keadaan digital tinggi atau rendah

2. Bidang Kesehatan :a.Digunakan pada alat ukur detak jantung

3. Bidang Otomotif :a. Untuk mengukur getaran atau vibrasi pada sebuah transducermesin

Superposisi Getaran HarmonikSearahDapat terjadi jika terdapat 2 getaran harmonik dengan arahgetar berada dalam satu sumbu getar yang sama.

TERIMA KASIH