gerak harmonik sederhana

4 Rumus Gerak Harmonik Sederhana yang Mudah Dipahami

Artikel ini akan membahas tentang gerak harmonik sederhana termasuk gaya pulih, periode, frekuensi, simpangan, serta persamaan kecepatan dan percepatan pada GHS.

Halo, Sobat Zenius! Saat kelas 10 kalian mungkin udah belajar tentang grak harmonik sederhana. Video materi di Zenius pun sempet ngebahas soal itu. Bisa kalian tonton di video ini. Sekarang gue di sini mau ngebahas lebih lanjut tentang gerak harmonik sederhana termasuk pengenalan dan persamaan gerak harmonik sederhana beserta dengan contoh soal yang sangat menarik!

Pengenalan Gerak Harmonik Sederhana

pengenalan gerak harmonik sederhana
Foto oleh Zenius

Gerak Harmonik Sederhana adalah gerak bolak-balik suatu benda melalui titik setimbangnya. Pada gerak harmonik sederhana, benda mengalami percepatan dengan arah menuju titik setimbang. Percepatan yang terjadi pada gerak harmonik sederhana ditimbulkan karena adanya gaya pulih. Kecepatan benda pada titik setimbang bernilai maksimum. Contoh gerak harmonik sederhana adalah gerakan bolak-balik bandul, gerakan bolak-balik sistem massa-pegas

Gaya Pulih

Gaya pulih pada gerak harmonik sederhana adalah gaya yang bekerja pada benda yang menyebabkan benda selalu kembali ke titik setimbang. Besarnya gaya pemulih bergantung kepada posisi benda yang berosilasi

Gaya Pulih pada Sistem Massa-Pegas

Perhatikan gambar di bawah ini:

gaya pulih pada sistem massa-pegas gerak harmonik sederhana
Foto oleh Zenius

Ketika pegas dengan konstanta kekakuan k disimpangkan sejauh x dari keadaan setimbang, maka pegas akan memberikan gaya yang melawan simpangannya dengan persamaan:

F = kx

Gaya ini menjadi gaya pulih bagi massa yang menempel pada pegas sehingga membuat benda kembali ke titik setimbangnya.

Gaya Pulih pada Bandul

Perhatikan gambar proyeksi gaya berat pada bandul di bawah

gaya pulih pada bandul gerak harmonik sederhana
Foto oleh Zenius

Ketika bandul disimpangkan dengan sudut simpangan teta kemudian dilepaskan, maka bandul akan mengalami gerak harmonik sederhana. Gaya pemulih pada bandul selalu bekerja dengan arah menuju titik setimbang. Proyeksi gaya berat (mg) yang arahnya menuju titik setimbang adalah mg sin teta. Sehingga gaya pulihnya adalah Fp = mg sin teta.

Persamaan Gerak Harmonik Sederhana

Periode dan Frekuensi Getaran

Periode (T) adalah waktu yang dibutuhkan untuk melakukan sekali getaran. Persamaan periode:

T = t/n

Frekuensi (f) adalah banyaknya getaran yang dilakukan dalam satu satuan waktu. Persamaan frekuensi:

f = n/t

Sehingga T = 1/f dan f = 1/T

Keterangan:

t = selang waktu terjadinya gerak harmonik sederhana

n = banyak getaran selama selang waktu t

Persamaan Simpangan pada GHS

Simpangan benda yang bergerak harmonik sederhana dapat diproyeksi ke dalam lingkaran yang dapat dilihat dari gambar berikut:

persamaan simpangan pada gerak harmonik sederhana
Foto oleh Zenius

Berdasarkan grafik sinusoidal di atas, didapatkan persamaan umum gelombang yaitu:

y = A sin teta

atau

y = A sin wt

4 Rumus Gerak Harmonik Sederhana yang Mudah Dipahami 41

di mana

A = Amplitudo/ simpangan maksimum

w = frekuensi sudut

T = periode getar

f = frekuensi getar

Persamaan Kecepatan pada Gerak Harmonik Sederhana

Persamaan kecepatan pada GHS adalah turunan simpangan terhadap waktu

v = dy/dt

v = d(A sin wt)/dt

v = A w cos wt

Persamaan Percepatan pada GHS

Persamaa percepatan pada GHS adalah turunan kecepatan terhadap waktu

a = dv/dt

a = d(Aw cos wt)/dt

a = -Aw2 sin wt

karena

y = A sin wt

maka

a = -w2y

Sistem Pegas – Massa

Perhatikan skema GHS sistem beban-pegas di bawah

sistem pegas-massa gerak harmonik sederhana
Foto oleh Zenius

Gerakan pegas dari A-E adalah gerakan satu kali getaran pegas. Periode getar sistem massa pegas (T) dirumuskan:

4 Rumus Gerak Harmonik Sederhana yang Mudah Dipahami 42

Frekuensi getar sistem massa pegas (f) dirumuskan:

4 Rumus Gerak Harmonik Sederhana yang Mudah Dipahami 43

Di mana

m = massa beban

k = konstanta pegas

​​Getaran pada Sistem Bandul Matematis

Perhatikan gambar di bawah ini:

getaran pada sistem bandul matematis gerak harmonik sederhana
Foto oleh Zenius

Satu kali getaran bandul adalah gerakan dari B-A-B-C-B. Persamaan periode getar bandul (T):

4 Rumus Gerak Harmonik Sederhana yang Mudah Dipahami 44

Frekuensi sistem massa pegas (f)

4 Rumus Gerak Harmonik Sederhana yang Mudah Dipahami 45

Di mana

g = percepatan gravitasi

l = panjang tali bandul

Terima kasih karena telah membaca artikel tentang GHS ini hingga tuntas. Gue harap kalian semua jadi paham dan bisa ngebantai semua soal GHS dengan mudah. Jadi, lo bisa lebih mendalami materi tentang GHS di sekolah, deh! Sampai bertemu di artikel selanjutnya ya! Oh iya, jangan lupa untuk terus berlatih ya. Bisa kalian coba dengan ngerjain soal-soal yang ada di Zenius. Semangat terus ya, Sobat Zenius!

Baca Juga Artikel Fisika Lainnya

Rumus Panjang Gelombang dalam Fisika Beserta 3 Contoh Soal

9 Rumus Momen Inersia dan 4 Contoh Soal

Rumus Dimensi dalam Fisika Beserta 9 Contoh Soal

Bagikan Artikel Ini!